git.sesse.net Git - vlc/blob - modules/packetizer/mpeg4audio.c

   1 /*****************************************************************************
   2  * mpeg4audio.c: parse and packetize an MPEG 4 audio stream
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 2001, 2002 the VideoLAN team
   5  * $Id$
   6  *
   7  * Authors: Laurent Aimar <fenrir@via.ecp.fr>
   8  *          Gildas Bazin <gbazin@netcourrier.com>
   9  *
  10  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  11  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  12  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  13  * (at your option) any later version.
  14  *
  15  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  18  * GNU General Public License for more details.
  19  *
  20  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  21  * along with this program; if not, write to the Free Software
  22  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111, USA.
  23  *****************************************************************************/
  24
  25 /*****************************************************************************
  26  * Preamble
  27  *****************************************************************************/
  28 #include <stdlib.h>                                      /* malloc(), free() */
  29 #include <string.h>                                              /* strdup() */
  30
  31 #include <vlc/vlc.h>
  32 #include <vlc/aout.h>
  33 #include <vlc/decoder.h>
  34 #include <vlc/input.h>
  35 #include <vlc/sout.h>
  36 #include "codecs.h"
  37
  38 #include "vlc_block_helper.h"
  39
  40 /* AAC Config in ES:
  41  *
  42  * AudioObjectType          5 bits
  43  * samplingFrequencyIndex   4 bits
  44  * if (samplingFrequencyIndex == 0xF)
  45  *  samplingFrequency   24 bits
  46  * channelConfiguration     4 bits
  47  * GA_SpecificConfig
  48  *  FrameLengthFlag         1 bit 1024 or 960
  49  *  DependsOnCoreCoder      1 bit (always 0)
  50  *  ExtensionFlag           1 bit (always 0)
  51  */
  52
  53 /*****************************************************************************
  54  * decoder_sys_t : decoder descriptor
  55  *****************************************************************************/
  56 struct decoder_sys_t
  57 {
  58     /*
  59      * Input properties
  60      */
  61     int i_state;
  62
  63     block_bytestream_t bytestream;
  64
  65     /*
  66      * Common properties
  67      */
  68     audio_date_t end_date;
  69     mtime_t i_pts;
  70
  71     int i_frame_size, i_raw_blocks;
  72     unsigned int i_channels;
  73     unsigned int i_rate, i_frame_length, i_header_size;
  74 };
  75
  76 enum {
  77
  78     STATE_NOSYNC,
  79     STATE_SYNC,
  80     STATE_HEADER,
  81     STATE_NEXT_SYNC,
  82     STATE_GET_DATA,
  83     STATE_SEND_DATA
  84 };
  85
  86 static int i_sample_rates[] =
  87 {
  88     96000, 88200, 64000, 48000, 44100, 32000, 24000, 22050,
  89     16000, 12000, 11025, 8000,  7350,  0,     0,     0
  90 };
  91
  92 #define ADTS_HEADER_SIZE 9
  93
  94 /****************************************************************************
  95  * Local prototypes
  96  ****************************************************************************/
  97 static int  OpenPacketizer( vlc_object_t * );
  98 static void ClosePacketizer( vlc_object_t * );
  99
 100 static block_t *PacketizeBlock    ( decoder_t *, block_t ** );
 101 static block_t *ADTSPacketizeBlock( decoder_t *, block_t ** );
 102
 103 static uint8_t *GetOutBuffer ( decoder_t *, void ** );
 104
 105 static int ADTSSyncInfo( decoder_t *, const byte_t * p_buf,
 106                          unsigned int * pi_channels,
 107                          unsigned int * pi_sample_rate,
 108                          unsigned int * pi_frame_length,
 109                          unsigned int * pi_header_size,
 110                          unsigned int * pi_raw_blocks );
 111
 112 /*****************************************************************************
 113  * Module descriptor
 114  *****************************************************************************/
 115 vlc_module_begin();
 116     set_category( CAT_SOUT );
 117     set_subcategory( SUBCAT_SOUT_PACKETIZER );
 118     set_description( _("MPEG4 audio packetizer") );
 119     set_capability( "packetizer", 50 );
 120     set_callbacks( OpenPacketizer, ClosePacketizer );
 121 vlc_module_end();
 122
 123 /*****************************************************************************
 124  * OpenPacketizer: probe the packetizer and return score
 125  *****************************************************************************/
 126 static int OpenPacketizer( vlc_object_t *p_this )
 127 {
 128     decoder_t *p_dec = (decoder_t*)p_this;
 129     decoder_sys_t *p_sys;
 130
 131     if( p_dec->fmt_in.i_codec != VLC_FOURCC( 'm', 'p', '4', 'a' ) )
 132     {
 133         return VLC_EGENERIC;
 134     }
 135
 136     /* Allocate the memory needed to store the decoder's structure */
 137     if( ( p_dec->p_sys = p_sys =
 138           (decoder_sys_t *)malloc(sizeof(decoder_sys_t)) ) == NULL )
 139     {
 140         msg_Err( p_dec, "out of memory" );
 141         return VLC_EGENERIC;
 142     }
 143
 144     /* Misc init */
 145     p_sys->i_state = STATE_NOSYNC;
 146     aout_DateSet( &p_sys->end_date, 0 );
 147     p_sys->bytestream = block_BytestreamInit( p_dec );
 148
 149     /* Set output properties */
 150     p_dec->fmt_out.i_cat = AUDIO_ES;
 151     p_dec->fmt_out.i_codec = VLC_FOURCC('m','p','4','a');
 152
 153     /* Set callback */
 154     p_dec->pf_packetize = PacketizeBlock;
 155
 156     msg_Info( p_dec, "running MPEG4 audio packetizer" );
 157
 158     if( p_dec->fmt_in.i_extra > 0 )
 159     {
 160         uint8_t *p_config = (uint8_t*)p_dec->fmt_in.p_extra;
 161         int     i_index;
 162
 163         i_index = ( ( p_config[0] << 1 ) | ( p_config[1] >> 7 ) ) & 0x0f;
 164         if( i_index != 0x0f )
 165         {
 166             p_dec->fmt_out.audio.i_rate = i_sample_rates[i_index];
 167             p_dec->fmt_out.audio.i_frame_length =
 168                 (( p_config[1] >> 2 ) & 0x01) ? 960 : 1024;
 169         }
 170         else
 171         {
 172             p_dec->fmt_out.audio.i_rate = ( ( p_config[1] & 0x7f ) << 17 ) |
 173                 ( p_config[2] << 9 ) | ( p_config[3] << 1 ) |
 174                 ( p_config[4] >> 7 );
 175             p_dec->fmt_out.audio.i_frame_length =
 176                 (( p_config[4] >> 2 ) & 0x01) ? 960 : 1024;
 177         }
 178
 179         msg_Dbg( p_dec, "AAC %dHz %d samples/frame",
 180                  p_dec->fmt_out.audio.i_rate,
 181                  p_dec->fmt_out.audio.i_frame_length );
 182
 183         aout_DateInit( &p_sys->end_date, p_dec->fmt_out.audio.i_rate );
 184
 185         p_dec->fmt_out.audio.i_channels = p_dec->fmt_in.audio.i_channels;
 186         p_dec->fmt_out.i_extra = p_dec->fmt_in.i_extra;
 187         p_dec->fmt_out.p_extra = malloc( p_dec->fmt_in.i_extra );
 188         memcpy( p_dec->fmt_out.p_extra, p_dec->fmt_in.p_extra,
 189                 p_dec->fmt_in.i_extra );
 190     }
 191     else
 192     {
 193         msg_Dbg( p_dec, "no decoder specific info, must be an ADTS stream" );
 194
 195         /* We will try to create a AAC Config from adts */
 196         p_dec->fmt_out.i_extra = 0;
 197         p_dec->fmt_out.p_extra = NULL;
 198         p_dec->pf_packetize = ADTSPacketizeBlock;
 199     }
 200
 201     return VLC_SUCCESS;
 202 }
 203
 204 /****************************************************************************
 205  * PacketizeBlock: the whole thing
 206  ****************************************************************************
 207  * This function must be fed with complete frames.
 208  ****************************************************************************/
 209 static block_t *PacketizeBlock( decoder_t *p_dec, block_t **pp_block )
 210 {
 211     decoder_sys_t *p_sys = p_dec->p_sys;
 212     block_t *p_block;
 213
 214     if( !pp_block || !*pp_block ) return NULL;
 215
 216     p_block = *pp_block;
 217     *pp_block = NULL; /* Don't reuse this block */
 218
 219     if( !aout_DateGet( &p_sys->end_date ) && !p_block->i_pts )
 220     {
 221         /* We've just started the stream, wait for the first PTS. */
 222         block_Release( p_block );
 223         return NULL;
 224     }
 225     else if( p_block->i_pts != 0 &&
 226              p_block->i_pts != aout_DateGet( &p_sys->end_date ) )
 227     {
 228         aout_DateSet( &p_sys->end_date, p_block->i_pts );
 229     }
 230
 231     p_block->i_pts = p_block->i_dts = aout_DateGet( &p_sys->end_date );
 232
 233     p_block->i_length = aout_DateIncrement( &p_sys->end_date,
 234         p_dec->fmt_out.audio.i_frame_length ) - p_block->i_pts;
 235
 236     return p_block;
 237 }
 238
 239 /****************************************************************************
 240  * DTSPacketizeBlock: the whole thing
 241  ****************************************************************************/
 242 static block_t *ADTSPacketizeBlock( decoder_t *p_dec, block_t **pp_block )
 243 {
 244     decoder_sys_t *p_sys = p_dec->p_sys;
 245     uint8_t p_header[ADTS_HEADER_SIZE];
 246     void *p_out_buffer;
 247     uint8_t *p_buf;
 248
 249     if( !pp_block || !*pp_block ) return NULL;
 250
 251     if( !aout_DateGet( &p_sys->end_date ) && !(*pp_block)->i_pts )
 252     {
 253         /* We've just started the stream, wait for the first PTS. */
 254         block_Release( *pp_block );
 255         return NULL;
 256     }
 257
 258     if( (*pp_block)->i_flags&BLOCK_FLAG_DISCONTINUITY )
 259     {
 260         p_sys->i_state = STATE_NOSYNC;
 261     }
 262
 263     block_BytestreamPush( &p_sys->bytestream, *pp_block );
 264
 265     while( 1 )
 266     {
 267         switch( p_sys->i_state )
 268         {
 269
 270         case STATE_NOSYNC:
 271             while( block_PeekBytes( &p_sys->bytestream, p_header, 2 )
 272                    == VLC_SUCCESS )
 273             {
 274                 /* Look for sync word - should be 0xfff + 2 layer bits */
 275                 if( p_header[0] == 0xff && (p_header[1] & 0xf6) == 0xf0 )
 276                 {
 277                     p_sys->i_state = STATE_SYNC;
 278                     break;
 279                 }
 280                 block_SkipByte( &p_sys->bytestream );
 281             }
 282             if( p_sys->i_state != STATE_SYNC )
 283             {
 284                 block_BytestreamFlush( &p_sys->bytestream );
 285
 286                 /* Need more data */
 287                 return NULL;
 288             }
 289
 290         case STATE_SYNC:
 291             /* New frame, set the Presentation Time Stamp */
 292             p_sys->i_pts = p_sys->bytestream.p_block->i_pts;
 293             if( p_sys->i_pts != 0 &&
 294                 p_sys->i_pts != aout_DateGet( &p_sys->end_date ) )
 295             {
 296                 aout_DateSet( &p_sys->end_date, p_sys->i_pts );
 297             }
 298             p_sys->i_state = STATE_HEADER;
 299             break;
 300
 301         case STATE_HEADER:
 302             /* Get ADTS frame header (ADTS_HEADER_SIZE bytes) */
 303             if( block_PeekBytes( &p_sys->bytestream, p_header,
 304                                  ADTS_HEADER_SIZE ) != VLC_SUCCESS )
 305             {
 306                 /* Need more data */
 307                 return NULL;
 308             }
 309
 310             /* Check if frame is valid and get frame info */
 311             p_sys->i_frame_size = ADTSSyncInfo( p_dec, p_header,
 312                                                 &p_sys->i_channels,
 313                                                 &p_sys->i_rate,
 314                                                 &p_sys->i_frame_length,
 315                                                 &p_sys->i_header_size,
 316                                                 &p_sys->i_raw_blocks );
 317             if( p_sys->i_frame_size <= 0 )
 318             {
 319                 msg_Dbg( p_dec, "emulated sync word" );
 320                 block_SkipByte( &p_sys->bytestream );
 321                 p_sys->i_state = STATE_NOSYNC;
 322                 break;
 323             }
 324
 325             p_sys->i_state = STATE_NEXT_SYNC;
 326
 327         case STATE_NEXT_SYNC:
 328             /* TODO: If p_block == NULL, flush the buffer without checking the
 329              * next sync word */
 330
 331             /* Check if next expected frame contains the sync word */
 332             if( block_PeekOffsetBytes( &p_sys->bytestream, p_sys->i_frame_size
 333                                        + p_sys->i_header_size, p_header, 2 )
 334                 != VLC_SUCCESS )
 335             {
 336                 /* Need more data */
 337                 return NULL;
 338             }
 339
 340             if( p_header[0] != 0xff || (p_header[1] & 0xf6) != 0xf0 )
 341             {
 342                 msg_Dbg( p_dec, "emulated sync word "
 343                          "(no sync on following frame)" );
 344                 p_sys->i_state = STATE_NOSYNC;
 345                 block_SkipByte( &p_sys->bytestream );
 346                 break;
 347             }
 348
 349             p_sys->i_state = STATE_SEND_DATA;
 350             break;
 351
 352         case STATE_GET_DATA:
 353             /* Make sure we have enough data.
 354              * (Not useful if we went through NEXT_SYNC) */
 355             if( block_WaitBytes( &p_sys->bytestream, p_sys->i_frame_size +
 356                                  p_sys->i_header_size) != VLC_SUCCESS )
 357             {
 358                 /* Need more data */
 359                 return NULL;
 360             }
 361             p_sys->i_state = STATE_SEND_DATA;
 362
 363         case STATE_SEND_DATA:
 364             if( !(p_buf = GetOutBuffer( p_dec, &p_out_buffer )) )
 365             {
 366                 //p_dec->b_error = VLC_TRUE;
 367                 return NULL;
 368             }
 369
 370             /* When we reach this point we already know we have enough
 371              * data available. */
 372
 373             /* Skip the ADTS header */
 374             block_SkipBytes( &p_sys->bytestream, p_sys->i_header_size );
 375
 376             /* Copy the whole frame into the buffer */
 377             block_GetBytes( &p_sys->bytestream, p_buf, p_sys->i_frame_size );
 378
 379             /* Make sure we don't reuse the same pts twice */
 380             if( p_sys->i_pts == p_sys->bytestream.p_block->i_pts )
 381                 p_sys->i_pts = p_sys->bytestream.p_block->i_pts = 0;
 382
 383             /* So p_block doesn't get re-added several times */
 384             *pp_block = block_BytestreamPop( &p_sys->bytestream );
 385
 386             p_sys->i_state = STATE_NOSYNC;
 387
 388             return p_out_buffer;
 389         }
 390     }
 391
 392     return NULL;
 393 }
 394
 395 /*****************************************************************************
 396  * GetOutBuffer:
 397  *****************************************************************************/
 398 static uint8_t *GetOutBuffer( decoder_t *p_dec, void **pp_out_buffer )
 399 {
 400     decoder_sys_t *p_sys = p_dec->p_sys;
 401     block_t *p_block;
 402
 403     if( p_dec->fmt_out.audio.i_rate != p_sys->i_rate )
 404     {
 405         msg_Info( p_dec, "AAC channels: %d samplerate: %d",
 406                   p_sys->i_channels, p_sys->i_rate );
 407
 408         aout_DateInit( &p_sys->end_date, p_sys->i_rate );
 409         aout_DateSet( &p_sys->end_date, p_sys->i_pts );
 410     }
 411
 412     p_dec->fmt_out.audio.i_rate     = p_sys->i_rate;
 413     p_dec->fmt_out.audio.i_channels = p_sys->i_channels;
 414     p_dec->fmt_out.audio.i_bytes_per_frame = p_sys->i_frame_size;
 415     p_dec->fmt_out.audio.i_frame_length = p_sys->i_frame_length;
 416
 417 #if 0
 418     p_dec->fmt_out.audio.i_original_channels = p_sys->i_channels_conf;
 419     p_dec->fmt_out.audio.i_physical_channels =
 420         p_sys->i_channels_conf & AOUT_CHAN_PHYSMASK;
 421 #endif
 422
 423     p_block = block_New( p_dec, p_sys->i_frame_size );
 424     if( p_block == NULL ) return NULL;
 425
 426     p_block->i_pts = p_block->i_dts = aout_DateGet( &p_sys->end_date );
 427
 428     p_block->i_length = aout_DateIncrement( &p_sys->end_date,
 429                             p_sys->i_frame_length ) - p_block->i_pts;
 430
 431     *pp_out_buffer = p_block;
 432     return p_block->p_buffer;
 433 }
 434
 435 /*****************************************************************************
 436  * ClosePacketizer: clean up the packetizer
 437  *****************************************************************************/
 438 static void ClosePacketizer( vlc_object_t *p_this )
 439 {
 440     decoder_t *p_dec = (decoder_t *)p_this;
 441     decoder_sys_t *p_sys = p_dec->p_sys;
 442
 443     block_BytestreamRelease( &p_sys->bytestream );
 444
 445     free( p_dec->p_sys );
 446 }
 447
 448 /*****************************************************************************
 449  * ADTSSyncInfo: parse MPEG 4 audio ADTS sync info
 450  *****************************************************************************/
 451 static int ADTSSyncInfo( decoder_t * p_dec, const byte_t * p_buf,
 452                          unsigned int * pi_channels,
 453                          unsigned int * pi_sample_rate,
 454                          unsigned int * pi_frame_length,
 455                          unsigned int * pi_header_size,
 456                          unsigned int * pi_raw_blocks_in_frame )
 457 {
 458     int i_id, i_profile, i_sample_rate_idx, i_frame_size;
 459     vlc_bool_t b_crc;
 460
 461     /* Fixed header between frames */
 462     i_id = ( (p_buf[1] >> 3) & 0x01 ) ? 2 : 4;
 463     b_crc = !(p_buf[1] & 0x01);
 464     i_profile = p_buf[2] >> 6;
 465     i_sample_rate_idx = (p_buf[2] >> 2) & 0x0f;
 466     *pi_sample_rate = i_sample_rates[i_sample_rate_idx];
 467     *pi_channels = ((p_buf[2] & 0x01) << 2) | ((p_buf[3] >> 6) & 0x03);
 468
 469     /* Variable header */
 470     i_frame_size = ((p_buf[3] & 0x03) << 11) | (p_buf[4] << 3) |
 471                    ((p_buf[5] >> 5) & 0x7);
 472     *pi_raw_blocks_in_frame = (p_buf[6] & 0x02) + 1;
 473
 474     if( !*pi_sample_rate || !*pi_channels || !i_frame_size )
 475     {
 476         return 0;
 477     }
 478
 479     /* Fixme */
 480     *pi_frame_length = 1024;
 481
 482     /* Build the decoder specific info header */
 483     if( !p_dec->fmt_out.i_extra )
 484     {
 485         p_dec->fmt_out.i_extra = 2;
 486         p_dec->fmt_out.p_extra = malloc( 2 );
 487         ((uint8_t *)p_dec->fmt_out.p_extra)[0] =
 488             (i_profile + 1) << 3 | (i_sample_rate_idx >> 1);
 489         ((uint8_t *)p_dec->fmt_out.p_extra)[1] =
 490             ((i_sample_rate_idx & 0x01) << 7) | (*pi_channels <<3);
 491     }
 492
 493     /* ADTS header length */
 494     *pi_header_size = b_crc ? 9 : 7;
 495
 496     return i_frame_size - *pi_header_size;
 497 }