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 static VLC scfi_vlc, dscf_vlc, hdr_vlc, quant_vlc[MPC7_QUANT_VLC_TABLES][2];
  39
  40 static const uint16_t quant_offsets[MPC7_QUANT_VLC_TABLES*2 + 1] =
  41 {
  42        0, 512, 1024, 1536, 2052, 2564, 3076, 3588, 4100, 4612, 5124,
  43        5636, 6164, 6676, 7224
  44 };
  45
  46
  47 static av_cold int mpc7_decode_init(AVCodecContext * avctx)
  48 {
  49     int i, j;
  50     MPCContext *c = avctx->priv_data;
  51     GetBitContext gb;
  52     LOCAL_ALIGNED_16(uint8_t, buf, [16]);
  53     static int vlc_initialized = 0;
  54
  55     static VLC_TYPE scfi_table[1 << MPC7_SCFI_BITS][2];
  56     static VLC_TYPE dscf_table[1 << MPC7_DSCF_BITS][2];
  57     static VLC_TYPE hdr_table[1 << MPC7_HDR_BITS][2];
  58     static VLC_TYPE quant_tables[7224][2];
  59
  60     /* Musepack SV7 is always stereo */
  61     if (avctx->channels != 2) {
  62         av_log_ask_for_sample(avctx, "Unsupported number of channels: %d\n",
  63                               avctx->channels);
  64         return AVERROR_PATCHWELCOME;
  65     }
  66
  67     if(avctx->extradata_size < 16){
  68         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too small extradata size (%i)!\n", avctx->extradata_size);
  69         return -1;
  70     }
  71     memset(c->oldDSCF, 0, sizeof(c->oldDSCF));
  72     av_lfg_init(&c->rnd, 0xDEADBEEF);
  73     ff_dsputil_init(&c->dsp, avctx);
  74     ff_mpadsp_init(&c->mpadsp);
  75     c->dsp.bswap_buf((uint32_t*)buf, (const uint32_t*)avctx->extradata, 4);
  76     ff_mpc_init();
  77     init_get_bits(&gb, buf, 128);
  78
  79     c->IS = get_bits1(&gb);
  80     c->MSS = get_bits1(&gb);
  81     c->maxbands = get_bits(&gb, 6);
  82     if(c->maxbands >= BANDS){
  83         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bands: %i\n", c->maxbands);
  84         return -1;
  85     }
  86     skip_bits_long(&gb, 88);
  87     c->gapless = get_bits1(&gb);
  88     c->lastframelen = get_bits(&gb, 11);
  89     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "IS: %d, MSS: %d, TG: %d, LFL: %d, bands: %d\n",
  90             c->IS, c->MSS, c->gapless, c->lastframelen, c->maxbands);
  91     c->frames_to_skip = 0;
  92
  93     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16P;
  94     avctx->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_STEREO;
  95
  96     avcodec_get_frame_defaults(&c->frame);
  97     avctx->coded_frame = &c->frame;
  98
  99     if(vlc_initialized) return 0;
 100     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Initing VLC\n");
 101     scfi_vlc.table = scfi_table;
 102     scfi_vlc.table_allocated = 1 << MPC7_SCFI_BITS;
 103     if(init_vlc(&scfi_vlc, MPC7_SCFI_BITS, MPC7_SCFI_SIZE,
 104                 &mpc7_scfi[1], 2, 1,
 105                 &mpc7_scfi[0], 2, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC)){
 106         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot init SCFI VLC\n");
 107         return -1;
 108     }
 109     dscf_vlc.table = dscf_table;
 110     dscf_vlc.table_allocated = 1 << MPC7_DSCF_BITS;
 111     if(init_vlc(&dscf_vlc, MPC7_DSCF_BITS, MPC7_DSCF_SIZE,
 112                 &mpc7_dscf[1], 2, 1,
 113                 &mpc7_dscf[0], 2, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC)){
 114         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot init DSCF VLC\n");
 115         return -1;
 116     }
 117     hdr_vlc.table = hdr_table;
 118     hdr_vlc.table_allocated = 1 << MPC7_HDR_BITS;
 119     if(init_vlc(&hdr_vlc, MPC7_HDR_BITS, MPC7_HDR_SIZE,
 120                 &mpc7_hdr[1], 2, 1,
 121                 &mpc7_hdr[0], 2, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC)){
 122         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot init HDR VLC\n");
 123         return -1;
 124     }
 125     for(i = 0; i < MPC7_QUANT_VLC_TABLES; i++){
 126         for(j = 0; j < 2; j++){
 127             quant_vlc[i][j].table = &quant_tables[quant_offsets[i*2 + j]];
 128             quant_vlc[i][j].table_allocated = quant_offsets[i*2 + j + 1] - quant_offsets[i*2 + j];
 129             if(init_vlc(&quant_vlc[i][j], 9, mpc7_quant_vlc_sizes[i],
 130                         &mpc7_quant_vlc[i][j][1], 4, 2,
 131                         &mpc7_quant_vlc[i][j][0], 4, 2, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC)){
 132                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot init QUANT VLC %i,%i\n",i,j);
 133                 return -1;
 134             }
 135         }
 136     }
 137     vlc_initialized = 1;
 138
 139     return 0;
 140 }
 141
 142 /**
 143  * Fill samples for given subband
 144  */
 145 static inline void idx_to_quant(MPCContext *c, GetBitContext *gb, int idx, int *dst)
 146 {
 147     int i, i1, t;
 148     switch(idx){
 149     case -1:
 150         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++){
 151             *dst++ = (av_lfg_get(&c->rnd) & 0x3FC) - 510;
 152         }
 153         break;
 154     case 1:
 155         i1 = get_bits1(gb);
 156         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND/3; i++){
 157             t = get_vlc2(gb, quant_vlc[0][i1].table, 9, 2);
 158             *dst++ = mpc7_idx30[t];
 159             *dst++ = mpc7_idx31[t];
 160             *dst++ = mpc7_idx32[t];
 161         }
 162         break;
 163     case 2:
 164         i1 = get_bits1(gb);
 165         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND/2; i++){
 166             t = get_vlc2(gb, quant_vlc[1][i1].table, 9, 2);
 167             *dst++ = mpc7_idx50[t];
 168             *dst++ = mpc7_idx51[t];
 169         }
 170         break;
 171     case  3: case  4: case  5: case  6: case  7:
 172         i1 = get_bits1(gb);
 173         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++)
 174             *dst++ = get_vlc2(gb, quant_vlc[idx-1][i1].table, 9, 2) - mpc7_quant_vlc_off[idx-1];
 175         break;
 176     case  8: case  9: case 10: case 11: case 12:
 177     case 13: case 14: case 15: case 16: case 17:
 178         t = (1 << (idx - 2)) - 1;
 179         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++)
 180             *dst++ = get_bits(gb, idx - 1) - t;
 181         break;
 182     default: // case 0 and -2..-17
 183         return;
 184     }
 185 }
 186
 187 static int get_scale_idx(GetBitContext *gb, int ref)
 188 {
 189     int t = get_vlc2(gb, dscf_vlc.table, MPC7_DSCF_BITS, 1) - 7;
 190     if (t == 8)
 191         return get_bits(gb, 6);
 192     return ref + t;
 193 }
 194
 195 static int mpc7_decode_frame(AVCodecContext * avctx, void *data,
 196                              int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
 197 {
 198     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 199     int buf_size;
 200     MPCContext *c = avctx->priv_data;
 201     GetBitContext gb;
 202     int i, ch;
 203     int mb = -1;
 204     Band *bands = c->bands;
 205     int off, ret, last_frame, skip;
 206     int bits_used, bits_avail;
 207
 208     memset(bands, 0, sizeof(*bands) * (c->maxbands + 1));
 209
 210     buf_size = avpkt->size & ~3;
 211     if (buf_size <= 0) {
 212         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "packet size is too small (%i bytes)\n",
 213                avpkt->size);
 214         return AVERROR_INVALIDDATA;
 215     }
 216     if (buf_size != avpkt->size) {
 217         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "packet size is not a multiple of 4. "
 218                "extra bytes at the end will be skipped.\n");
 219     }
 220
 221     skip       = buf[0];
 222     last_frame = buf[1];
 223     buf       += 4;
 224     buf_size  -= 4;
 225
 226     /* get output buffer */
 227     c->frame.nb_samples = MPC_FRAME_SIZE;
 228     if ((ret = avctx->get_buffer(avctx, &c->frame)) < 0) {
 229         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
 230         return ret;
 231     }
 232
 233     av_fast_padded_malloc(&c->bits, &c->buf_size, buf_size);
 234     if (!c->bits)
 235         return AVERROR(ENOMEM);
 236     c->dsp.bswap_buf((uint32_t *)c->bits, (const uint32_t *)buf, buf_size >> 2);
 237     init_get_bits(&gb, c->bits, buf_size * 8);
 238     skip_bits_long(&gb, skip);
 239
 240     /* read subband indexes */
 241     for(i = 0; i <= c->maxbands; i++){
 242         for(ch = 0; ch < 2; ch++){
 243             int t = 4;
 244             if(i) t = get_vlc2(&gb, hdr_vlc.table, MPC7_HDR_BITS, 1) - 5;
 245             if(t == 4) bands[i].res[ch] = get_bits(&gb, 4);
 246             else bands[i].res[ch] = bands[i-1].res[ch] + t;
 247             if (bands[i].res[ch] < -1 || bands[i].res[ch] > 17) {
 248                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "subband index invalid\n");
 249                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 250             }
 251         }
 252
 253         if(bands[i].res[0] || bands[i].res[1]){
 254             mb = i;
 255             if(c->MSS) bands[i].msf = get_bits1(&gb);
 256         }
 257     }
 258     /* get scale indexes coding method */
 259     for(i = 0; i <= mb; i++)
 260         for(ch = 0; ch < 2; ch++)
 261             if(bands[i].res[ch]) bands[i].scfi[ch] = get_vlc2(&gb, scfi_vlc.table, MPC7_SCFI_BITS, 1);
 262     /* get scale indexes */
 263     for(i = 0; i <= mb; i++){
 264         for(ch = 0; ch < 2; ch++){
 265             if(bands[i].res[ch]){
 266                 bands[i].scf_idx[ch][2] = c->oldDSCF[ch][i];
 267                 bands[i].scf_idx[ch][0] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][2]);
 268                 switch(bands[i].scfi[ch]){
 269                 case 0:
 270                     bands[i].scf_idx[ch][1] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][0]);
 271                     bands[i].scf_idx[ch][2] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][1]);
 272                     break;
 273                 case 1:
 274                     bands[i].scf_idx[ch][1] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][0]);
 275                     bands[i].scf_idx[ch][2] = bands[i].scf_idx[ch][1];
 276                     break;
 277                 case 2:
 278                     bands[i].scf_idx[ch][1] = bands[i].scf_idx[ch][0];
 279                     bands[i].scf_idx[ch][2] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][1]);
 280                     break;
 281                 case 3:
 282                     bands[i].scf_idx[ch][2] = bands[i].scf_idx[ch][1] = bands[i].scf_idx[ch][0];
 283                     break;
 284                 }
 285                 c->oldDSCF[ch][i] = bands[i].scf_idx[ch][2];
 286             }
 287         }
 288     }
 289     /* get quantizers */
 290     memset(c->Q, 0, sizeof(c->Q));
 291     off = 0;
 292     for(i = 0; i < BANDS; i++, off += SAMPLES_PER_BAND)
 293         for(ch = 0; ch < 2; ch++)
 294             idx_to_quant(c, &gb, bands[i].res[ch], c->Q[ch] + off);
 295
 296     ff_mpc_dequantize_and_synth(c, mb, (int16_t **)c->frame.extended_data, 2);
 297     if(last_frame)
 298         c->frame.nb_samples = c->lastframelen;
 299
 300     bits_used = get_bits_count(&gb);
 301     bits_avail = buf_size * 8;
 302     if (!last_frame && ((bits_avail < bits_used) || (bits_used + 32 <= bits_avail))) {
 303         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding frame: used %i of %i bits\n", bits_used, bits_avail);
 304         return -1;
 305     }
 306     if(c->frames_to_skip){
 307         c->frames_to_skip--;
 308         *got_frame_ptr = 0;
 309         return avpkt->size;
 310     }
 311
 312     *got_frame_ptr   = 1;
 313     *(AVFrame *)data = c->frame;
 314
 315     return avpkt->size;
 316 }
 317
 318 static void mpc7_decode_flush(AVCodecContext *avctx)
 319 {
 320     MPCContext *c = avctx->priv_data;
 321
 322     memset(c->oldDSCF, 0, sizeof(c->oldDSCF));
 323     c->frames_to_skip = 32;
 324 }
 325
 326 static av_cold int mpc7_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 327 {
 328     MPCContext *c = avctx->priv_data;
 329     av_freep(&c->bits);
 330     c->buf_size = 0;
 331     return 0;
 332 }
 333
 334 AVCodec ff_mpc7_decoder = {
 335     .name           = "mpc7",
 336     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 337     .id             = AV_CODEC_ID_MUSEPACK7,
 338     .priv_data_size = sizeof(MPCContext),
 339     .init           = mpc7_decode_init,
 340     .close          = mpc7_decode_close,
 341     .decode         = mpc7_decode_frame,
 342     .flush          = mpc7_decode_flush,
 343     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
 344     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Musepack SV7"),
 345     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_S16P,
 346                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 347 };