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/mem_internal.h"
  32 #include "libavutil/thread.h"
  33
  34 #include "avcodec.h"
  35 #include "get_bits.h"
  36 #include "internal.h"
  37 #include "mpegaudiodsp.h"
  38
  39 #include "mpc.h"
  40 #include "mpc7data.h"
  41
  42 static VLC scfi_vlc, dscf_vlc, hdr_vlc, quant_vlc[MPC7_QUANT_VLC_TABLES][2];
  43
  44 static av_cold void mpc7_init_static(void)
  45 {
  46     static VLC_TYPE quant_tables[7224][2];
  47     const uint8_t *raw_quant_table = mpc7_quant_vlcs;
  48
  49     INIT_VLC_STATIC_FROM_LENGTHS(&scfi_vlc, MPC7_SCFI_BITS, MPC7_SCFI_SIZE,
  50                                  &mpc7_scfi[1], 2,
  51                                  &mpc7_scfi[0], 2, 1, 0, 0, 1 << MPC7_SCFI_BITS);
  52     INIT_VLC_STATIC_FROM_LENGTHS(&dscf_vlc, MPC7_DSCF_BITS, MPC7_DSCF_SIZE,
  53                                  &mpc7_dscf[1], 2,
  54                                  &mpc7_dscf[0], 2, 1, -7, 0, 1 << MPC7_DSCF_BITS);
  55     INIT_VLC_STATIC_FROM_LENGTHS(&hdr_vlc, MPC7_HDR_BITS, MPC7_HDR_SIZE,
  56                                  &mpc7_hdr[1], 2,
  57                                  &mpc7_hdr[0], 2, 1, -5, 0, 1 << MPC7_HDR_BITS);
  58     for (unsigned i = 0, offset = 0; i < MPC7_QUANT_VLC_TABLES; i++){
  59         for (int j = 0; j < 2; j++) {
  60             quant_vlc[i][j].table           = &quant_tables[offset];
  61             quant_vlc[i][j].table_allocated = FF_ARRAY_ELEMS(quant_tables) - offset;
  62             ff_init_vlc_from_lengths(&quant_vlc[i][j], 9, mpc7_quant_vlc_sizes[i],
  63                                      &raw_quant_table[1], 2,
  64                                      &raw_quant_table[0], 2, 1,
  65                                      mpc7_quant_vlc_off[i],
  66                                      INIT_VLC_STATIC_OVERLONG, NULL);
  67             raw_quant_table += 2 * mpc7_quant_vlc_sizes[i];
  68             offset          += quant_vlc[i][j].table_size;
  69         }
  70     }
  71     ff_mpa_synth_init_fixed();
  72 }
  73
  74 static av_cold int mpc7_decode_init(AVCodecContext * avctx)
  75 {
  76     static AVOnce init_static_once = AV_ONCE_INIT;
  77     MPCContext *c = avctx->priv_data;
  78     GetBitContext gb;
  79     LOCAL_ALIGNED_16(uint8_t, buf, [16]);
  80
  81     /* Musepack SV7 is always stereo */
  82     if (avctx->channels != 2) {
  83         avpriv_request_sample(avctx, "%d channels", avctx->channels);
  84         return AVERROR_PATCHWELCOME;
  85     }
  86
  87     if(avctx->extradata_size < 16){
  88         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too small extradata size (%i)!\n", avctx->extradata_size);
  89         return AVERROR_INVALIDDATA;
  90     }
  91     memset(c->oldDSCF, 0, sizeof(c->oldDSCF));
  92     av_lfg_init(&c->rnd, 0xDEADBEEF);
  93     ff_bswapdsp_init(&c->bdsp);
  94     ff_mpadsp_init(&c->mpadsp);
  95     c->bdsp.bswap_buf((uint32_t *) buf, (const uint32_t *) avctx->extradata, 4);
  96     init_get_bits(&gb, buf, 128);
  97
  98     c->IS = get_bits1(&gb);
  99     c->MSS = get_bits1(&gb);
 100     c->maxbands = get_bits(&gb, 6);
 101     if(c->maxbands >= BANDS){
 102         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bands: %i\n", c->maxbands);
 103         return AVERROR_INVALIDDATA;
 104     }
 105     skip_bits_long(&gb, 88);
 106     c->gapless = get_bits1(&gb);
 107     c->lastframelen = get_bits(&gb, 11);
 108     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "IS: %d, MSS: %d, TG: %d, LFL: %d, bands: %d\n",
 109             c->IS, c->MSS, c->gapless, c->lastframelen, c->maxbands);
 110     c->frames_to_skip = 0;
 111
 112     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16P;
 113     avctx->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_STEREO;
 114
 115     ff_thread_once(&init_static_once, mpc7_init_static);
 116
 117     return 0;
 118 }
 119
 120 /**
 121  * Fill samples for given subband
 122  */
 123 static inline void idx_to_quant(MPCContext *c, GetBitContext *gb, int idx, int *dst)
 124 {
 125     int i, i1, t;
 126     switch(idx){
 127     case -1:
 128         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++){
 129             *dst++ = (av_lfg_get(&c->rnd) & 0x3FC) - 510;
 130         }
 131         break;
 132     case 1:
 133         i1 = get_bits1(gb);
 134         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND/3; i++){
 135             t = get_vlc2(gb, quant_vlc[0][i1].table, 9, 2);
 136             *dst++ = mpc7_idx30[t];
 137             *dst++ = mpc7_idx31[t];
 138             *dst++ = mpc7_idx32[t];
 139         }
 140         break;
 141     case 2:
 142         i1 = get_bits1(gb);
 143         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND/2; i++){
 144             t = get_vlc2(gb, quant_vlc[1][i1].table, 9, 2);
 145             *dst++ = mpc7_idx50[t];
 146             *dst++ = mpc7_idx51[t];
 147         }
 148         break;
 149     case  3: case  4: case  5: case  6: case  7:
 150         i1 = get_bits1(gb);
 151         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++)
 152             *dst++ = get_vlc2(gb, quant_vlc[idx-1][i1].table, 9, 2);
 153         break;
 154     case  8: case  9: case 10: case 11: case 12:
 155     case 13: case 14: case 15: case 16: case 17:
 156         t = (1 << (idx - 2)) - 1;
 157         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++)
 158             *dst++ = get_bits(gb, idx - 1) - t;
 159         break;
 160     default: // case 0 and -2..-17
 161         return;
 162     }
 163 }
 164
 165 static int get_scale_idx(GetBitContext *gb, int ref)
 166 {
 167     int t = get_vlc2(gb, dscf_vlc.table, MPC7_DSCF_BITS, 1);
 168     if (t == 8)
 169         return get_bits(gb, 6);
 170     return ref + t;
 171 }
 172
 173 static int mpc7_decode_frame(AVCodecContext * avctx, void *data,
 174                              int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
 175 {
 176     AVFrame *frame     = data;
 177     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 178     int buf_size;
 179     MPCContext *c = avctx->priv_data;
 180     GetBitContext gb;
 181     int i, ch;
 182     int mb = -1;
 183     Band *bands = c->bands;
 184     int off, ret, last_frame, skip;
 185     int bits_used, bits_avail;
 186
 187     memset(bands, 0, sizeof(*bands) * (c->maxbands + 1));
 188
 189     buf_size = avpkt->size & ~3;
 190     if (buf_size <= 0) {
 191         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "packet size is too small (%i bytes)\n",
 192                avpkt->size);
 193         return AVERROR_INVALIDDATA;
 194     }
 195     if (buf_size != avpkt->size) {
 196         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "packet size is not a multiple of 4. "
 197                "extra bytes at the end will be skipped.\n");
 198     }
 199
 200     skip       = buf[0];
 201     last_frame = buf[1];
 202     buf       += 4;
 203     buf_size  -= 4;
 204
 205     /* get output buffer */
 206     frame->nb_samples = MPC_FRAME_SIZE;
 207     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
 208         return ret;
 209
 210     av_fast_padded_malloc(&c->bits, &c->buf_size, buf_size);
 211     if (!c->bits)
 212         return AVERROR(ENOMEM);
 213     c->bdsp.bswap_buf((uint32_t *) c->bits, (const uint32_t *) buf,
 214                       buf_size >> 2);
 215     if ((ret = init_get_bits8(&gb, c->bits, buf_size)) < 0)
 216         return ret;
 217     skip_bits_long(&gb, skip);
 218
 219     /* read subband indexes */
 220     for(i = 0; i <= c->maxbands; i++){
 221         for(ch = 0; ch < 2; ch++){
 222             int t = i ? get_vlc2(&gb, hdr_vlc.table, MPC7_HDR_BITS, 1) : 4;
 223             if(t == 4) bands[i].res[ch] = get_bits(&gb, 4);
 224             else bands[i].res[ch] = bands[i-1].res[ch] + t;
 225             if (bands[i].res[ch] < -1 || bands[i].res[ch] > 17) {
 226                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "subband index invalid\n");
 227                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 228             }
 229         }
 230
 231         if(bands[i].res[0] || bands[i].res[1]){
 232             mb = i;
 233             if(c->MSS) bands[i].msf = get_bits1(&gb);
 234         }
 235     }
 236     /* get scale indexes coding method */
 237     for(i = 0; i <= mb; i++)
 238         for(ch = 0; ch < 2; ch++)
 239             if(bands[i].res[ch]) bands[i].scfi[ch] = get_vlc2(&gb, scfi_vlc.table, MPC7_SCFI_BITS, 1);
 240     /* get scale indexes */
 241     for(i = 0; i <= mb; i++){
 242         for(ch = 0; ch < 2; ch++){
 243             if(bands[i].res[ch]){
 244                 bands[i].scf_idx[ch][2] = c->oldDSCF[ch][i];
 245                 bands[i].scf_idx[ch][0] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][2]);
 246                 switch(bands[i].scfi[ch]){
 247                 case 0:
 248                     bands[i].scf_idx[ch][1] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][0]);
 249                     bands[i].scf_idx[ch][2] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][1]);
 250                     break;
 251                 case 1:
 252                     bands[i].scf_idx[ch][1] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][0]);
 253                     bands[i].scf_idx[ch][2] = bands[i].scf_idx[ch][1];
 254                     break;
 255                 case 2:
 256                     bands[i].scf_idx[ch][1] = bands[i].scf_idx[ch][0];
 257                     bands[i].scf_idx[ch][2] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][1]);
 258                     break;
 259                 case 3:
 260                     bands[i].scf_idx[ch][2] = bands[i].scf_idx[ch][1] = bands[i].scf_idx[ch][0];
 261                     break;
 262                 }
 263                 c->oldDSCF[ch][i] = bands[i].scf_idx[ch][2];
 264             }
 265         }
 266     }
 267     /* get quantizers */
 268     memset(c->Q, 0, sizeof(c->Q));
 269     off = 0;
 270     for(i = 0; i < BANDS; i++, off += SAMPLES_PER_BAND)
 271         for(ch = 0; ch < 2; ch++)
 272             idx_to_quant(c, &gb, bands[i].res[ch], c->Q[ch] + off);
 273
 274     ff_mpc_dequantize_and_synth(c, mb, (int16_t **)frame->extended_data, 2);
 275     if(last_frame)
 276         frame->nb_samples = c->lastframelen;
 277
 278     bits_used = get_bits_count(&gb);
 279     bits_avail = buf_size * 8;
 280     if (!last_frame && ((bits_avail < bits_used) || (bits_used + 32 <= bits_avail))) {
 281         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding frame: used %i of %i bits\n", bits_used, bits_avail);
 282         return AVERROR_INVALIDDATA;
 283     }
 284     if(c->frames_to_skip){
 285         c->frames_to_skip--;
 286         *got_frame_ptr = 0;
 287         return avpkt->size;
 288     }
 289
 290     *got_frame_ptr = 1;
 291
 292     return avpkt->size;
 293 }
 294
 295 static void mpc7_decode_flush(AVCodecContext *avctx)
 296 {
 297     MPCContext *c = avctx->priv_data;
 298
 299     memset(c->oldDSCF, 0, sizeof(c->oldDSCF));
 300     c->frames_to_skip = 32;
 301 }
 302
 303 static av_cold int mpc7_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 304 {
 305     MPCContext *c = avctx->priv_data;
 306     av_freep(&c->bits);
 307     c->buf_size = 0;
 308     return 0;
 309 }
 310
 311 const AVCodec ff_mpc7_decoder = {
 312     .name           = "mpc7",
 313     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Musepack SV7"),
 314     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 315     .id             = AV_CODEC_ID_MUSEPACK7,
 316     .priv_data_size = sizeof(MPCContext),
 317     .init           = mpc7_decode_init,
 318     .close          = mpc7_decode_close,
 319     .decode         = mpc7_decode_frame,
 320     .flush          = mpc7_decode_flush,
 321     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DR1,
 322     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_S16P,
 323                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 324     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE,
 325 };