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 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 20/24bit sample groups per block
  37     uint8_t *extra_samples;  // Pointer to leftover samples from a frame
  38     int extra_sample_count;  // Number of leftover samples in the buffer
  39 } PCMDVDContext;
  40
  41 static av_cold int pcm_dvd_decode_init(AVCodecContext *avctx)
  42 {
  43     PCMDVDContext *s = avctx->priv_data;
  44
  45     /* Invalid header to force parsing of the first header */
  46     s->last_header = -1;
  47     /* reserve space for 8 channels, 3 bytes/sample, 4 samples/block */
  48     if (!(s->extra_samples = av_malloc(8 * 3 * 4)))
  49         return AVERROR(ENOMEM);
  50     s->extra_sample_count = 0;
  51
  52     return 0;
  53 }
  54
  55 static av_cold int pcm_dvd_decode_uninit(AVCodecContext *avctx)
  56 {
  57     PCMDVDContext *s = avctx->priv_data;
  58
  59     av_freep(&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,
  88                "PCM DVD unsupported sample depth %i\n",
  89                avctx->bits_per_coded_sample);
  90         return AVERROR_INVALIDDATA;
  91     }
  92     avctx->sample_fmt = avctx->bits_per_coded_sample == 16 ? AV_SAMPLE_FMT_S16
  93                                                            : AV_SAMPLE_FMT_S32;
  94     avctx->bits_per_raw_sample = avctx->bits_per_coded_sample;
  95
  96     /* get the sample rate */
  97     avctx->sample_rate = frequencies[header[1] >> 4 & 3];
  98
  99     /* get the number of channels */
 100     avctx->channels = 1 + (header[1] & 7);
 101     /* calculate the bitrate */
 102     avctx->bit_rate = avctx->channels *
 103                       avctx->sample_rate *
 104                       avctx->bits_per_coded_sample;
 105
 106     /* 4 samples form a group in 20/24bit PCM on DVD Video.
 107      * A block is formed by the number of groups that are
 108      * needed to complete a set of samples for each channel. */
 109     if (avctx->bits_per_coded_sample == 16) {
 110         s->samples_per_block = 1;
 111         s->block_size        = avctx->channels * 2;
 112     } else {
 113         switch (avctx->channels) {
 114         case 1:
 115         case 2:
 116         case 4:
 117             /* one group has all the samples needed */
 118             s->block_size        = 4 * avctx->bits_per_coded_sample / 8;
 119             s->samples_per_block = 4 / avctx->channels;
 120             s->groups_per_block  = 1;
 121             break;
 122         case 8:
 123             /* two groups have all the samples needed */
 124             s->block_size        = 8 * avctx->bits_per_coded_sample / 8;
 125             s->samples_per_block = 1;
 126             s->groups_per_block  = 2;
 127             break;
 128         default:
 129             /* need avctx->channels groups */
 130             s->block_size        = 4 * avctx->channels *
 131                                    avctx->bits_per_coded_sample / 8;
 132             s->samples_per_block = 4;
 133             s->groups_per_block  = avctx->channels;
 134             break;
 135         }
 136     }
 137
 138     if (avctx->debug & FF_DEBUG_PICT_INFO)
 139         av_dlog(avctx,
 140                 "pcm_dvd_parse_header: %d channels, %d bits per sample, %d Hz, %d bit/s\n",
 141                 avctx->channels, avctx->bits_per_coded_sample,
 142                 avctx->sample_rate, avctx->bit_rate);
 143
 144     s->last_header = header_int;
 145
 146     return 0;
 147 }
 148
 149 static void *pcm_dvd_decode_samples(AVCodecContext *avctx, const uint8_t *src,
 150                                     void *dst, int blocks)
 151 {
 152     PCMDVDContext *s = avctx->priv_data;
 153     int16_t *dst16   = dst;
 154     int32_t *dst32   = dst;
 155     GetByteContext gb;
 156     int i;
 157     uint8_t t;
 158     int samples;
 159
 160     bytestream2_init(&gb, src, blocks * s->block_size);
 161     switch (avctx->bits_per_coded_sample) {
 162     case 16:
 163 #if HAVE_BIGENDIAN
 164         bytestream2_get_buffer(&gb, dst16, blocks * s->block_size);
 165         dst16 += blocks * s->block_size / 2;
 166 #else
 167         samples = blocks * avctx->channels;
 168         do {
 169             *dst16++ = bytestream2_get_be16u(&gb);
 170         } while (--samples);
 171 #endif
 172         return dst16;
 173     case 20:
 174         do {
 175             for (i = s->groups_per_block; i; i--) {
 176                 dst32[0] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 177                 dst32[1] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 178                 dst32[2] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 179                 dst32[3] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 180                 t = bytestream2_get_byteu(&gb);
 181                 *dst32 += (t & 0xf0) << 8;
 182                 *dst32 += (t & 0x0f) << 12;
 183                 t = bytestream2_get_byteu(&gb);
 184                 *dst32 += (t & 0xf0) << 8;
 185                 *dst32 += (t & 0x0f) << 12;
 186             }
 187         } while (--blocks);
 188         return dst32;
 189     case 24:
 190         do {
 191             for (i = s->groups_per_block; i; i--) {
 192                 dst32[0] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 193                 dst32[1] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 194                 dst32[2] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 195                 dst32[3] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 196                 *dst32++ += bytestream2_get_byteu(&gb) << 8;
 197                 *dst32++ += bytestream2_get_byteu(&gb) << 8;
 198                 *dst32++ += bytestream2_get_byteu(&gb) << 8;
 199                 *dst32++ += bytestream2_get_byteu(&gb) << 8;
 200             }
 201         } while (--blocks);
 202         return dst32;
 203     default:
 204         return NULL;
 205     }
 206 }
 207
 208 static int pcm_dvd_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 209                                 int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
 210 {
 211     AVFrame *frame     = data;
 212     const uint8_t *src = avpkt->data;
 213     int buf_size       = avpkt->size;
 214     PCMDVDContext *s   = avctx->priv_data;
 215     int retval;
 216     int blocks;
 217     void *dst;
 218
 219     if (buf_size < 3) {
 220         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "PCM packet too small\n");
 221         return AVERROR_INVALIDDATA;
 222     }
 223
 224     if ((retval = pcm_dvd_parse_header(avctx, src)))
 225         return retval;
 226     if (s->last_block_size != s->block_size) {
 227         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "block_size has changed\n");
 228         s->extra_sample_count = 0;
 229     }
 230     s->last_block_size = s->block_size;
 231     src      += 3;
 232     buf_size -= 3;
 233
 234     blocks = (buf_size + s->extra_sample_count) / s->block_size;
 235
 236     /* get output buffer */
 237     frame->nb_samples = blocks * s->samples_per_block;
 238     if ((retval = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
 239         return retval;
 240     dst = frame->data[0];
 241
 242     /* consume leftover samples from last packet */
 243     if (s->extra_sample_count) {
 244         int missing_samples = s->block_size - s->extra_sample_count;
 245         if (buf_size >= missing_samples) {
 246             memcpy(s->extra_samples + s->extra_sample_count, src,
 247                    missing_samples);
 248             dst = pcm_dvd_decode_samples(avctx, s->extra_samples, dst, 1);
 249             src += missing_samples;
 250             buf_size -= missing_samples;
 251             s->extra_sample_count = 0;
 252             blocks--;
 253         } else {
 254             /* new packet still doesn't have enough samples */
 255             memcpy(s->extra_samples + s->extra_sample_count, src, buf_size);
 256             s->extra_sample_count += buf_size;
 257             return avpkt->size;
 258         }
 259     }
 260
 261     /* decode remaining complete samples */
 262     if (blocks) {
 263         pcm_dvd_decode_samples(avctx, src, dst, blocks);
 264         buf_size -= blocks * s->block_size;
 265     }
 266
 267     /* store leftover samples */
 268     if (buf_size) {
 269         src += blocks * s->block_size;
 270         memcpy(s->extra_samples, src, buf_size);
 271         s->extra_sample_count = buf_size;
 272     }
 273
 274     *got_frame_ptr = 1;
 275
 276     return avpkt->size;
 277 }
 278
 279 AVCodec ff_pcm_dvd_decoder = {
 280     .name           = "pcm_dvd",
 281     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("PCM signed 16|20|24-bit big-endian for DVD media"),
 282     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 283     .id             = AV_CODEC_ID_PCM_DVD,
 284     .priv_data_size = sizeof(PCMDVDContext),
 285     .init           = pcm_dvd_decode_init,
 286     .decode         = pcm_dvd_decode_frame,
 287     .close          = pcm_dvd_decode_uninit,
 288     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
 289     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) {
 290         AV_SAMPLE_FMT_S16, AV_SAMPLE_FMT_S32, AV_SAMPLE_FMT_NONE
 291     }
 292 };