git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/mpc7.c

   1 /*
   2  * Musepack SV7 decoder
   3  * Copyright (c) 2006 Konstantin Shishkov
   4  *
   5  * This file is part of Libav.
   6  *
   7  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file
  24  * MPEG Audio Layer 1/2 -like codec with frames of 1152 samples
  25  * divided into 32 subbands.
  26  */
  27
  28 #include "libavutil/channel_layout.h"
  29 #include "libavutil/internal.h"
  30 #include "libavutil/lfg.h"
  31
  32 #include "avcodec.h"
  33 #include "bitstream.h"
  34 #include "internal.h"
  35 #include "mpegaudiodsp.h"
  36
  37 #include "mpc.h"
  38 #include "mpc7data.h"
  39
  40 #define BANDS            32
  41 #define SAMPLES_PER_BAND 36
  42 #define MPC_FRAME_SIZE   (BANDS * SAMPLES_PER_BAND)
  43
  44 static VLC scfi_vlc, dscf_vlc, hdr_vlc, quant_vlc[MPC7_QUANT_VLC_TABLES][2];
  45
  46 static const uint16_t quant_offsets[MPC7_QUANT_VLC_TABLES*2 + 1] =
  47 {
  48        0, 512, 1024, 1536, 2052, 2564, 3076, 3588, 4100, 4612, 5124,
  49        5636, 6164, 6676, 7224
  50 };
  51
  52
  53 static av_cold int mpc7_decode_init(AVCodecContext * avctx)
  54 {
  55     int i, j;
  56     MPCContext *c = avctx->priv_data;
  57     BitstreamContext bc;
  58     LOCAL_ALIGNED_16(uint8_t, buf, [16]);
  59     static int vlc_initialized = 0;
  60
  61     static VLC_TYPE scfi_table[1 << MPC7_SCFI_BITS][2];
  62     static VLC_TYPE dscf_table[1 << MPC7_DSCF_BITS][2];
  63     static VLC_TYPE hdr_table[1 << MPC7_HDR_BITS][2];
  64     static VLC_TYPE quant_tables[7224][2];
  65
  66     /* Musepack SV7 is always stereo */
  67     if (avctx->channels != 2) {
  68         avpriv_request_sample(avctx, "%d channels", avctx->channels);
  69         return AVERROR_PATCHWELCOME;
  70     }
  71
  72     if(avctx->extradata_size < 16){
  73         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too small extradata size (%i)!\n", avctx->extradata_size);
  74         return -1;
  75     }
  76     memset(c->oldDSCF, 0, sizeof(c->oldDSCF));
  77     av_lfg_init(&c->rnd, 0xDEADBEEF);
  78     ff_bswapdsp_init(&c->bdsp);
  79     ff_mpadsp_init(&c->mpadsp);
  80     c->bdsp.bswap_buf((uint32_t *) buf, (const uint32_t *) avctx->extradata, 4);
  81     ff_mpc_init();
  82     bitstream_init(&bc, buf, 128);
  83
  84     c->IS       = bitstream_read_bit(&bc);
  85     c->MSS      = bitstream_read_bit(&bc);
  86     c->maxbands = bitstream_read(&bc, 6);
  87     if(c->maxbands >= BANDS){
  88         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bands: %i\n", c->maxbands);
  89         return -1;
  90     }
  91     bitstream_skip(&bc, 88);
  92     c->gapless      = bitstream_read_bit(&bc);
  93     c->lastframelen = bitstream_read(&bc, 11);
  94     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "IS: %d, MSS: %d, TG: %d, LFL: %d, bands: %d\n",
  95             c->IS, c->MSS, c->gapless, c->lastframelen, c->maxbands);
  96     c->frames_to_skip = 0;
  97
  98     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16P;
  99     avctx->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_STEREO;
 100
 101     if(vlc_initialized) return 0;
 102     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Initing VLC\n");
 103     scfi_vlc.table = scfi_table;
 104     scfi_vlc.table_allocated = 1 << MPC7_SCFI_BITS;
 105     if(init_vlc(&scfi_vlc, MPC7_SCFI_BITS, MPC7_SCFI_SIZE,
 106                 &mpc7_scfi[1], 2, 1,
 107                 &mpc7_scfi[0], 2, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC)){
 108         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot init SCFI VLC\n");
 109         return -1;
 110     }
 111     dscf_vlc.table = dscf_table;
 112     dscf_vlc.table_allocated = 1 << MPC7_DSCF_BITS;
 113     if(init_vlc(&dscf_vlc, MPC7_DSCF_BITS, MPC7_DSCF_SIZE,
 114                 &mpc7_dscf[1], 2, 1,
 115                 &mpc7_dscf[0], 2, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC)){
 116         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot init DSCF VLC\n");
 117         return -1;
 118     }
 119     hdr_vlc.table = hdr_table;
 120     hdr_vlc.table_allocated = 1 << MPC7_HDR_BITS;
 121     if(init_vlc(&hdr_vlc, MPC7_HDR_BITS, MPC7_HDR_SIZE,
 122                 &mpc7_hdr[1], 2, 1,
 123                 &mpc7_hdr[0], 2, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC)){
 124         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot init HDR VLC\n");
 125         return -1;
 126     }
 127     for(i = 0; i < MPC7_QUANT_VLC_TABLES; i++){
 128         for(j = 0; j < 2; j++){
 129             quant_vlc[i][j].table = &quant_tables[quant_offsets[i*2 + j]];
 130             quant_vlc[i][j].table_allocated = quant_offsets[i*2 + j + 1] - quant_offsets[i*2 + j];
 131             if(init_vlc(&quant_vlc[i][j], 9, mpc7_quant_vlc_sizes[i],
 132                         &mpc7_quant_vlc[i][j][1], 4, 2,
 133                         &mpc7_quant_vlc[i][j][0], 4, 2, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC)){
 134                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot init QUANT VLC %i,%i\n",i,j);
 135                 return -1;
 136             }
 137         }
 138     }
 139     vlc_initialized = 1;
 140
 141     return 0;
 142 }
 143
 144 /**
 145  * Fill samples for given subband
 146  */
 147 static inline void idx_to_quant(MPCContext *c, BitstreamContext *bc, int idx, int *dst)
 148 {
 149     int i, i1, t;
 150     switch(idx){
 151     case -1:
 152         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++){
 153             *dst++ = (av_lfg_get(&c->rnd) & 0x3FC) - 510;
 154         }
 155         break;
 156     case 1:
 157         i1 = bitstream_read_bit(bc);
 158         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND/3; i++){
 159             t = bitstream_read_vlc(bc, quant_vlc[0][i1].table, 9, 2);
 160             *dst++ = mpc7_idx30[t];
 161             *dst++ = mpc7_idx31[t];
 162             *dst++ = mpc7_idx32[t];
 163         }
 164         break;
 165     case 2:
 166         i1 = bitstream_read_bit(bc);
 167         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND/2; i++){
 168             t = bitstream_read_vlc(bc, quant_vlc[1][i1].table, 9, 2);
 169             *dst++ = mpc7_idx50[t];
 170             *dst++ = mpc7_idx51[t];
 171         }
 172         break;
 173     case  3: case  4: case  5: case  6: case  7:
 174         i1 = bitstream_read_bit(bc);
 175         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++)
 176             *dst++ = bitstream_read_vlc(bc, quant_vlc[idx - 1][i1].table, 9, 2) - mpc7_quant_vlc_off[idx - 1];
 177         break;
 178     case  8: case  9: case 10: case 11: case 12:
 179     case 13: case 14: case 15: case 16: case 17:
 180         t = (1 << (idx - 2)) - 1;
 181         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++)
 182             *dst++ = bitstream_read(bc, idx - 1) - t;
 183         break;
 184     default: // case 0 and -2..-17
 185         return;
 186     }
 187 }
 188
 189 static int get_scale_idx(BitstreamContext *bc, int ref)
 190 {
 191     int t = bitstream_read_vlc(bc, dscf_vlc.table, MPC7_DSCF_BITS, 1) - 7;
 192     if (t == 8)
 193         return bitstream_read(bc, 6);
 194     return av_clip_uintp2(ref + t, 7);
 195 }
 196
 197 static int mpc7_decode_frame(AVCodecContext * avctx, void *data,
 198                              int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
 199 {
 200     AVFrame *frame     = data;
 201     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 202     int buf_size;
 203     MPCContext *c = avctx->priv_data;
 204     BitstreamContext bc;
 205     int i, ch;
 206     int mb = -1;
 207     Band *bands = c->bands;
 208     int off, ret, last_frame, skip;
 209     int bits_used, bits_avail;
 210
 211     memset(bands, 0, sizeof(*bands) * (c->maxbands + 1));
 212
 213     buf_size = avpkt->size & ~3;
 214     if (buf_size <= 0) {
 215         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "packet size is too small (%i bytes)\n",
 216                avpkt->size);
 217         return AVERROR_INVALIDDATA;
 218     }
 219     if (buf_size != avpkt->size) {
 220         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "packet size is not a multiple of 4. "
 221                "extra bytes at the end will be skipped.\n");
 222     }
 223
 224     skip       = buf[0];
 225     last_frame = buf[1];
 226     buf       += 4;
 227     buf_size  -= 4;
 228
 229     /* get output buffer */
 230     frame->nb_samples = last_frame ? c->lastframelen : MPC_FRAME_SIZE;
 231     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0) {
 232         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
 233         return ret;
 234     }
 235
 236     av_fast_padded_malloc(&c->bits, &c->buf_size, buf_size);
 237     if (!c->bits)
 238         return AVERROR(ENOMEM);
 239     c->bdsp.bswap_buf((uint32_t *) c->bits, (const uint32_t *) buf,
 240                       buf_size >> 2);
 241     bitstream_init8(&bc, c->bits, buf_size);
 242     bitstream_skip(&bc, skip);
 243
 244     /* read subband indexes */
 245     for(i = 0; i <= c->maxbands; i++){
 246         for(ch = 0; ch < 2; ch++){
 247             int t = 4;
 248             if (i)
 249                 t = bitstream_read_vlc(&bc, hdr_vlc.table, MPC7_HDR_BITS, 1) - 5;
 250             if (t == 4)
 251                 bands[i].res[ch] = bitstream_read(&bc, 4);
 252             else bands[i].res[ch] = av_clip(bands[i-1].res[ch] + t, 0, 17);
 253         }
 254
 255         if(bands[i].res[0] || bands[i].res[1]){
 256             mb = i;
 257             if (c->MSS)
 258                 bands[i].msf = bitstream_read_bit(&bc);
 259         }
 260     }
 261     /* get scale indexes coding method */
 262     for(i = 0; i <= mb; i++)
 263         for(ch = 0; ch < 2; ch++)
 264             if (bands[i].res[ch])
 265                 bands[i].scfi[ch] = bitstream_read_vlc(&bc, scfi_vlc.table, MPC7_SCFI_BITS, 1);
 266     /* get scale indexes */
 267     for(i = 0; i <= mb; i++){
 268         for(ch = 0; ch < 2; ch++){
 269             if(bands[i].res[ch]){
 270                 bands[i].scf_idx[ch][2] = c->oldDSCF[ch][i];
 271                 bands[i].scf_idx[ch][0] = get_scale_idx(&bc, bands[i].scf_idx[ch][2]);
 272                 switch(bands[i].scfi[ch]){
 273                 case 0:
 274                     bands[i].scf_idx[ch][1] = get_scale_idx(&bc, bands[i].scf_idx[ch][0]);
 275                     bands[i].scf_idx[ch][2] = get_scale_idx(&bc, bands[i].scf_idx[ch][1]);
 276                     break;
 277                 case 1:
 278                     bands[i].scf_idx[ch][1] = get_scale_idx(&bc, bands[i].scf_idx[ch][0]);
 279                     bands[i].scf_idx[ch][2] = bands[i].scf_idx[ch][1];
 280                     break;
 281                 case 2:
 282                     bands[i].scf_idx[ch][1] = bands[i].scf_idx[ch][0];
 283                     bands[i].scf_idx[ch][2] = get_scale_idx(&bc, bands[i].scf_idx[ch][1]);
 284                     break;
 285                 case 3:
 286                     bands[i].scf_idx[ch][2] = bands[i].scf_idx[ch][1] = bands[i].scf_idx[ch][0];
 287                     break;
 288                 }
 289                 c->oldDSCF[ch][i] = bands[i].scf_idx[ch][2];
 290             }
 291         }
 292     }
 293     /* get quantizers */
 294     memset(c->Q, 0, sizeof(c->Q));
 295     off = 0;
 296     for(i = 0; i < BANDS; i++, off += SAMPLES_PER_BAND)
 297         for(ch = 0; ch < 2; ch++)
 298             idx_to_quant(c, &bc, bands[i].res[ch], c->Q[ch] + off);
 299
 300     ff_mpc_dequantize_and_synth(c, mb, (int16_t **)frame->extended_data, 2);
 301
 302     bits_used = bitstream_tell(&bc);
 303     bits_avail = buf_size * 8;
 304     if (!last_frame && ((bits_avail < bits_used) || (bits_used + 32 <= bits_avail))) {
 305         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding frame: used %i of %i bits\n", bits_used, bits_avail);
 306         return -1;
 307     }
 308     if(c->frames_to_skip){
 309         c->frames_to_skip--;
 310         *got_frame_ptr = 0;
 311         return avpkt->size;
 312     }
 313
 314     *got_frame_ptr = 1;
 315
 316     return avpkt->size;
 317 }
 318
 319 static void mpc7_decode_flush(AVCodecContext *avctx)
 320 {
 321     MPCContext *c = avctx->priv_data;
 322
 323     memset(c->oldDSCF, 0, sizeof(c->oldDSCF));
 324     c->frames_to_skip = 32;
 325 }
 326
 327 static av_cold int mpc7_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 328 {
 329     MPCContext *c = avctx->priv_data;
 330     av_freep(&c->bits);
 331     c->buf_size = 0;
 332     return 0;
 333 }
 334
 335 AVCodec ff_mpc7_decoder = {
 336     .name           = "mpc7",
 337     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Musepack SV7"),
 338     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 339     .id             = AV_CODEC_ID_MUSEPACK7,
 340     .priv_data_size = sizeof(MPCContext),
 341     .init           = mpc7_decode_init,
 342     .close          = mpc7_decode_close,
 343     .decode         = mpc7_decode_frame,
 344     .flush          = mpc7_decode_flush,
 345     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DR1,
 346     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_S16P,
 347                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 348 };