]> git.sesse.net Git - c64tapwav/blob - audioreader.cpp
6a9c5cf6d644661b6ab3a99727cafaff587587aa
[c64tapwav] / 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 struct AVFrameDeleter {
46         void operator() (AVFrame *frame) {
47                 av_frame_free(&frame);
48         }
49 };
50
51 struct AVSampleDeleter {
52         void operator() (uint8_t *data) {
53                 av_freep(&data);
54         }
55 };
56
57 void convert_samples(SwrContext *swr, int sample_rate, const uint8_t **data, int nb_samples, std::vector<float> *samples)
58 {
59         int max_out_samples = nb_samples + swr_get_delay(swr, sample_rate);
60         if (max_out_samples == 0) {
61                 return;
62         }
63         uint8_t *output;
64         av_samples_alloc(&output, nullptr, 1, max_out_samples, AV_SAMPLE_FMT_FLT, 0);
65         std::unique_ptr<uint8_t, AVSampleDeleter> output_deleter(output);
66
67         int out_samples = swr_convert(swr, &output, max_out_samples, data, nb_samples);
68         if (out_samples > 0) {
69                 const float* start = reinterpret_cast<const float *>(output);
70                 const float* end = start + out_samples;
71                 samples->insert(samples->end(), start, end);
72         }
73 }
74
75 int decode_packet(const char *filename, AVCodecContext *codec_ctx, SwrContext *swr, AVFrame *audio_frame, AVPacket *packet, int *got_frame, std::vector<float> *samples)
76 {
77         *got_frame = 0;
78         int len1 = avcodec_decode_audio4(codec_ctx, audio_frame, got_frame, packet);
79         if (len1 < 0 || !*got_frame) {
80                 return len1;
81         }
82
83         if (audio_frame->channel_layout != codec_ctx->channel_layout ||
84             audio_frame->sample_rate != codec_ctx->sample_rate) {
85                 fprintf(stderr, "%s: Channel layout or sample rate changed mid-file\n", filename);
86                 *got_frame = false;
87                 return len1;
88         }
89         convert_samples(swr, codec_ctx->sample_rate, (const uint8_t **)audio_frame->data, audio_frame->nb_samples, samples);
90         return len1;
91 }
92
93 }  // namespace
94
95 bool read_audio_file(const char *filename, std::vector<float> *samples, int *sample_rate)
96 {
97         av_register_all();
98
99         AVFormatContext *format_ctx = nullptr;
100         if (avformat_open_input(&format_ctx, filename, nullptr, nullptr) != 0) {
101                 fprintf(stderr, "Couldn't open %s\n", filename);
102                 return false;
103         }
104         std::unique_ptr<AVFormatContext, AVFormatCloserAndDeleter> format_ctx_closer(format_ctx);
105
106         if (avformat_find_stream_info(format_ctx, nullptr) < 0) {
107                 fprintf(stderr, "%s: Couldn't find stream information\n", filename);
108                 return false;
109         }
110
111         // Find the first audio stream.
112         int audio_stream_index = -1;
113         for (unsigned i = 0; i < format_ctx->nb_streams; ++i) {
114                 if (format_ctx->streams[i]->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
115                         audio_stream_index = i;
116                         break;
117                 }
118         }
119         if (audio_stream_index == -1) {
120                 fprintf(stderr, "%s: Couldn't find an audio stream\n", filename);
121                 return false;
122         }
123
124         AVCodec *codec = avcodec_find_decoder(format_ctx->streams[audio_stream_index]->codec->codec_id);
125         if (codec == nullptr) {
126                 fprintf(stderr, "%s: Unsupported codec\n", filename);
127                 return false;
128         }
129
130         AVCodecContext *codec_ctx = avcodec_alloc_context3(codec);
131         std::unique_ptr<AVCodecContext, AVCodecContextDeleter> codec_ctx_deleter(codec_ctx);
132         if (avcodec_copy_context(codec_ctx, format_ctx->streams[audio_stream_index]->codec) != 0) {
133                 fprintf(stderr, "%s: Couldn't copy codec context\n", filename);
134                 return false;
135         }
136
137         if (avcodec_open2(codec_ctx, codec, nullptr) < 0) {
138                 fprintf(stderr, "%s: Couldn't open codec\n", filename);
139                 return false;
140         }
141
142         // Init resampler (to downmix to mono and convert to s16).
143         if (codec_ctx->channel_layout == 0) {
144                 codec_ctx->channel_layout = av_get_default_channel_layout(codec_ctx->channels);
145         }
146         SwrContext *swr = swr_alloc_set_opts(
147                 nullptr,
148                 AV_CH_LAYOUT_MONO, AV_SAMPLE_FMT_FLT, codec_ctx->sample_rate,
149                 codec_ctx->channel_layout, codec_ctx->sample_fmt, codec_ctx->sample_rate,
150                 0, nullptr);
151         std::unique_ptr<SwrContext, SwrContextDeleter> swr_deleter(swr);
152         if (swr_init(swr) < 0) {
153                 fprintf(stderr, "%s: Couldn't initialize resampler\n", filename);
154                 return false;
155         }
156
157         AVPacket packet;
158 #if (LIBAVCODEC_VERSION_MAJOR >= 55)
159         AVFrame *audio_frame = av_frame_alloc();
160         std::unique_ptr<AVFrame, AVFrameDeleter> audio_frame_deleter(audio_frame);
161 #else
162         AVFrame frame_holder {};
163         AVFrame *audio_frame = &frame_holder;
164 #endif
165         while (av_read_frame(format_ctx, &packet) >= 0) {
166                 std::unique_ptr<AVPacket, AVPacketDeleter> av_packet_deleter(&packet);
167
168                 if (packet.stream_index != audio_stream_index) {
169                         continue;
170                 }
171
172                 while (packet.size > 0) {
173                         int got_frame = 0;
174                         int len1 = decode_packet(filename, codec_ctx, swr, audio_frame, &packet, &got_frame, samples);
175                         if (len1 < 0) {
176                                 fprintf(stderr, "%s: Couldn't decode audio\n", filename);
177                                 return false;
178                         }
179                         if (!got_frame) {
180                                 break;
181                         }
182                         packet.data += len1;
183                         packet.size -= len1;
184                 }
185         }
186
187         // Flush any delayed data from the end.
188         packet.data = nullptr;
189         packet.size = 0;
190         int got_frame = 0;
191         do {
192                 int len1 = decode_packet(filename, codec_ctx, swr, audio_frame, &packet, &got_frame, samples);
193                 if (len1 < 0) {
194                         fprintf(stderr, "%s: Couldn't decode audio\n", filename);
195                         return false;
196                 }
197         } while (got_frame);
198
199         // Convert any leftover samples from the converter.
200         convert_samples(swr, codec_ctx->sample_rate, nullptr, 0, samples);
201
202         *sample_rate = codec_ctx->sample_rate;
203
204         return true;
205 }