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) 2009-2013 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     s->extra_sample_count = 0;
  50
  51     return 0;
  52 }
  53
  54 static av_cold int pcm_dvd_decode_uninit(AVCodecContext *avctx)
  55 {
  56     PCMDVDContext *s = avctx->priv_data;
  57
  58     if (s->extra_samples)
  59         av_free(s->extra_samples);
  60
  61     return 0;
  62 }
  63
  64 static int pcm_dvd_parse_header(AVCodecContext *avctx, const uint8_t *header)
  65 {
  66     /* no traces of 44100 and 32000Hz in any commercial software or player */
  67     static const uint32_t frequencies[4] = { 48000, 96000, 44100, 32000 };
  68     PCMDVDContext *s = avctx->priv_data;
  69     int header_int = (header[0] & 0xe0) | (header[1] << 8) | (header[2] << 16);
  70
  71     /* early exit if the header didn't change apart from the frame number */
  72     if (s->last_header == header_int)
  73         return 0;
  74
  75     if (avctx->debug & FF_DEBUG_PICT_INFO)
  76         av_dlog(avctx, "pcm_dvd_parse_header: header = %02x%02x%02x\n",
  77                 header[0], header[1], header[2]);
  78     /*
  79      * header[0] emphasis (1), muse(1), reserved(1), frame number(5)
  80      * header[1] quant (2), freq(2), reserved(1), channels(3)
  81      * header[2] dynamic range control (0x80 = off)
  82      */
  83
  84     /* get the sample depth and derive the sample format from it */
  85     avctx->bits_per_coded_sample = 16 + (header[1] >> 6 & 3) * 4;
  86     if (avctx->bits_per_coded_sample == 28) {
  87         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "PCM DVD unsupported sample depth\n");
  88         return AVERROR_INVALIDDATA;
  89     }
  90     avctx->sample_fmt = avctx->bits_per_coded_sample == 16 ? AV_SAMPLE_FMT_S16
  91                                                            : AV_SAMPLE_FMT_S32;
  92     avctx->bits_per_raw_sample = avctx->bits_per_coded_sample;
  93
  94     /* get the sample rate */
  95     avctx->sample_rate = frequencies[header[1] >> 4 & 3];
  96
  97     /* get the number of channels */
  98     avctx->channels = 1 + (header[1] & 7);
  99     /* calculate the bitrate */
 100     avctx->bit_rate = avctx->channels *
 101                       avctx->sample_rate *
 102                       avctx->bits_per_coded_sample;
 103
 104     /* 4 samples form a group in 20/24bit PCM on DVD Video.
 105      * A block is formed by the number of groups that are
 106      * needed to complete a set of samples for each channel. */
 107     if (avctx->bits_per_coded_sample == 16) {
 108         s->samples_per_block = 1;
 109         s->block_size        = avctx->channels * 2;
 110     } else {
 111         switch (avctx->channels) {
 112         case 1:
 113         case 2:
 114         case 4:
 115             /* one group has all the samples needed */
 116             s->block_size        = 4 * avctx->bits_per_coded_sample / 8;
 117             s->samples_per_block = 4 / avctx->channels;
 118             s->groups_per_block  = 1;
 119             break;
 120         case 8:
 121             /* two groups have all the samples needed */
 122             s->block_size        = 8 * avctx->bits_per_coded_sample / 8;
 123             s->samples_per_block = 1;
 124             s->groups_per_block  = 2;
 125             break;
 126         default:
 127             /* need avctx->channels groups */
 128             s->block_size        = 4 * avctx->channels *
 129                                    avctx->bits_per_coded_sample / 8;
 130             s->samples_per_block = 4;
 131             s->groups_per_block  = avctx->channels;
 132             break;
 133         }
 134     }
 135
 136     if (avctx->debug & FF_DEBUG_PICT_INFO)
 137         av_dlog(avctx,
 138                 "pcm_dvd_parse_header: %d channels, %d bits per sample, %d Hz, %d bit/s\n",
 139                 avctx->channels, avctx->bits_per_coded_sample,
 140                 avctx->sample_rate, avctx->bit_rate);
 141
 142     s->last_header = header_int;
 143
 144     return 0;
 145 }
 146
 147 static void *pcm_dvd_decode_samples(AVCodecContext *avctx, const uint8_t *src,
 148                                     void *dst, int blocks)
 149 {
 150     PCMDVDContext *s = avctx->priv_data;
 151     int16_t *dst16   = dst;
 152     int32_t *dst32   = dst;
 153     GetByteContext gb;
 154     int i;
 155     uint8_t t;
 156     int samples;
 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         samples = blocks * avctx->channels;
 166         do {
 167             *dst16++ = bytestream2_get_be16u(&gb);
 168         } while (--samples);
 169 #endif
 170         return dst16;
 171     case 20:
 172         do {
 173             for (i = s->groups_per_block; i; i--) {
 174                 dst32[0] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 175                 dst32[1] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 176                 dst32[2] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 177                 dst32[3] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 178                 t = bytestream2_get_byteu(&gb);
 179                 *dst32 += (t & 0xf0) << 8;
 180                 *dst32 += (t & 0x0f) << 12;
 181                 t = bytestream2_get_byteu(&gb);
 182                 *dst32 += (t & 0xf0) << 8;
 183                 *dst32 += (t & 0x0f) << 12;
 184             }
 185         } while (--blocks);
 186         return dst32;
 187     case 24:
 188         do {
 189             for (i = s->groups_per_block; i; i--) {
 190                 dst32[0] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 191                 dst32[1] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 192                 dst32[2] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 193                 dst32[3] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 194                 *dst32++ += bytestream2_get_byteu(&gb) << 8;
 195                 *dst32++ += bytestream2_get_byteu(&gb) << 8;
 196                 *dst32++ += bytestream2_get_byteu(&gb) << 8;
 197                 *dst32++ += bytestream2_get_byteu(&gb) << 8;
 198             }
 199         } while (--blocks);
 200         return dst32;
 201     default:
 202         return NULL;
 203     }
 204 }
 205
 206 static int pcm_dvd_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 207                                 int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
 208 {
 209     AVFrame *frame     = data;
 210     const uint8_t *src = avpkt->data;
 211     int buf_size       = avpkt->size;
 212     PCMDVDContext *s   = avctx->priv_data;
 213     int retval;
 214     int blocks;
 215     void *dst;
 216
 217     if (buf_size < 3) {
 218         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "PCM packet too small\n");
 219         return AVERROR_INVALIDDATA;
 220     }
 221
 222     if ((retval = pcm_dvd_parse_header(avctx, src)))
 223         return retval;
 224     src      += 3;
 225     buf_size -= 3;
 226
 227     blocks = (buf_size + s->extra_sample_count) / s->block_size;
 228
 229     /* get output buffer */
 230     frame->nb_samples = blocks * s->samples_per_block;
 231     if ((retval = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0) {
 232         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
 233         return retval;
 234     }
 235     dst = frame->data[0];
 236
 237     /* consume leftover samples from last packet */
 238     if (s->extra_sample_count) {
 239         int missing_samples = s->block_size - s->extra_sample_count;
 240         if (buf_size >= missing_samples) {
 241             memcpy(s->extra_samples + s->extra_sample_count, src,
 242                    missing_samples);
 243             dst = pcm_dvd_decode_samples(avctx, s->extra_samples, dst, 1);
 244             src += missing_samples;
 245             buf_size -= missing_samples;
 246             s->extra_sample_count = 0;
 247             blocks--;
 248         } else {
 249             /* new packet still doesn't have enough samples */
 250             memcpy(s->extra_samples + s->extra_sample_count, src, buf_size);
 251             s->extra_sample_count += buf_size;
 252             return avpkt->size;
 253         }
 254     }
 255
 256     /* decode remaining complete samples */
 257     if (blocks) {
 258         pcm_dvd_decode_samples(avctx, src, dst, blocks);
 259         buf_size -= blocks * s->block_size;
 260     }
 261
 262     /* store leftover samples */
 263     if (buf_size) {
 264         src += blocks * s->block_size;
 265         memcpy(s->extra_samples, src, buf_size);
 266         s->extra_sample_count = buf_size;
 267     }
 268
 269     *got_frame_ptr = 1;
 270
 271     return avpkt->size;
 272 }
 273
 274 AVCodec ff_pcm_dvd_decoder = {
 275     .name           = "pcm_dvd",
 276     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("PCM signed 16|20|24-bit big-endian for DVD media"),
 277     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 278     .id             = AV_CODEC_ID_PCM_DVD,
 279     .priv_data_size = sizeof(PCMDVDContext),
 280     .init           = pcm_dvd_decode_init,
 281     .decode         = pcm_dvd_decode_frame,
 282     .close          = pcm_dvd_decode_uninit,
 283     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
 284     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) {
 285         AV_SAMPLE_FMT_S16, AV_SAMPLE_FMT_S32, AV_SAMPLE_FMT_NONE
 286     }
 287 };