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 FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; 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 #include "libavutil/thread.h"
  32 #include "avcodec.h"
  33 #include "get_bits.h"
  34 #include "internal.h"
  35 #include "mpegaudiodsp.h"
  36
  37 #include "mpc.h"
  38 #include "mpc7data.h"
  39
  40 static VLC scfi_vlc, dscf_vlc, hdr_vlc, quant_vlc[MPC7_QUANT_VLC_TABLES][2];
  41
  42 static av_cold void mpc7_init_static(void)
  43 {
  44     static VLC_TYPE quant_tables[7224][2];
  45     const uint8_t *raw_quant_table = mpc7_quant_vlcs;
  46
  47     INIT_VLC_STATIC_FROM_LENGTHS(&scfi_vlc, MPC7_SCFI_BITS, MPC7_SCFI_SIZE,
  48                                  &mpc7_scfi[1], 2,
  49                                  &mpc7_scfi[0], 2, 1, 0, 0, 1 << MPC7_SCFI_BITS);
  50     INIT_VLC_STATIC_FROM_LENGTHS(&dscf_vlc, MPC7_DSCF_BITS, MPC7_DSCF_SIZE,
  51                                  &mpc7_dscf[1], 2,
  52                                  &mpc7_dscf[0], 2, 1, -7, 0, 1 << MPC7_DSCF_BITS);
  53     INIT_VLC_STATIC_FROM_LENGTHS(&hdr_vlc, MPC7_HDR_BITS, MPC7_HDR_SIZE,
  54                                  &mpc7_hdr[1], 2,
  55                                  &mpc7_hdr[0], 2, 1, -5, 0, 1 << MPC7_HDR_BITS);
  56     for (unsigned i = 0, offset = 0; i < MPC7_QUANT_VLC_TABLES; i++){
  57         for (int j = 0; j < 2; j++) {
  58             quant_vlc[i][j].table           = &quant_tables[offset];
  59             quant_vlc[i][j].table_allocated = FF_ARRAY_ELEMS(quant_tables) - offset;
  60             ff_init_vlc_from_lengths(&quant_vlc[i][j], 9, mpc7_quant_vlc_sizes[i],
  61                                      &raw_quant_table[1], 2,
  62                                      &raw_quant_table[0], 2, 1,
  63                                      mpc7_quant_vlc_off[i],
  64                                      INIT_VLC_STATIC_OVERLONG, NULL);
  65             raw_quant_table += 2 * mpc7_quant_vlc_sizes[i];
  66             offset          += quant_vlc[i][j].table_size;
  67         }
  68     }
  69     ff_mpa_synth_init_fixed();
  70 }
  71
  72 static av_cold int mpc7_decode_init(AVCodecContext * avctx)
  73 {
  74     static AVOnce init_static_once = AV_ONCE_INIT;
  75     MPCContext *c = avctx->priv_data;
  76     GetBitContext gb;
  77     LOCAL_ALIGNED_16(uint8_t, buf, [16]);
  78
  79     /* Musepack SV7 is always stereo */
  80     if (avctx->channels != 2) {
  81         avpriv_request_sample(avctx, "%d channels", avctx->channels);
  82         return AVERROR_PATCHWELCOME;
  83     }
  84
  85     if(avctx->extradata_size < 16){
  86         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too small extradata size (%i)!\n", avctx->extradata_size);
  87         return AVERROR_INVALIDDATA;
  88     }
  89     memset(c->oldDSCF, 0, sizeof(c->oldDSCF));
  90     av_lfg_init(&c->rnd, 0xDEADBEEF);
  91     ff_bswapdsp_init(&c->bdsp);
  92     ff_mpadsp_init(&c->mpadsp);
  93     c->bdsp.bswap_buf((uint32_t *) buf, (const uint32_t *) avctx->extradata, 4);
  94     init_get_bits(&gb, buf, 128);
  95
  96     c->IS = get_bits1(&gb);
  97     c->MSS = get_bits1(&gb);
  98     c->maxbands = get_bits(&gb, 6);
  99     if(c->maxbands >= BANDS){
 100         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bands: %i\n", c->maxbands);
 101         return AVERROR_INVALIDDATA;
 102     }
 103     skip_bits_long(&gb, 88);
 104     c->gapless = get_bits1(&gb);
 105     c->lastframelen = get_bits(&gb, 11);
 106     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "IS: %d, MSS: %d, TG: %d, LFL: %d, bands: %d\n",
 107             c->IS, c->MSS, c->gapless, c->lastframelen, c->maxbands);
 108     c->frames_to_skip = 0;
 109
 110     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16P;
 111     avctx->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_STEREO;
 112
 113     ff_thread_once(&init_static_once, mpc7_init_static);
 114
 115     return 0;
 116 }
 117
 118 /**
 119  * Fill samples for given subband
 120  */
 121 static inline void idx_to_quant(MPCContext *c, GetBitContext *gb, int idx, int *dst)
 122 {
 123     int i, i1, t;
 124     switch(idx){
 125     case -1:
 126         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++){
 127             *dst++ = (av_lfg_get(&c->rnd) & 0x3FC) - 510;
 128         }
 129         break;
 130     case 1:
 131         i1 = get_bits1(gb);
 132         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND/3; i++){
 133             t = get_vlc2(gb, quant_vlc[0][i1].table, 9, 2);
 134             *dst++ = mpc7_idx30[t];
 135             *dst++ = mpc7_idx31[t];
 136             *dst++ = mpc7_idx32[t];
 137         }
 138         break;
 139     case 2:
 140         i1 = get_bits1(gb);
 141         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND/2; i++){
 142             t = get_vlc2(gb, quant_vlc[1][i1].table, 9, 2);
 143             *dst++ = mpc7_idx50[t];
 144             *dst++ = mpc7_idx51[t];
 145         }
 146         break;
 147     case  3: case  4: case  5: case  6: case  7:
 148         i1 = get_bits1(gb);
 149         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++)
 150             *dst++ = get_vlc2(gb, quant_vlc[idx-1][i1].table, 9, 2);
 151         break;
 152     case  8: case  9: case 10: case 11: case 12:
 153     case 13: case 14: case 15: case 16: case 17:
 154         t = (1 << (idx - 2)) - 1;
 155         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++)
 156             *dst++ = get_bits(gb, idx - 1) - t;
 157         break;
 158     default: // case 0 and -2..-17
 159         return;
 160     }
 161 }
 162
 163 static int get_scale_idx(GetBitContext *gb, int ref)
 164 {
 165     int t = get_vlc2(gb, dscf_vlc.table, MPC7_DSCF_BITS, 1);
 166     if (t == 8)
 167         return get_bits(gb, 6);
 168     return ref + t;
 169 }
 170
 171 static int mpc7_decode_frame(AVCodecContext * avctx, void *data,
 172                              int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
 173 {
 174     AVFrame *frame     = data;
 175     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 176     int buf_size;
 177     MPCContext *c = avctx->priv_data;
 178     GetBitContext gb;
 179     int i, ch;
 180     int mb = -1;
 181     Band *bands = c->bands;
 182     int off, ret, last_frame, skip;
 183     int bits_used, bits_avail;
 184
 185     memset(bands, 0, sizeof(*bands) * (c->maxbands + 1));
 186
 187     buf_size = avpkt->size & ~3;
 188     if (buf_size <= 0) {
 189         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "packet size is too small (%i bytes)\n",
 190                avpkt->size);
 191         return AVERROR_INVALIDDATA;
 192     }
 193     if (buf_size != avpkt->size) {
 194         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "packet size is not a multiple of 4. "
 195                "extra bytes at the end will be skipped.\n");
 196     }
 197
 198     skip       = buf[0];
 199     last_frame = buf[1];
 200     buf       += 4;
 201     buf_size  -= 4;
 202
 203     /* get output buffer */
 204     frame->nb_samples = MPC_FRAME_SIZE;
 205     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
 206         return ret;
 207
 208     av_fast_padded_malloc(&c->bits, &c->buf_size, buf_size);
 209     if (!c->bits)
 210         return AVERROR(ENOMEM);
 211     c->bdsp.bswap_buf((uint32_t *) c->bits, (const uint32_t *) buf,
 212                       buf_size >> 2);
 213     if ((ret = init_get_bits8(&gb, c->bits, buf_size)) < 0)
 214         return ret;
 215     skip_bits_long(&gb, skip);
 216
 217     /* read subband indexes */
 218     for(i = 0; i <= c->maxbands; i++){
 219         for(ch = 0; ch < 2; ch++){
 220             int t = i ? get_vlc2(&gb, hdr_vlc.table, MPC7_HDR_BITS, 1) : 4;
 221             if(t == 4) bands[i].res[ch] = get_bits(&gb, 4);
 222             else bands[i].res[ch] = bands[i-1].res[ch] + t;
 223             if (bands[i].res[ch] < -1 || bands[i].res[ch] > 17) {
 224                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "subband index invalid\n");
 225                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 226             }
 227         }
 228
 229         if(bands[i].res[0] || bands[i].res[1]){
 230             mb = i;
 231             if(c->MSS) bands[i].msf = get_bits1(&gb);
 232         }
 233     }
 234     /* get scale indexes coding method */
 235     for(i = 0; i <= mb; i++)
 236         for(ch = 0; ch < 2; ch++)
 237             if(bands[i].res[ch]) bands[i].scfi[ch] = get_vlc2(&gb, scfi_vlc.table, MPC7_SCFI_BITS, 1);
 238     /* get scale indexes */
 239     for(i = 0; i <= mb; i++){
 240         for(ch = 0; ch < 2; ch++){
 241             if(bands[i].res[ch]){
 242                 bands[i].scf_idx[ch][2] = c->oldDSCF[ch][i];
 243                 bands[i].scf_idx[ch][0] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][2]);
 244                 switch(bands[i].scfi[ch]){
 245                 case 0:
 246                     bands[i].scf_idx[ch][1] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][0]);
 247                     bands[i].scf_idx[ch][2] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][1]);
 248                     break;
 249                 case 1:
 250                     bands[i].scf_idx[ch][1] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][0]);
 251                     bands[i].scf_idx[ch][2] = bands[i].scf_idx[ch][1];
 252                     break;
 253                 case 2:
 254                     bands[i].scf_idx[ch][1] = bands[i].scf_idx[ch][0];
 255                     bands[i].scf_idx[ch][2] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][1]);
 256                     break;
 257                 case 3:
 258                     bands[i].scf_idx[ch][2] = bands[i].scf_idx[ch][1] = bands[i].scf_idx[ch][0];
 259                     break;
 260                 }
 261                 c->oldDSCF[ch][i] = bands[i].scf_idx[ch][2];
 262             }
 263         }
 264     }
 265     /* get quantizers */
 266     memset(c->Q, 0, sizeof(c->Q));
 267     off = 0;
 268     for(i = 0; i < BANDS; i++, off += SAMPLES_PER_BAND)
 269         for(ch = 0; ch < 2; ch++)
 270             idx_to_quant(c, &gb, bands[i].res[ch], c->Q[ch] + off);
 271
 272     ff_mpc_dequantize_and_synth(c, mb, (int16_t **)frame->extended_data, 2);
 273     if(last_frame)
 274         frame->nb_samples = c->lastframelen;
 275
 276     bits_used = get_bits_count(&gb);
 277     bits_avail = buf_size * 8;
 278     if (!last_frame && ((bits_avail < bits_used) || (bits_used + 32 <= bits_avail))) {
 279         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding frame: used %i of %i bits\n", bits_used, bits_avail);
 280         return AVERROR_INVALIDDATA;
 281     }
 282     if(c->frames_to_skip){
 283         c->frames_to_skip--;
 284         *got_frame_ptr = 0;
 285         return avpkt->size;
 286     }
 287
 288     *got_frame_ptr = 1;
 289
 290     return avpkt->size;
 291 }
 292
 293 static void mpc7_decode_flush(AVCodecContext *avctx)
 294 {
 295     MPCContext *c = avctx->priv_data;
 296
 297     memset(c->oldDSCF, 0, sizeof(c->oldDSCF));
 298     c->frames_to_skip = 32;
 299 }
 300
 301 static av_cold int mpc7_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 302 {
 303     MPCContext *c = avctx->priv_data;
 304     av_freep(&c->bits);
 305     c->buf_size = 0;
 306     return 0;
 307 }
 308
 309 AVCodec ff_mpc7_decoder = {
 310     .name           = "mpc7",
 311     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Musepack SV7"),
 312     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 313     .id             = AV_CODEC_ID_MUSEPACK7,
 314     .priv_data_size = sizeof(MPCContext),
 315     .init           = mpc7_decode_init,
 316     .close          = mpc7_decode_close,
 317     .decode         = mpc7_decode_frame,
 318     .flush          = mpc7_decode_flush,
 319     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DR1,
 320     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_S16P,
 321                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 322     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE,
 323 };