Add some missing #includes.
[c64tapwav] / 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 #include <libavutil/avutil.h>
9 #include <libavutil/frame.h>
10
11 }
12
13 #include <memory>
14 #include <vector>
15
16 namespace {
17
18 struct AVFormatCloserAndDeleter {
19         void operator() (AVFormatContext *ctx) {
20                 avformat_close_input(&ctx);
21                 avformat_free_context(ctx);
22         }
23 };
24
25 struct AVCodecContextDeleter {
26         void operator() (AVCodecContext *ctx) {
27                 avcodec_free_context(&ctx);
28         }
29 };
30
31 struct SwrContextDeleter {
32         void operator() (SwrContext *swr) {
33                 swr_free(&swr);
34         }
35 };
36
37 struct AVPacketDeleter {
38         void operator() (AVPacket *pkt) {
39                 av_free_packet(pkt);
40         }
41 };
42
43 struct AVFrameDeleter {
44         void operator() (AVFrame *frame) {
45                 av_frame_free(&frame);
46         }
47 };
48
49 struct AVSampleDeleter {
50         void operator() (uint8_t *data) {
51                 av_freep(&data);
52         }
53 };
54
55 void convert_samples(SwrContext *swr, int sample_rate, const uint8_t **data, int nb_samples, std::vector<float> *samples)
56 {
57         int max_out_samples = nb_samples + swr_get_delay(swr, sample_rate);
58         if (max_out_samples == 0) {
59                 return;
60         }
61         uint8_t *output;
62         av_samples_alloc(&output, nullptr, 1, max_out_samples, AV_SAMPLE_FMT_FLT, 0);
63         std::unique_ptr<uint8_t, AVSampleDeleter> output_deleter(output);
64
65         int out_samples = swr_convert(swr, &output, max_out_samples, data, nb_samples);
66         if (out_samples > 0) {
67                 const float* start = reinterpret_cast<const float *>(output);
68                 const float* end = start + out_samples;
69                 samples->insert(samples->end(), start, end);
70         }
71 }
72
73 int decode_packet(const char *filename, AVCodecContext *codec_ctx, SwrContext *swr, AVFrame *audio_frame, AVPacket *packet, int *got_frame, std::vector<float> *samples)
74 {
75         *got_frame = 0;
76         int len1 = avcodec_decode_audio4(codec_ctx, audio_frame, got_frame, packet);
77         if (len1 < 0 || !*got_frame) {
78                 return len1;
79         }
80
81         if (audio_frame->channel_layout != codec_ctx->channel_layout ||
82             audio_frame->sample_rate != codec_ctx->sample_rate) {
83                 fprintf(stderr, "%s: Channel layout or sample rate changed mid-file\n", filename);
84                 *got_frame = false;
85                 return len1;
86         }
87         convert_samples(swr, codec_ctx->sample_rate, (const uint8_t **)audio_frame->data, audio_frame->nb_samples, samples);
88         return len1;
89 }
90
91 }  // namespace
92
93 bool read_audio_file(const char *filename, std::vector<float> *samples, int *sample_rate)
94 {
95         av_register_all();
96
97         AVFormatContext *format_ctx = nullptr;
98         if (avformat_open_input(&format_ctx, filename, nullptr, nullptr) != 0) {
99                 fprintf(stderr, "Couldn't open %s\n", filename);
100                 return false;
101         }
102         std::unique_ptr<AVFormatContext, AVFormatCloserAndDeleter> format_ctx_closer(format_ctx);
103
104         if (avformat_find_stream_info(format_ctx, nullptr) < 0) {
105                 fprintf(stderr, "%s: Couldn't find stream information\n", filename);
106                 return false;
107         }
108
109         // Find the first audio stream.
110         int audio_stream_index = -1;
111         for (unsigned i = 0; i < format_ctx->nb_streams; ++i) {
112                 if (format_ctx->streams[i]->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
113                         audio_stream_index = i;
114                         break;
115                 }
116         }
117         if (audio_stream_index == -1) {
118                 fprintf(stderr, "%s: Couldn't find an audio stream\n", filename);
119                 return false;
120         }
121
122         AVCodec *codec = avcodec_find_decoder(format_ctx->streams[audio_stream_index]->codec->codec_id);
123         if (codec == nullptr) {
124                 fprintf(stderr, "%s: Unsupported codec\n", filename);
125                 return false;
126         }
127
128         AVCodecContext *codec_ctx = avcodec_alloc_context3(codec);
129         std::unique_ptr<AVCodecContext, AVCodecContextDeleter> codec_ctx_deleter(codec_ctx);
130         if (avcodec_copy_context(codec_ctx, format_ctx->streams[audio_stream_index]->codec) != 0) {
131                 fprintf(stderr, "%s: Couldn't copy codec context\n", filename);
132                 return false;
133         }
134
135         if (avcodec_open2(codec_ctx, codec, nullptr) < 0) {
136                 fprintf(stderr, "%s: Couldn't open codec\n", filename);
137                 return false;
138         }
139
140         // Init resampler (to downmix to mono and convert to s16).
141         if (codec_ctx->channel_layout == 0) {
142                 codec_ctx->channel_layout = av_get_default_channel_layout(codec_ctx->channels);
143         }
144         SwrContext *swr = swr_alloc_set_opts(
145                 nullptr,
146                 AV_CH_LAYOUT_MONO, AV_SAMPLE_FMT_FLT, codec_ctx->sample_rate,
147                 codec_ctx->channel_layout, codec_ctx->sample_fmt, codec_ctx->sample_rate,
148                 0, nullptr);
149         std::unique_ptr<SwrContext, SwrContextDeleter> swr_deleter(swr);
150         if (swr_init(swr) < 0) {
151                 fprintf(stderr, "%s: Couldn't initialize resampler\n", filename);
152                 return false;
153         }
154
155         AVPacket packet;
156         AVFrame* audio_frame = av_frame_alloc();
157         std::unique_ptr<AVFrame, AVFrameDeleter> audio_frame_deleter(audio_frame);
158         while (av_read_frame(format_ctx, &packet) >= 0) {
159                 std::unique_ptr<AVPacket, AVPacketDeleter> av_packet_deleter(&packet);
160
161                 if (packet.stream_index != audio_stream_index) {
162                         continue;
163                 }
164
165                 while (packet.size > 0) {
166                         int got_frame = 0;
167                         int len1 = decode_packet(filename, codec_ctx, swr, audio_frame, &packet, &got_frame, samples);
168                         if (len1 < 0) {
169                                 fprintf(stderr, "%s: Couldn't decode audio\n", filename);
170                                 return false;
171                         }
172                         if (!got_frame) {
173                                 break;
174                         }
175                         packet.data += len1;
176                         packet.size -= len1;
177                 }
178         }
179
180         // Flush any delayed data from the end.
181         packet.data = nullptr;
182         packet.size = 0;
183         int got_frame = 0;
184         do {
185                 int len1 = decode_packet(filename, codec_ctx, swr, audio_frame, &packet, &got_frame, samples);
186                 if (len1 < 0) {
187                         fprintf(stderr, "%s: Couldn't decode audio\n", filename);
188                         return false;
189                 }
190         } while (got_frame);
191
192         // Convert any leftover samples from the converter.
193         convert_samples(swr, codec_ctx->sample_rate, nullptr, 0, samples);
194
195         *sample_rate = codec_ctx->sample_rate;
196
197         return true;
198 }