git.sesse.net Git - c64tapwav/blob - audioreader.cpp

   1 #include <stdio.h>
   2
   3 extern "C" {
   4
   5 #include <libavcodec/avcodec.h>
   6 #include <libavformat/avformat.h>
   7 #include <libswresample/swresample.h>
   8
   9 }
  10
  11 #include <memory>
  12 #include <vector>
  13
  14 namespace {
  15
  16 struct AVFormatCloserAndDeleter {
  17         void operator() (AVFormatContext *ctx) {
  18                 avformat_close_input(&ctx);
  19                 avformat_free_context(ctx);
  20         }
  21 };
  22
  23 struct AVCodecContextDeleter {
  24         void operator() (AVCodecContext *ctx) {
  25                 avcodec_free_context(&ctx);
  26         }
  27 };
  28
  29 struct SwrContextDeleter {
  30         void operator() (SwrContext *swr) {
  31                 swr_free(&swr);
  32         }
  33 };
  34
  35 struct AVPacketDeleter {
  36         void operator() (AVPacket *pkt) {
  37                 av_free_packet(pkt);
  38         }
  39 };
  40
  41 struct AVFrameDeleter {
  42         void operator() (AVFrame *frame) {
  43                 av_frame_free(&frame);
  44         }
  45 };
  46
  47 struct AVSampleDeleter {
  48         void operator() (uint8_t *data) {
  49                 av_freep(&data);
  50         }
  51 };
  52
  53 void convert_samples(SwrContext *swr, int sample_rate, const uint8_t **data, int nb_samples, std::vector<float> *samples)
  54 {
  55         int max_out_samples = nb_samples + swr_get_delay(swr, sample_rate);
  56         if (max_out_samples == 0) {
  57                 return;
  58         }
  59         uint8_t *output;
  60         av_samples_alloc(&output, nullptr, 1, max_out_samples, AV_SAMPLE_FMT_FLT, 0);
  61         std::unique_ptr<uint8_t, AVSampleDeleter> output_deleter(output);
  62
  63         int out_samples = swr_convert(swr, &output, max_out_samples, data, nb_samples);
  64         if (out_samples > 0) {
  65                 const float* start = reinterpret_cast<const float *>(output);
  66                 const float* end = start + out_samples;
  67                 samples->insert(samples->end(), start, end);
  68         }
  69 }
  70
  71 int decode_packet(const char *filename, AVCodecContext *codec_ctx, SwrContext *swr, AVFrame *audio_frame, AVPacket *packet, int *got_frame, std::vector<float> *samples)
  72 {
  73         *got_frame = 0;
  74         int len1 = avcodec_decode_audio4(codec_ctx, audio_frame, got_frame, packet);
  75         if (len1 < 0 || !*got_frame) {
  76                 return len1;
  77         }
  78
  79         if (audio_frame->channel_layout != codec_ctx->channel_layout ||
  80             audio_frame->sample_rate != codec_ctx->sample_rate) {
  81                 fprintf(stderr, "%s: Channel layout or sample rate changed mid-file\n", filename);
  82                 *got_frame = false;
  83                 return len1;
  84         }
  85         convert_samples(swr, codec_ctx->sample_rate, (const uint8_t **)audio_frame->data, audio_frame->nb_samples, samples);
  86         return len1;
  87 }
  88
  89 }  // namespace
  90
  91 bool read_audio_file(const char *filename, std::vector<float> *samples, int *sample_rate)
  92 {
  93         av_register_all();
  94
  95         AVFormatContext *format_ctx = nullptr;
  96         if (avformat_open_input(&format_ctx, filename, nullptr, nullptr) != 0) {
  97                 fprintf(stderr, "Couldn't open %s\n", filename);
  98                 return false;
  99         }
 100         std::unique_ptr<AVFormatContext, AVFormatCloserAndDeleter> format_ctx_closer(format_ctx);
 101
 102         if (avformat_find_stream_info(format_ctx, nullptr) < 0) {
 103                 fprintf(stderr, "%s: Couldn't find stream information\n", filename);
 104                 return false;
 105         }
 106
 107         // Find the first audio stream.
 108         int audio_stream_index = -1;
 109         for (unsigned i = 0; i < format_ctx->nb_streams; ++i) {
 110                 if (format_ctx->streams[i]->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 111                         audio_stream_index = i;
 112                         break;
 113                 }
 114         }
 115         if (audio_stream_index == -1) {
 116                 fprintf(stderr, "%s: Couldn't find an audio stream\n", filename);
 117                 return false;
 118         }
 119
 120         AVCodec *codec = avcodec_find_decoder(format_ctx->streams[audio_stream_index]->codec->codec_id);
 121         if (codec == nullptr) {
 122                 fprintf(stderr, "%s: Unsupported codec\n", filename);
 123                 return false;
 124         }
 125
 126         AVCodecContext *codec_ctx = avcodec_alloc_context3(codec);
 127         std::unique_ptr<AVCodecContext, AVCodecContextDeleter> codec_ctx_deleter(codec_ctx);
 128         if (avcodec_copy_context(codec_ctx, format_ctx->streams[audio_stream_index]->codec) != 0) {
 129                 fprintf(stderr, "%s: Couldn't copy codec context\n", filename);
 130                 return false;
 131         }
 132
 133         if (avcodec_open2(codec_ctx, codec, nullptr) < 0) {
 134                 fprintf(stderr, "%s: Couldn't open codec\n", filename);
 135                 return false;
 136         }
 137
 138         // Init resampler (to downmix to mono and convert to s16).
 139         if (codec_ctx->channel_layout == 0) {
 140                 codec_ctx->channel_layout = av_get_default_channel_layout(codec_ctx->channels);
 141         }
 142         SwrContext *swr = swr_alloc_set_opts(
 143                 nullptr,
 144                 AV_CH_LAYOUT_MONO, AV_SAMPLE_FMT_FLT, codec_ctx->sample_rate,
 145                 codec_ctx->channel_layout, codec_ctx->sample_fmt, codec_ctx->sample_rate,
 146                 0, nullptr);
 147         std::unique_ptr<SwrContext, SwrContextDeleter> swr_deleter(swr);
 148         if (swr_init(swr) < 0) {
 149                 fprintf(stderr, "%s: Couldn't initialize resampler\n", filename);
 150                 return false;
 151         }
 152
 153         AVPacket packet;
 154         AVFrame* audio_frame = av_frame_alloc();
 155         std::unique_ptr<AVFrame, AVFrameDeleter> audio_frame_deleter(audio_frame);
 156         while (av_read_frame(format_ctx, &packet) >= 0) {
 157                 std::unique_ptr<AVPacket, AVPacketDeleter> av_packet_deleter(&packet);
 158
 159                 if (packet.stream_index != audio_stream_index) {
 160                         continue;
 161                 }
 162
 163                 while (packet.size > 0) {
 164                         int got_frame = 0;
 165                         int len1 = decode_packet(filename, codec_ctx, swr, audio_frame, &packet, &got_frame, samples);
 166                         if (len1 < 0) {
 167                                 fprintf(stderr, "%s: Couldn't decode audio\n", filename);
 168                                 return false;
 169                         }
 170                         if (!got_frame) {
 171                                 break;
 172                         }
 173                         packet.data += len1;
 174                         packet.size -= len1;
 175                 }
 176         }
 177
 178         // Flush any delayed data from the end.
 179         packet.data = nullptr;
 180         packet.size = 0;
 181         int got_frame = 0;
 182         do {
 183                 int len1 = decode_packet(filename, codec_ctx, swr, audio_frame, &packet, &got_frame, samples);
 184                 if (len1 < 0) {
 185                         fprintf(stderr, "%s: Couldn't decode audio\n", filename);
 186                         return false;
 187                 }
 188         } while (got_frame);
 189
 190         // Convert any leftover samples from the converter.
 191         convert_samples(swr, codec_ctx->sample_rate, nullptr, 0, samples);
 192
 193         *sample_rate = codec_ctx->sample_rate;
 194
 195         return true;
 196 }