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