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

   1 #include <stdio.h>
   2
   3 extern "C" {
   4
   5 #define __STDC_CONSTANT_MACROS
   6
   7 #include <libavcodec/avcodec.h>
   8 #include <libavformat/avformat.h>
   9 #include <libswresample/swresample.h>
  10 #include <libavutil/avutil.h>
  11
  12 }
  13
  14 #include <memory>
  15 #include <vector>
  16
  17 namespace {
  18
  19 struct AVFormatCloserAndDeleter {
  20         void operator() (AVFormatContext *ctx) {
  21                 avformat_close_input(&ctx);
  22                 avformat_free_context(ctx);
  23         }
  24 };
  25
  26 struct AVCodecContextDeleter {
  27         void operator() (AVCodecContext *ctx) {
  28                 avcodec_close(ctx);
  29                 av_freep(&ctx);
  30         }
  31 };
  32
  33 struct SwrContextDeleter {
  34         void operator() (SwrContext *swr) {
  35                 swr_free(&swr);
  36         }
  37 };
  38
  39 struct AVPacketDeleter {
  40         void operator() (AVPacket *pkt) {
  41                 av_free_packet(pkt);
  42         }
  43 };
  44
  45 #if (LIBAVCODEC_VERSION_MAJOR >= 55)
  46 struct AVFrameDeleter {
  47         void operator() (AVFrame *frame) {
  48                 av_frame_free(&frame);
  49         }
  50 };
  51 #endif
  52
  53 struct AVSampleDeleter {
  54         void operator() (uint8_t *data) {
  55                 av_freep(&data);
  56         }
  57 };
  58
  59 void convert_samples(SwrContext *swr, int sample_rate, const uint8_t **data, int nb_samples, std::vector<float> *samples)
  60 {
  61         int max_out_samples = nb_samples + swr_get_delay(swr, sample_rate);
  62         if (max_out_samples == 0) {
  63                 return;
  64         }
  65         uint8_t *output;
  66         av_samples_alloc(&output, nullptr, 1, max_out_samples, AV_SAMPLE_FMT_FLT, 0);
  67         std::unique_ptr<uint8_t, AVSampleDeleter> output_deleter(output);
  68
  69         int out_samples = swr_convert(swr, &output, max_out_samples, data, nb_samples);
  70         if (out_samples > 0) {
  71                 const float* start = reinterpret_cast<const float *>(output);
  72                 const float* end = start + out_samples;
  73                 samples->insert(samples->end(), start, end);
  74         }
  75 }
  76
  77 int decode_packet(const char *filename, AVCodecContext *codec_ctx, SwrContext *swr, AVFrame *audio_frame, AVPacket *packet, int *got_frame, std::vector<float> *samples)
  78 {
  79         *got_frame = 0;
  80         int len1 = avcodec_decode_audio4(codec_ctx, audio_frame, got_frame, packet);
  81         if (len1 < 0 || !*got_frame) {
  82                 return len1;
  83         }
  84
  85         if (audio_frame->channel_layout != codec_ctx->channel_layout ||
  86             audio_frame->sample_rate != codec_ctx->sample_rate) {
  87                 fprintf(stderr, "%s: Channel layout or sample rate changed mid-file\n", filename);
  88                 *got_frame = false;
  89                 return len1;
  90         }
  91         convert_samples(swr, codec_ctx->sample_rate, (const uint8_t **)audio_frame->data, audio_frame->nb_samples, samples);
  92         return len1;
  93 }
  94
  95 }  // namespace
  96
  97 bool read_audio_file(const char *filename, std::vector<float> *samples, int *sample_rate)
  98 {
  99         av_register_all();
 100
 101         AVFormatContext *format_ctx = nullptr;
 102         if (avformat_open_input(&format_ctx, filename, nullptr, nullptr) != 0) {
 103                 fprintf(stderr, "Couldn't open %s\n", filename);
 104                 return false;
 105         }
 106         std::unique_ptr<AVFormatContext, AVFormatCloserAndDeleter> format_ctx_closer(format_ctx);
 107
 108         if (avformat_find_stream_info(format_ctx, nullptr) < 0) {
 109                 fprintf(stderr, "%s: Couldn't find stream information\n", filename);
 110                 return false;
 111         }
 112
 113         // Find the first audio stream.
 114         int audio_stream_index = -1;
 115         for (unsigned i = 0; i < format_ctx->nb_streams; ++i) {
 116                 if (format_ctx->streams[i]->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 117                         audio_stream_index = i;
 118                         break;
 119                 }
 120         }
 121         if (audio_stream_index == -1) {
 122                 fprintf(stderr, "%s: Couldn't find an audio stream\n", filename);
 123                 return false;
 124         }
 125
 126         AVCodec *codec = avcodec_find_decoder(format_ctx->streams[audio_stream_index]->codec->codec_id);
 127         if (codec == nullptr) {
 128                 fprintf(stderr, "%s: Unsupported codec\n", filename);
 129                 return false;
 130         }
 131
 132         AVCodecContext *codec_ctx = avcodec_alloc_context3(codec);
 133         std::unique_ptr<AVCodecContext, AVCodecContextDeleter> codec_ctx_deleter(codec_ctx);
 134         if (avcodec_copy_context(codec_ctx, format_ctx->streams[audio_stream_index]->codec) != 0) {
 135                 fprintf(stderr, "%s: Couldn't copy codec context\n", filename);
 136                 return false;
 137         }
 138
 139         if (avcodec_open2(codec_ctx, codec, nullptr) < 0) {
 140                 fprintf(stderr, "%s: Couldn't open codec\n", filename);
 141                 return false;
 142         }
 143
 144         // Init resampler (to downmix to mono and convert to s16).
 145         if (codec_ctx->channel_layout == 0) {
 146                 codec_ctx->channel_layout = av_get_default_channel_layout(codec_ctx->channels);
 147         }
 148         SwrContext *swr = swr_alloc_set_opts(
 149                 nullptr,
 150                 AV_CH_LAYOUT_MONO, AV_SAMPLE_FMT_FLT, codec_ctx->sample_rate,
 151                 codec_ctx->channel_layout, codec_ctx->sample_fmt, codec_ctx->sample_rate,
 152                 0, nullptr);
 153         std::unique_ptr<SwrContext, SwrContextDeleter> swr_deleter(swr);
 154         if (swr_init(swr) < 0) {
 155                 fprintf(stderr, "%s: Couldn't initialize resampler\n", filename);
 156                 return false;
 157         }
 158
 159         AVPacket packet;
 160 #if (LIBAVCODEC_VERSION_MAJOR >= 55)
 161         AVFrame *audio_frame = av_frame_alloc();
 162         std::unique_ptr<AVFrame, AVFrameDeleter> audio_frame_deleter(audio_frame);
 163 #else
 164         AVFrame frame_holder {};
 165         AVFrame *audio_frame = &frame_holder;
 166 #endif
 167         while (av_read_frame(format_ctx, &packet) >= 0) {
 168                 std::unique_ptr<AVPacket, AVPacketDeleter> av_packet_deleter(&packet);
 169
 170                 if (packet.stream_index != audio_stream_index) {
 171                         continue;
 172                 }
 173
 174                 while (packet.size > 0) {
 175                         int got_frame = 0;
 176                         int len1 = decode_packet(filename, codec_ctx, swr, audio_frame, &packet, &got_frame, samples);
 177                         if (len1 < 0) {
 178                                 fprintf(stderr, "%s: Couldn't decode audio\n", filename);
 179                                 return false;
 180                         }
 181                         if (!got_frame) {
 182                                 break;
 183                         }
 184                         packet.data += len1;
 185                         packet.size -= len1;
 186                 }
 187         }
 188
 189         // Flush any delayed data from the end.
 190         packet.data = nullptr;
 191         packet.size = 0;
 192         int got_frame = 0;
 193         do {
 194                 int len1 = decode_packet(filename, codec_ctx, swr, audio_frame, &packet, &got_frame, samples);
 195                 if (len1 < 0) {
 196                         fprintf(stderr, "%s: Couldn't decode audio\n", filename);
 197                         return false;
 198                 }
 199         } while (got_frame);
 200
 201         // Convert any leftover samples from the converter.
 202         convert_samples(swr, codec_ctx->sample_rate, nullptr, 0, samples);
 203
 204         *sample_rate = codec_ctx->sample_rate;
 205
 206         return true;
 207 }