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/lfg.h"
  30 #include "avcodec.h"
  31 #include "get_bits.h"
  32 #include "dsputil.h"
  33 #include "internal.h"
  34 #include "mpegaudiodsp.h"
  35
  36 #include "mpc.h"
  37 #include "mpc7data.h"
  38
  39 #define BANDS            32
  40 #define SAMPLES_PER_BAND 36
  41 #define MPC_FRAME_SIZE   (BANDS * SAMPLES_PER_BAND)
  42
  43 static VLC scfi_vlc, dscf_vlc, hdr_vlc, quant_vlc[MPC7_QUANT_VLC_TABLES][2];
  44
  45 static const uint16_t quant_offsets[MPC7_QUANT_VLC_TABLES*2 + 1] =
  46 {
  47        0, 512, 1024, 1536, 2052, 2564, 3076, 3588, 4100, 4612, 5124,
  48        5636, 6164, 6676, 7224
  49 };
  50
  51
  52 static av_cold int mpc7_decode_init(AVCodecContext * avctx)
  53 {
  54     int i, j;
  55     MPCContext *c = avctx->priv_data;
  56     GetBitContext gb;
  57     LOCAL_ALIGNED_16(uint8_t, buf, [16]);
  58     static int vlc_initialized = 0;
  59
  60     static VLC_TYPE scfi_table[1 << MPC7_SCFI_BITS][2];
  61     static VLC_TYPE dscf_table[1 << MPC7_DSCF_BITS][2];
  62     static VLC_TYPE hdr_table[1 << MPC7_HDR_BITS][2];
  63     static VLC_TYPE quant_tables[7224][2];
  64
  65     /* Musepack SV7 is always stereo */
  66     if (avctx->channels != 2) {
  67         av_log_ask_for_sample(avctx, "Unsupported number of channels: %d\n",
  68                               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_dsputil_init(&c->dsp, avctx);
  79     ff_mpadsp_init(&c->mpadsp);
  80     c->dsp.bswap_buf((uint32_t*)buf, (const uint32_t*)avctx->extradata, 4);
  81     ff_mpc_init();
  82     init_get_bits(&gb, buf, 128);
  83
  84     c->IS = get_bits1(&gb);
  85     c->MSS = get_bits1(&gb);
  86     c->maxbands = get_bits(&gb, 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     skip_bits_long(&gb, 88);
  92     c->gapless = get_bits1(&gb);
  93     c->lastframelen = get_bits(&gb, 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     avcodec_get_frame_defaults(&c->frame);
 142     avctx->coded_frame = &c->frame;
 143
 144     return 0;
 145 }
 146
 147 /**
 148  * Fill samples for given subband
 149  */
 150 static inline void idx_to_quant(MPCContext *c, GetBitContext *gb, int idx, int *dst)
 151 {
 152     int i, i1, t;
 153     switch(idx){
 154     case -1:
 155         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++){
 156             *dst++ = (av_lfg_get(&c->rnd) & 0x3FC) - 510;
 157         }
 158         break;
 159     case 1:
 160         i1 = get_bits1(gb);
 161         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND/3; i++){
 162             t = get_vlc2(gb, quant_vlc[0][i1].table, 9, 2);
 163             *dst++ = mpc7_idx30[t];
 164             *dst++ = mpc7_idx31[t];
 165             *dst++ = mpc7_idx32[t];
 166         }
 167         break;
 168     case 2:
 169         i1 = get_bits1(gb);
 170         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND/2; i++){
 171             t = get_vlc2(gb, quant_vlc[1][i1].table, 9, 2);
 172             *dst++ = mpc7_idx50[t];
 173             *dst++ = mpc7_idx51[t];
 174         }
 175         break;
 176     case  3: case  4: case  5: case  6: case  7:
 177         i1 = get_bits1(gb);
 178         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++)
 179             *dst++ = get_vlc2(gb, quant_vlc[idx-1][i1].table, 9, 2) - mpc7_quant_vlc_off[idx-1];
 180         break;
 181     case  8: case  9: case 10: case 11: case 12:
 182     case 13: case 14: case 15: case 16: case 17:
 183         t = (1 << (idx - 2)) - 1;
 184         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++)
 185             *dst++ = get_bits(gb, idx - 1) - t;
 186         break;
 187     default: // case 0 and -2..-17
 188         return;
 189     }
 190 }
 191
 192 static int get_scale_idx(GetBitContext *gb, int ref)
 193 {
 194     int t = get_vlc2(gb, dscf_vlc.table, MPC7_DSCF_BITS, 1) - 7;
 195     if (t == 8)
 196         return get_bits(gb, 6);
 197     return av_clip_uintp2(ref + t, 7);
 198 }
 199
 200 static int mpc7_decode_frame(AVCodecContext * avctx, void *data,
 201                              int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
 202 {
 203     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 204     int buf_size;
 205     MPCContext *c = avctx->priv_data;
 206     GetBitContext gb;
 207     int i, ch;
 208     int mb = -1;
 209     Band *bands = c->bands;
 210     int off, ret, last_frame, skip;
 211     int bits_used, bits_avail;
 212
 213     memset(bands, 0, sizeof(*bands) * (c->maxbands + 1));
 214
 215     buf_size = avpkt->size & ~3;
 216     if (buf_size <= 0) {
 217         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "packet size is too small (%i bytes)\n",
 218                avpkt->size);
 219         return AVERROR_INVALIDDATA;
 220     }
 221     if (buf_size != avpkt->size) {
 222         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "packet size is not a multiple of 4. "
 223                "extra bytes at the end will be skipped.\n");
 224     }
 225
 226     skip       = buf[0];
 227     last_frame = buf[1];
 228     buf       += 4;
 229     buf_size  -= 4;
 230
 231     /* get output buffer */
 232     c->frame.nb_samples = last_frame ? c->lastframelen : MPC_FRAME_SIZE;
 233     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, &c->frame)) < 0) {
 234         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
 235         return ret;
 236     }
 237
 238     av_fast_padded_malloc(&c->bits, &c->buf_size, buf_size);
 239     if (!c->bits)
 240         return AVERROR(ENOMEM);
 241     c->dsp.bswap_buf((uint32_t *)c->bits, (const uint32_t *)buf, buf_size >> 2);
 242     init_get_bits(&gb, c->bits, buf_size * 8);
 243     skip_bits_long(&gb, skip);
 244
 245     /* read subband indexes */
 246     for(i = 0; i <= c->maxbands; i++){
 247         for(ch = 0; ch < 2; ch++){
 248             int t = 4;
 249             if(i) t = get_vlc2(&gb, hdr_vlc.table, MPC7_HDR_BITS, 1) - 5;
 250             if(t == 4) bands[i].res[ch] = get_bits(&gb, 4);
 251             else bands[i].res[ch] = av_clip(bands[i-1].res[ch] + t, 0, 17);
 252         }
 253
 254         if(bands[i].res[0] || bands[i].res[1]){
 255             mb = i;
 256             if(c->MSS) bands[i].msf = get_bits1(&gb);
 257         }
 258     }
 259     /* get scale indexes coding method */
 260     for(i = 0; i <= mb; i++)
 261         for(ch = 0; ch < 2; ch++)
 262             if(bands[i].res[ch]) bands[i].scfi[ch] = get_vlc2(&gb, scfi_vlc.table, MPC7_SCFI_BITS, 1);
 263     /* get scale indexes */
 264     for(i = 0; i <= mb; i++){
 265         for(ch = 0; ch < 2; ch++){
 266             if(bands[i].res[ch]){
 267                 bands[i].scf_idx[ch][2] = c->oldDSCF[ch][i];
 268                 bands[i].scf_idx[ch][0] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][2]);
 269                 switch(bands[i].scfi[ch]){
 270                 case 0:
 271                     bands[i].scf_idx[ch][1] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][0]);
 272                     bands[i].scf_idx[ch][2] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][1]);
 273                     break;
 274                 case 1:
 275                     bands[i].scf_idx[ch][1] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][0]);
 276                     bands[i].scf_idx[ch][2] = bands[i].scf_idx[ch][1];
 277                     break;
 278                 case 2:
 279                     bands[i].scf_idx[ch][1] = bands[i].scf_idx[ch][0];
 280                     bands[i].scf_idx[ch][2] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][1]);
 281                     break;
 282                 case 3:
 283                     bands[i].scf_idx[ch][2] = bands[i].scf_idx[ch][1] = bands[i].scf_idx[ch][0];
 284                     break;
 285                 }
 286                 c->oldDSCF[ch][i] = bands[i].scf_idx[ch][2];
 287             }
 288         }
 289     }
 290     /* get quantizers */
 291     memset(c->Q, 0, sizeof(c->Q));
 292     off = 0;
 293     for(i = 0; i < BANDS; i++, off += SAMPLES_PER_BAND)
 294         for(ch = 0; ch < 2; ch++)
 295             idx_to_quant(c, &gb, bands[i].res[ch], c->Q[ch] + off);
 296
 297     ff_mpc_dequantize_and_synth(c, mb, (int16_t **)c->frame.extended_data, 2);
 298
 299     bits_used = get_bits_count(&gb);
 300     bits_avail = buf_size * 8;
 301     if (!last_frame && ((bits_avail < bits_used) || (bits_used + 32 <= bits_avail))) {
 302         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding frame: used %i of %i bits\n", bits_used, bits_avail);
 303         return -1;
 304     }
 305     if(c->frames_to_skip){
 306         c->frames_to_skip--;
 307         *got_frame_ptr = 0;
 308         return avpkt->size;
 309     }
 310
 311     *got_frame_ptr   = 1;
 312     *(AVFrame *)data = c->frame;
 313
 314     return avpkt->size;
 315 }
 316
 317 static void mpc7_decode_flush(AVCodecContext *avctx)
 318 {
 319     MPCContext *c = avctx->priv_data;
 320
 321     memset(c->oldDSCF, 0, sizeof(c->oldDSCF));
 322     c->frames_to_skip = 32;
 323 }
 324
 325 static av_cold int mpc7_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 326 {
 327     MPCContext *c = avctx->priv_data;
 328     av_freep(&c->bits);
 329     c->buf_size = 0;
 330     return 0;
 331 }
 332
 333 AVCodec ff_mpc7_decoder = {
 334     .name           = "mpc7",
 335     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 336     .id             = AV_CODEC_ID_MUSEPACK7,
 337     .priv_data_size = sizeof(MPCContext),
 338     .init           = mpc7_decode_init,
 339     .close          = mpc7_decode_close,
 340     .decode         = mpc7_decode_frame,
 341     .flush          = mpc7_decode_flush,
 342     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
 343     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Musepack SV7"),
 344     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_S16P,
 345                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 346 };