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/lfg.h"
  29 #include "avcodec.h"
  30 #include "get_bits.h"
  31 #include "dsputil.h"
  32 #include "mpegaudiodsp.h"
  33 #include "libavutil/audioconvert.h"
  34
  35 #include "mpc.h"
  36 #include "mpc7data.h"
  37
  38 #define BANDS            32
  39 #define SAMPLES_PER_BAND 36
  40 #define MPC_FRAME_SIZE   (BANDS * SAMPLES_PER_BAND)
  41
  42 static VLC scfi_vlc, dscf_vlc, hdr_vlc, quant_vlc[MPC7_QUANT_VLC_TABLES][2];
  43
  44 static const uint16_t quant_offsets[MPC7_QUANT_VLC_TABLES*2 + 1] =
  45 {
  46        0, 512, 1024, 1536, 2052, 2564, 3076, 3588, 4100, 4612, 5124,
  47        5636, 6164, 6676, 7224
  48 };
  49
  50
  51 static av_cold int mpc7_decode_init(AVCodecContext * avctx)
  52 {
  53     int i, j;
  54     MPCContext *c = avctx->priv_data;
  55     GetBitContext gb;
  56     uint8_t buf[16];
  57     static int vlc_initialized = 0;
  58
  59     static VLC_TYPE scfi_table[1 << MPC7_SCFI_BITS][2];
  60     static VLC_TYPE dscf_table[1 << MPC7_DSCF_BITS][2];
  61     static VLC_TYPE hdr_table[1 << MPC7_HDR_BITS][2];
  62     static VLC_TYPE quant_tables[7224][2];
  63
  64     /* Musepack SV7 is always stereo */
  65     if (avctx->channels != 2) {
  66         av_log_ask_for_sample(avctx, "Unsupported number of channels: %d\n",
  67                               avctx->channels);
  68         return AVERROR_PATCHWELCOME;
  69     }
  70
  71     if(avctx->extradata_size < 16){
  72         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too small extradata size (%i)!\n", avctx->extradata_size);
  73         return -1;
  74     }
  75     memset(c->oldDSCF, 0, sizeof(c->oldDSCF));
  76     av_lfg_init(&c->rnd, 0xDEADBEEF);
  77     dsputil_init(&c->dsp, avctx);
  78     ff_mpadsp_init(&c->mpadsp);
  79     c->dsp.bswap_buf((uint32_t*)buf, (const uint32_t*)avctx->extradata, 4);
  80     ff_mpc_init();
  81     init_get_bits(&gb, buf, 128);
  82
  83     c->IS = get_bits1(&gb);
  84     c->MSS = get_bits1(&gb);
  85     c->maxbands = get_bits(&gb, 6);
  86     if(c->maxbands >= BANDS){
  87         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bands: %i\n", c->maxbands);
  88         return -1;
  89     }
  90     skip_bits_long(&gb, 88);
  91     c->gapless = get_bits1(&gb);
  92     c->lastframelen = get_bits(&gb, 11);
  93     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "IS: %d, MSS: %d, TG: %d, LFL: %d, bands: %d\n",
  94             c->IS, c->MSS, c->gapless, c->lastframelen, c->maxbands);
  95     c->frames_to_skip = 0;
  96
  97     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16;
  98     avctx->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_STEREO;
  99
 100     if(vlc_initialized) return 0;
 101     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Initing VLC\n");
 102     scfi_vlc.table = scfi_table;
 103     scfi_vlc.table_allocated = 1 << MPC7_SCFI_BITS;
 104     if(init_vlc(&scfi_vlc, MPC7_SCFI_BITS, MPC7_SCFI_SIZE,
 105                 &mpc7_scfi[1], 2, 1,
 106                 &mpc7_scfi[0], 2, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC)){
 107         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot init SCFI VLC\n");
 108         return -1;
 109     }
 110     dscf_vlc.table = dscf_table;
 111     dscf_vlc.table_allocated = 1 << MPC7_DSCF_BITS;
 112     if(init_vlc(&dscf_vlc, MPC7_DSCF_BITS, MPC7_DSCF_SIZE,
 113                 &mpc7_dscf[1], 2, 1,
 114                 &mpc7_dscf[0], 2, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC)){
 115         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot init DSCF VLC\n");
 116         return -1;
 117     }
 118     hdr_vlc.table = hdr_table;
 119     hdr_vlc.table_allocated = 1 << MPC7_HDR_BITS;
 120     if(init_vlc(&hdr_vlc, MPC7_HDR_BITS, MPC7_HDR_SIZE,
 121                 &mpc7_hdr[1], 2, 1,
 122                 &mpc7_hdr[0], 2, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC)){
 123         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot init HDR VLC\n");
 124         return -1;
 125     }
 126     for(i = 0; i < MPC7_QUANT_VLC_TABLES; i++){
 127         for(j = 0; j < 2; j++){
 128             quant_vlc[i][j].table = &quant_tables[quant_offsets[i*2 + j]];
 129             quant_vlc[i][j].table_allocated = quant_offsets[i*2 + j + 1] - quant_offsets[i*2 + j];
 130             if(init_vlc(&quant_vlc[i][j], 9, mpc7_quant_vlc_sizes[i],
 131                         &mpc7_quant_vlc[i][j][1], 4, 2,
 132                         &mpc7_quant_vlc[i][j][0], 4, 2, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC)){
 133                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot init QUANT VLC %i,%i\n",i,j);
 134                 return -1;
 135             }
 136         }
 137     }
 138     vlc_initialized = 1;
 139
 140     avcodec_get_frame_defaults(&c->frame);
 141     avctx->coded_frame = &c->frame;
 142
 143     return 0;
 144 }
 145
 146 /**
 147  * Fill samples for given subband
 148  */
 149 static inline void idx_to_quant(MPCContext *c, GetBitContext *gb, int idx, int *dst)
 150 {
 151     int i, i1, t;
 152     switch(idx){
 153     case -1:
 154         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++){
 155             *dst++ = (av_lfg_get(&c->rnd) & 0x3FC) - 510;
 156         }
 157         break;
 158     case 1:
 159         i1 = get_bits1(gb);
 160         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND/3; i++){
 161             t = get_vlc2(gb, quant_vlc[0][i1].table, 9, 2);
 162             *dst++ = mpc7_idx30[t];
 163             *dst++ = mpc7_idx31[t];
 164             *dst++ = mpc7_idx32[t];
 165         }
 166         break;
 167     case 2:
 168         i1 = get_bits1(gb);
 169         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND/2; i++){
 170             t = get_vlc2(gb, quant_vlc[1][i1].table, 9, 2);
 171             *dst++ = mpc7_idx50[t];
 172             *dst++ = mpc7_idx51[t];
 173         }
 174         break;
 175     case  3: case  4: case  5: case  6: case  7:
 176         i1 = get_bits1(gb);
 177         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++)
 178             *dst++ = get_vlc2(gb, quant_vlc[idx-1][i1].table, 9, 2) - mpc7_quant_vlc_off[idx-1];
 179         break;
 180     case  8: case  9: case 10: case 11: case 12:
 181     case 13: case 14: case 15: case 16: case 17:
 182         t = (1 << (idx - 2)) - 1;
 183         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++)
 184             *dst++ = get_bits(gb, idx - 1) - t;
 185         break;
 186     default: // case 0 and -2..-17
 187         return;
 188     }
 189 }
 190
 191 static int get_scale_idx(GetBitContext *gb, int ref)
 192 {
 193     int t = get_vlc2(gb, dscf_vlc.table, MPC7_DSCF_BITS, 1) - 7;
 194     if (t == 8)
 195         return get_bits(gb, 6);
 196     return ref + t;
 197 }
 198
 199 static int mpc7_decode_frame(AVCodecContext * avctx, void *data,
 200                              int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
 201 {
 202     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 203     int buf_size = avpkt->size;
 204     MPCContext *c = avctx->priv_data;
 205     GetBitContext gb;
 206     uint8_t *bits;
 207     int i, ch;
 208     int mb = -1;
 209     Band *bands = c->bands;
 210     int off, ret;
 211     int bits_used, bits_avail;
 212
 213     memset(bands, 0, sizeof(*bands) * (c->maxbands + 1));
 214     if(buf_size <= 4){
 215         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too small buffer passed (%i bytes)\n", buf_size);
 216         return AVERROR(EINVAL);
 217     }
 218
 219     /* get output buffer */
 220     c->frame.nb_samples = buf[1] ? c->lastframelen : MPC_FRAME_SIZE;
 221     if ((ret = avctx->get_buffer(avctx, &c->frame)) < 0) {
 222         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
 223         return ret;
 224     }
 225
 226     bits = av_malloc(((buf_size - 1) & ~3) + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 227     c->dsp.bswap_buf((uint32_t*)bits, (const uint32_t*)(buf + 4), (buf_size - 4) >> 2);
 228     init_get_bits(&gb, bits, (buf_size - 4)* 8);
 229     skip_bits_long(&gb, buf[0]);
 230
 231     /* read subband indexes */
 232     for(i = 0; i <= c->maxbands; i++){
 233         for(ch = 0; ch < 2; ch++){
 234             int t = 4;
 235             if(i) t = get_vlc2(&gb, hdr_vlc.table, MPC7_HDR_BITS, 1) - 5;
 236             if(t == 4) bands[i].res[ch] = get_bits(&gb, 4);
 237             else bands[i].res[ch] = bands[i-1].res[ch] + t;
 238         }
 239
 240         if(bands[i].res[0] || bands[i].res[1]){
 241             mb = i;
 242             if(c->MSS) bands[i].msf = get_bits1(&gb);
 243         }
 244     }
 245     /* get scale indexes coding method */
 246     for(i = 0; i <= mb; i++)
 247         for(ch = 0; ch < 2; ch++)
 248             if(bands[i].res[ch]) bands[i].scfi[ch] = get_vlc2(&gb, scfi_vlc.table, MPC7_SCFI_BITS, 1);
 249     /* get scale indexes */
 250     for(i = 0; i <= mb; i++){
 251         for(ch = 0; ch < 2; ch++){
 252             if(bands[i].res[ch]){
 253                 bands[i].scf_idx[ch][2] = c->oldDSCF[ch][i];
 254                 bands[i].scf_idx[ch][0] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][2]);
 255                 switch(bands[i].scfi[ch]){
 256                 case 0:
 257                     bands[i].scf_idx[ch][1] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][0]);
 258                     bands[i].scf_idx[ch][2] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][1]);
 259                     break;
 260                 case 1:
 261                     bands[i].scf_idx[ch][1] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][0]);
 262                     bands[i].scf_idx[ch][2] = bands[i].scf_idx[ch][1];
 263                     break;
 264                 case 2:
 265                     bands[i].scf_idx[ch][1] = bands[i].scf_idx[ch][0];
 266                     bands[i].scf_idx[ch][2] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][1]);
 267                     break;
 268                 case 3:
 269                     bands[i].scf_idx[ch][2] = bands[i].scf_idx[ch][1] = bands[i].scf_idx[ch][0];
 270                     break;
 271                 }
 272                 c->oldDSCF[ch][i] = bands[i].scf_idx[ch][2];
 273             }
 274         }
 275     }
 276     /* get quantizers */
 277     memset(c->Q, 0, sizeof(c->Q));
 278     off = 0;
 279     for(i = 0; i < BANDS; i++, off += SAMPLES_PER_BAND)
 280         for(ch = 0; ch < 2; ch++)
 281             idx_to_quant(c, &gb, bands[i].res[ch], c->Q[ch] + off);
 282
 283     ff_mpc_dequantize_and_synth(c, mb, c->frame.data[0], 2);
 284
 285     av_free(bits);
 286
 287     bits_used = get_bits_count(&gb);
 288     bits_avail = (buf_size - 4) * 8;
 289     if(!buf[1] && ((bits_avail < bits_used) || (bits_used + 32 <= bits_avail))){
 290         av_log(NULL,0, "Error decoding frame: used %i of %i bits\n", bits_used, bits_avail);
 291         return -1;
 292     }
 293     if(c->frames_to_skip){
 294         c->frames_to_skip--;
 295         *got_frame_ptr = 0;
 296         return buf_size;
 297     }
 298
 299     *got_frame_ptr   = 1;
 300     *(AVFrame *)data = c->frame;
 301
 302     return buf_size;
 303 }
 304
 305 static void mpc7_decode_flush(AVCodecContext *avctx)
 306 {
 307     MPCContext *c = avctx->priv_data;
 308
 309     memset(c->oldDSCF, 0, sizeof(c->oldDSCF));
 310     c->frames_to_skip = 32;
 311 }
 312
 313 AVCodec ff_mpc7_decoder = {
 314     .name           = "mpc7",
 315     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 316     .id             = CODEC_ID_MUSEPACK7,
 317     .priv_data_size = sizeof(MPCContext),
 318     .init           = mpc7_decode_init,
 319     .decode         = mpc7_decode_frame,
 320     .flush = mpc7_decode_flush,
 321     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
 322     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Musepack SV7"),
 323 };