git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/pcm-dvd.c

   1 /*
   2  * LPCM codecs for PCM formats found in Video DVD streams
   3  * Copyright (c) 2013 Christian Schmidt
   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  * LPCM codecs for PCM formats found in Video DVD streams
  25  */
  26
  27 #include "avcodec.h"
  28 #include "bytestream.h"
  29 #include "internal.h"
  30
  31 typedef struct PCMDVDContext {
  32     uint32_t last_header;    // Cached header to see if parsing is needed
  33     int block_size;          // Size of a block of samples in bytes
  34     int last_block_size;     // Size of the last block of samples in bytes
  35     int samples_per_block;   // Number of samples per channel per block
  36     int groups_per_block;    // Number of 20/24-bit sample groups per block
  37     int extra_sample_count;  // Number of leftover samples in the buffer
  38     uint8_t extra_samples[8 * 3 * 4];  // Space for leftover samples from a frame
  39                                        // (8 channels, 3B/sample, 4 samples/block)
  40 } PCMDVDContext;
  41
  42 static av_cold int pcm_dvd_decode_init(AVCodecContext *avctx)
  43 {
  44     PCMDVDContext *s = avctx->priv_data;
  45
  46     /* Invalid header to force parsing of the first header */
  47     s->last_header = -1;
  48
  49     return 0;
  50 }
  51
  52 static int pcm_dvd_parse_header(AVCodecContext *avctx, const uint8_t *header)
  53 {
  54     /* no traces of 44100 and 32000Hz in any commercial software or player */
  55     static const uint32_t frequencies[4] = { 48000, 96000, 44100, 32000 };
  56     PCMDVDContext *s = avctx->priv_data;
  57     int header_int = (header[0] & 0xe0) | (header[1] << 8) | (header[2] << 16);
  58
  59     /* early exit if the header didn't change apart from the frame number */
  60     if (s->last_header == header_int)
  61         return 0;
  62     s->last_header = -1;
  63
  64     if (avctx->debug & FF_DEBUG_PICT_INFO)
  65         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "pcm_dvd_parse_header: header = %02x%02x%02x\n",
  66                 header[0], header[1], header[2]);
  67     /*
  68      * header[0] emphasis (1), muse(1), reserved(1), frame number(5)
  69      * header[1] quant (2), freq(2), reserved(1), channels(3)
  70      * header[2] dynamic range control (0x80 = off)
  71      */
  72
  73     /* Discard potentially existing leftover samples from old channel layout */
  74     s->extra_sample_count = 0;
  75
  76     /* get the sample depth and derive the sample format from it */
  77     avctx->bits_per_coded_sample = 16 + (header[1] >> 6 & 3) * 4;
  78     if (avctx->bits_per_coded_sample == 28) {
  79         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
  80                "PCM DVD unsupported sample depth %i\n",
  81                avctx->bits_per_coded_sample);
  82         return AVERROR_INVALIDDATA;
  83     }
  84     avctx->sample_fmt = avctx->bits_per_coded_sample == 16 ? AV_SAMPLE_FMT_S16
  85                                                            : AV_SAMPLE_FMT_S32;
  86     avctx->bits_per_raw_sample = avctx->bits_per_coded_sample;
  87
  88     /* get the sample rate */
  89     avctx->sample_rate = frequencies[header[1] >> 4 & 3];
  90
  91     /* get the number of channels */
  92     avctx->channels = 1 + (header[1] & 7);
  93     /* calculate the bitrate */
  94     avctx->bit_rate = avctx->channels *
  95                       avctx->sample_rate *
  96                       avctx->bits_per_coded_sample;
  97
  98     /* 4 samples form a group in 20/24-bit PCM on DVD Video.
  99      * A block is formed by the number of groups that are
 100      * needed to complete a set of samples for each channel. */
 101     if (avctx->bits_per_coded_sample == 16) {
 102         s->samples_per_block = 1;
 103         s->block_size        = avctx->channels * 2;
 104     } else {
 105         switch (avctx->channels) {
 106         case 1:
 107         case 2:
 108         case 4:
 109             /* one group has all the samples needed */
 110             s->block_size        = 4 * avctx->bits_per_coded_sample / 8;
 111             s->samples_per_block = 4 / avctx->channels;
 112             s->groups_per_block  = 1;
 113             break;
 114         case 8:
 115             /* two groups have all the samples needed */
 116             s->block_size        = 8 * avctx->bits_per_coded_sample / 8;
 117             s->samples_per_block = 1;
 118             s->groups_per_block  = 2;
 119             break;
 120         default:
 121             /* need avctx->channels groups */
 122             s->block_size        = 4 * avctx->channels *
 123                                    avctx->bits_per_coded_sample / 8;
 124             s->samples_per_block = 4;
 125             s->groups_per_block  = avctx->channels;
 126             break;
 127         }
 128     }
 129
 130     if (avctx->debug & FF_DEBUG_PICT_INFO)
 131         ff_dlog(avctx,
 132                 "pcm_dvd_parse_header: %d channels, %d bits per sample, %d Hz, %"PRId64" bit/s\n",
 133                 avctx->channels, avctx->bits_per_coded_sample,
 134                 avctx->sample_rate, avctx->bit_rate);
 135
 136     s->last_header = header_int;
 137
 138     return 0;
 139 }
 140
 141 static void *pcm_dvd_decode_samples(AVCodecContext *avctx, const uint8_t *src,
 142                                     void *dst, int blocks)
 143 {
 144     PCMDVDContext *s = avctx->priv_data;
 145     int16_t *dst16   = dst;
 146     int32_t *dst32   = dst;
 147     GetByteContext gb;
 148     int i;
 149     uint8_t t;
 150
 151     bytestream2_init(&gb, src, blocks * s->block_size);
 152     switch (avctx->bits_per_coded_sample) {
 153     case 16: {
 154 #if HAVE_BIGENDIAN
 155         bytestream2_get_buffer(&gb, dst16, blocks * s->block_size);
 156         dst16 += blocks * s->block_size / 2;
 157 #else
 158         int samples = blocks * avctx->channels;
 159         do {
 160             *dst16++ = bytestream2_get_be16u(&gb);
 161         } while (--samples);
 162 #endif
 163         return dst16;
 164     }
 165     case 20:
 166         if (avctx->channels == 1) {
 167             do {
 168                 for (i = 2; i; i--) {
 169                     dst32[0] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 170                     dst32[1] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 171                     t = bytestream2_get_byteu(&gb);
 172                     *dst32++ += (t & 0xf0) << 8;
 173                     *dst32++ += (t & 0x0f) << 12;
 174                 }
 175             } while (--blocks);
 176         } else {
 177         do {
 178             for (i = s->groups_per_block; i; i--) {
 179                 dst32[0] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 180                 dst32[1] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 181                 dst32[2] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 182                 dst32[3] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 183                 t = bytestream2_get_byteu(&gb);
 184                 *dst32++ += (t & 0xf0) << 8;
 185                 *dst32++ += (t & 0x0f) << 12;
 186                 t = bytestream2_get_byteu(&gb);
 187                 *dst32++ += (t & 0xf0) << 8;
 188                 *dst32++ += (t & 0x0f) << 12;
 189             }
 190         } while (--blocks);
 191         }
 192         return dst32;
 193     case 24:
 194         if (avctx->channels == 1) {
 195             do {
 196                 for (i = 2; i; i--) {
 197                     dst32[0] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 198                     dst32[1] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 199                     *dst32++ += bytestream2_get_byteu(&gb) << 8;
 200                     *dst32++ += bytestream2_get_byteu(&gb) << 8;
 201                 }
 202             } while (--blocks);
 203         } else {
 204         do {
 205             for (i = s->groups_per_block; i; i--) {
 206                 dst32[0] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 207                 dst32[1] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 208                 dst32[2] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 209                 dst32[3] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 210                 *dst32++ += bytestream2_get_byteu(&gb) << 8;
 211                 *dst32++ += bytestream2_get_byteu(&gb) << 8;
 212                 *dst32++ += bytestream2_get_byteu(&gb) << 8;
 213                 *dst32++ += bytestream2_get_byteu(&gb) << 8;
 214             }
 215         } while (--blocks);
 216         }
 217         return dst32;
 218     default:
 219         return NULL;
 220     }
 221 }
 222
 223 static int pcm_dvd_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 224                                 int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
 225 {
 226     AVFrame *frame     = data;
 227     const uint8_t *src = avpkt->data;
 228     int buf_size       = avpkt->size;
 229     PCMDVDContext *s   = avctx->priv_data;
 230     int retval;
 231     int blocks;
 232     void *dst;
 233
 234     if (buf_size < 3) {
 235         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "PCM packet too small\n");
 236         return AVERROR_INVALIDDATA;
 237     }
 238
 239     if ((retval = pcm_dvd_parse_header(avctx, src)))
 240         return retval;
 241     if (s->last_block_size && s->last_block_size != s->block_size) {
 242         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "block_size has changed %d != %d\n", s->last_block_size, s->block_size);
 243         s->extra_sample_count = 0;
 244     }
 245     s->last_block_size = s->block_size;
 246     src      += 3;
 247     buf_size -= 3;
 248
 249     blocks = (buf_size + s->extra_sample_count) / s->block_size;
 250
 251     /* get output buffer */
 252     frame->nb_samples = blocks * s->samples_per_block;
 253     if ((retval = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
 254         return retval;
 255     dst = frame->data[0];
 256
 257     /* consume leftover samples from last packet */
 258     if (s->extra_sample_count) {
 259         int missing_samples = s->block_size - s->extra_sample_count;
 260         if (buf_size >= missing_samples) {
 261             memcpy(s->extra_samples + s->extra_sample_count, src,
 262                    missing_samples);
 263             dst = pcm_dvd_decode_samples(avctx, s->extra_samples, dst, 1);
 264             src += missing_samples;
 265             buf_size -= missing_samples;
 266             s->extra_sample_count = 0;
 267             blocks--;
 268         } else {
 269             /* new packet still doesn't have enough samples */
 270             memcpy(s->extra_samples + s->extra_sample_count, src, buf_size);
 271             s->extra_sample_count += buf_size;
 272             return avpkt->size;
 273         }
 274     }
 275
 276     /* decode remaining complete samples */
 277     if (blocks) {
 278         pcm_dvd_decode_samples(avctx, src, dst, blocks);
 279         buf_size -= blocks * s->block_size;
 280     }
 281
 282     /* store leftover samples */
 283     if (buf_size) {
 284         src += blocks * s->block_size;
 285         memcpy(s->extra_samples, src, buf_size);
 286         s->extra_sample_count = buf_size;
 287     }
 288
 289     *got_frame_ptr = 1;
 290
 291     return avpkt->size;
 292 }
 293
 294 AVCodec ff_pcm_dvd_decoder = {
 295     .name           = "pcm_dvd",
 296     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("PCM signed 16|20|24-bit big-endian for DVD media"),
 297     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 298     .id             = AV_CODEC_ID_PCM_DVD,
 299     .priv_data_size = sizeof(PCMDVDContext),
 300     .init           = pcm_dvd_decode_init,
 301     .decode         = pcm_dvd_decode_frame,
 302     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_CHANNEL_CONF |
 303                       AV_CODEC_CAP_DR1,
 304     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) {
 305         AV_SAMPLE_FMT_S16, AV_SAMPLE_FMT_S32, AV_SAMPLE_FMT_NONE
 306     },
 307     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE,
 308 };