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 "avcodec.h"
  32 #include "get_bits.h"
  33 #include "internal.h"
  34 #include "mpegaudiodsp.h"
  35
  36 #include "mpc.h"
  37 #include "mpc7data.h"
  38
  39 static VLC scfi_vlc, dscf_vlc, hdr_vlc, quant_vlc[MPC7_QUANT_VLC_TABLES][2];
  40
  41 static const uint16_t quant_offsets[MPC7_QUANT_VLC_TABLES*2 + 1] =
  42 {
  43        0, 512, 1024, 1536, 2052, 2564, 3076, 3588, 4100, 4612, 5124,
  44        5636, 6164, 6676, 7224
  45 };
  46
  47
  48 static av_cold int mpc7_decode_init(AVCodecContext * avctx)
  49 {
  50     int i, j;
  51     MPCContext *c = avctx->priv_data;
  52     GetBitContext gb;
  53     LOCAL_ALIGNED_16(uint8_t, buf, [16]);
  54     static int vlc_initialized = 0;
  55
  56     static VLC_TYPE quant_tables[7224][2];
  57
  58     /* Musepack SV7 is always stereo */
  59     if (avctx->channels != 2) {
  60         avpriv_request_sample(avctx, "%d channels", avctx->channels);
  61         return AVERROR_PATCHWELCOME;
  62     }
  63
  64     if(avctx->extradata_size < 16){
  65         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too small extradata size (%i)!\n", avctx->extradata_size);
  66         return AVERROR_INVALIDDATA;
  67     }
  68     memset(c->oldDSCF, 0, sizeof(c->oldDSCF));
  69     av_lfg_init(&c->rnd, 0xDEADBEEF);
  70     ff_bswapdsp_init(&c->bdsp);
  71     ff_mpadsp_init(&c->mpadsp);
  72     c->bdsp.bswap_buf((uint32_t *) buf, (const uint32_t *) avctx->extradata, 4);
  73     ff_mpc_init();
  74     init_get_bits(&gb, buf, 128);
  75
  76     c->IS = get_bits1(&gb);
  77     c->MSS = get_bits1(&gb);
  78     c->maxbands = get_bits(&gb, 6);
  79     if(c->maxbands >= BANDS){
  80         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bands: %i\n", c->maxbands);
  81         return AVERROR_INVALIDDATA;
  82     }
  83     skip_bits_long(&gb, 88);
  84     c->gapless = get_bits1(&gb);
  85     c->lastframelen = get_bits(&gb, 11);
  86     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "IS: %d, MSS: %d, TG: %d, LFL: %d, bands: %d\n",
  87             c->IS, c->MSS, c->gapless, c->lastframelen, c->maxbands);
  88     c->frames_to_skip = 0;
  89
  90     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16P;
  91     avctx->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_STEREO;
  92
  93     if(vlc_initialized) return 0;
  94     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Initing VLC\n");
  95     INIT_VLC_STATIC(&scfi_vlc, MPC7_SCFI_BITS, MPC7_SCFI_SIZE,
  96                     &mpc7_scfi[1], 2, 1,
  97                     &mpc7_scfi[0], 2, 1, 1 << MPC7_SCFI_BITS);
  98     INIT_VLC_STATIC(&dscf_vlc, MPC7_DSCF_BITS, MPC7_DSCF_SIZE,
  99                     &mpc7_dscf[1], 2, 1,
 100                     &mpc7_dscf[0], 2, 1, 1 << MPC7_DSCF_SIZE);
 101     INIT_VLC_STATIC(&hdr_vlc, MPC7_HDR_BITS, MPC7_HDR_SIZE,
 102                     &mpc7_hdr[1], 2, 1,
 103                     &mpc7_hdr[0], 2, 1, 1 << MPC7_HDR_SIZE);
 104     for(i = 0; i < MPC7_QUANT_VLC_TABLES; i++){
 105         for(j = 0; j < 2; j++){
 106             quant_vlc[i][j].table = &quant_tables[quant_offsets[i*2 + j]];
 107             quant_vlc[i][j].table_allocated = quant_offsets[i*2 + j + 1] - quant_offsets[i*2 + j];
 108             init_vlc(&quant_vlc[i][j], 9, mpc7_quant_vlc_sizes[i],
 109                         &mpc7_quant_vlc[i][j][1], 4, 2,
 110                      &mpc7_quant_vlc[i][j][0], 4, 2, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC);
 111         }
 112     }
 113     vlc_initialized = 1;
 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) - mpc7_quant_vlc_off[idx-1];
 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) - 7;
 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 = 4;
 221             if(i) t = get_vlc2(&gb, hdr_vlc.table, MPC7_HDR_BITS, 1) - 5;
 222             if(t == 4) bands[i].res[ch] = get_bits(&gb, 4);
 223             else bands[i].res[ch] = bands[i-1].res[ch] + t;
 224             if (bands[i].res[ch] < -1 || bands[i].res[ch] > 17) {
 225                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "subband index invalid\n");
 226                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 227             }
 228         }
 229
 230         if(bands[i].res[0] || bands[i].res[1]){
 231             mb = i;
 232             if(c->MSS) bands[i].msf = get_bits1(&gb);
 233         }
 234     }
 235     /* get scale indexes coding method */
 236     for(i = 0; i <= mb; i++)
 237         for(ch = 0; ch < 2; ch++)
 238             if(bands[i].res[ch]) bands[i].scfi[ch] = get_vlc2(&gb, scfi_vlc.table, MPC7_SCFI_BITS, 1);
 239     /* get scale indexes */
 240     for(i = 0; i <= mb; i++){
 241         for(ch = 0; ch < 2; ch++){
 242             if(bands[i].res[ch]){
 243                 bands[i].scf_idx[ch][2] = c->oldDSCF[ch][i];
 244                 bands[i].scf_idx[ch][0] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][2]);
 245                 switch(bands[i].scfi[ch]){
 246                 case 0:
 247                     bands[i].scf_idx[ch][1] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][0]);
 248                     bands[i].scf_idx[ch][2] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][1]);
 249                     break;
 250                 case 1:
 251                     bands[i].scf_idx[ch][1] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][0]);
 252                     bands[i].scf_idx[ch][2] = bands[i].scf_idx[ch][1];
 253                     break;
 254                 case 2:
 255                     bands[i].scf_idx[ch][1] = bands[i].scf_idx[ch][0];
 256                     bands[i].scf_idx[ch][2] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][1]);
 257                     break;
 258                 case 3:
 259                     bands[i].scf_idx[ch][2] = bands[i].scf_idx[ch][1] = bands[i].scf_idx[ch][0];
 260                     break;
 261                 }
 262                 c->oldDSCF[ch][i] = bands[i].scf_idx[ch][2];
 263             }
 264         }
 265     }
 266     /* get quantizers */
 267     memset(c->Q, 0, sizeof(c->Q));
 268     off = 0;
 269     for(i = 0; i < BANDS; i++, off += SAMPLES_PER_BAND)
 270         for(ch = 0; ch < 2; ch++)
 271             idx_to_quant(c, &gb, bands[i].res[ch], c->Q[ch] + off);
 272
 273     ff_mpc_dequantize_and_synth(c, mb, (int16_t **)frame->extended_data, 2);
 274     if(last_frame)
 275         frame->nb_samples = c->lastframelen;
 276
 277     bits_used = get_bits_count(&gb);
 278     bits_avail = buf_size * 8;
 279     if (!last_frame && ((bits_avail < bits_used) || (bits_used + 32 <= bits_avail))) {
 280         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding frame: used %i of %i bits\n", bits_used, bits_avail);
 281         return AVERROR_INVALIDDATA;
 282     }
 283     if(c->frames_to_skip){
 284         c->frames_to_skip--;
 285         *got_frame_ptr = 0;
 286         return avpkt->size;
 287     }
 288
 289     *got_frame_ptr = 1;
 290
 291     return avpkt->size;
 292 }
 293
 294 static void mpc7_decode_flush(AVCodecContext *avctx)
 295 {
 296     MPCContext *c = avctx->priv_data;
 297
 298     memset(c->oldDSCF, 0, sizeof(c->oldDSCF));
 299     c->frames_to_skip = 32;
 300 }
 301
 302 static av_cold int mpc7_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 303 {
 304     MPCContext *c = avctx->priv_data;
 305     av_freep(&c->bits);
 306     c->buf_size = 0;
 307     return 0;
 308 }
 309
 310 AVCodec ff_mpc7_decoder = {
 311     .name           = "mpc7",
 312     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Musepack SV7"),
 313     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 314     .id             = AV_CODEC_ID_MUSEPACK7,
 315     .priv_data_size = sizeof(MPCContext),
 316     .init           = mpc7_decode_init,
 317     .close          = mpc7_decode_close,
 318     .decode         = mpc7_decode_frame,
 319     .flush          = mpc7_decode_flush,
 320     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DR1,
 321     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_S16P,
 322                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 323 };