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 20/24bit 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
  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     av_freep(&s->extra_samples);
  59
  60     return 0;
  61 }
  62
  63 static int pcm_dvd_parse_header(AVCodecContext *avctx, const uint8_t *header)
  64 {
  65     /* no traces of 44100 and 32000Hz in any commercial software or player */
  66     static const uint32_t frequencies[4] = { 48000, 96000, 44100, 32000 };
  67     PCMDVDContext *s = avctx->priv_data;
  68     int header_int = (header[0] & 0xe0) | (header[1] << 8) | (header[2] << 16);
  69
  70     /* early exit if the header didn't change apart from the frame number */
  71     if (s->last_header == header_int)
  72         return 0;
  73
  74     if (avctx->debug & FF_DEBUG_PICT_INFO)
  75         av_dlog(avctx, "pcm_dvd_parse_header: header = %02x%02x%02x\n",
  76                 header[0], header[1], header[2]);
  77     /*
  78      * header[0] emphasis (1), muse(1), reserved(1), frame number(5)
  79      * header[1] quant (2), freq(2), reserved(1), channels(3)
  80      * header[2] dynamic range control (0x80 = off)
  81      */
  82
  83     /* Discard potentially existing leftover samples from old channel layout */
  84     s->extra_sample_count = 0;
  85
  86     /* get the sample depth and derive the sample format from it */
  87     avctx->bits_per_coded_sample = 16 + (header[1] >> 6 & 3) * 4;
  88     if (avctx->bits_per_coded_sample == 28) {
  89         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
  90                "PCM DVD unsupported sample depth %i\n",
  91                avctx->bits_per_coded_sample);
  92         return AVERROR_INVALIDDATA;
  93     }
  94     avctx->sample_fmt = avctx->bits_per_coded_sample == 16 ? AV_SAMPLE_FMT_S16
  95                                                            : AV_SAMPLE_FMT_S32;
  96     avctx->bits_per_raw_sample = avctx->bits_per_coded_sample;
  97
  98     /* get the sample rate */
  99     avctx->sample_rate = frequencies[header[1] >> 4 & 3];
 100
 101     /* get the number of channels */
 102     avctx->channels = 1 + (header[1] & 7);
 103     /* calculate the bitrate */
 104     avctx->bit_rate = avctx->channels *
 105                       avctx->sample_rate *
 106                       avctx->bits_per_coded_sample;
 107
 108     /* 4 samples form a group in 20/24bit PCM on DVD Video.
 109      * A block is formed by the number of groups that are
 110      * needed to complete a set of samples for each channel. */
 111     if (avctx->bits_per_coded_sample == 16) {
 112         s->samples_per_block = 1;
 113         s->block_size        = avctx->channels * 2;
 114     } else {
 115         switch (avctx->channels) {
 116         case 1:
 117         case 2:
 118         case 4:
 119             /* one group has all the samples needed */
 120             s->block_size        = 4 * avctx->bits_per_coded_sample / 8;
 121             s->samples_per_block = 4 / avctx->channels;
 122             s->groups_per_block  = 1;
 123             break;
 124         case 8:
 125             /* two groups have all the samples needed */
 126             s->block_size        = 8 * avctx->bits_per_coded_sample / 8;
 127             s->samples_per_block = 1;
 128             s->groups_per_block  = 2;
 129             break;
 130         default:
 131             /* need avctx->channels groups */
 132             s->block_size        = 4 * avctx->channels *
 133                                    avctx->bits_per_coded_sample / 8;
 134             s->samples_per_block = 4;
 135             s->groups_per_block  = avctx->channels;
 136             break;
 137         }
 138     }
 139
 140     if (avctx->debug & FF_DEBUG_PICT_INFO)
 141         av_dlog(avctx,
 142                 "pcm_dvd_parse_header: %d channels, %d bits per sample, %d Hz, %d bit/s\n",
 143                 avctx->channels, avctx->bits_per_coded_sample,
 144                 avctx->sample_rate, avctx->bit_rate);
 145
 146     s->last_header = header_int;
 147
 148     return 0;
 149 }
 150
 151 static void *pcm_dvd_decode_samples(AVCodecContext *avctx, const uint8_t *src,
 152                                     void *dst, int blocks)
 153 {
 154     PCMDVDContext *s = avctx->priv_data;
 155     int16_t *dst16   = dst;
 156     int32_t *dst32   = dst;
 157     GetByteContext gb;
 158     int i;
 159     uint8_t t;
 160     int samples;
 161
 162     bytestream2_init(&gb, src, blocks * s->block_size);
 163     switch (avctx->bits_per_coded_sample) {
 164     case 16:
 165 #if HAVE_BIGENDIAN
 166         bytestream2_get_buffer(&gb, dst16, blocks * s->block_size);
 167         dst16 += blocks * s->block_size / 2;
 168 #else
 169         samples = blocks * avctx->channels;
 170         do {
 171             *dst16++ = bytestream2_get_be16u(&gb);
 172         } while (--samples);
 173 #endif
 174         return dst16;
 175     case 20:
 176         if (avctx->channels == 1) {
 177             do {
 178                 for (i = 2; i; i--) {
 179                     dst32[0] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 180                     dst32[1] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 181                     t = bytestream2_get_byteu(&gb);
 182                     *dst32++ += (t & 0xf0) << 8;
 183                     *dst32++ += (t & 0x0f) << 12;
 184                 }
 185             } while (--blocks);
 186         } else {
 187         do {
 188             for (i = s->groups_per_block; i; i--) {
 189                 dst32[0] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 190                 dst32[1] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 191                 dst32[2] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 192                 dst32[3] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 193                 t = bytestream2_get_byteu(&gb);
 194                 *dst32++ += (t & 0xf0) << 8;
 195                 *dst32++ += (t & 0x0f) << 12;
 196                 t = bytestream2_get_byteu(&gb);
 197                 *dst32++ += (t & 0xf0) << 8;
 198                 *dst32++ += (t & 0x0f) << 12;
 199             }
 200         } while (--blocks);
 201         }
 202         return dst32;
 203     case 24:
 204         if (avctx->channels == 1) {
 205             do {
 206                 for (i = 2; i; i--) {
 207                     dst32[0] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 208                     dst32[1] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 209                     *dst32++ += bytestream2_get_byteu(&gb) << 8;
 210                     *dst32++ += bytestream2_get_byteu(&gb) << 8;
 211                 }
 212             } while (--blocks);
 213         } else {
 214         do {
 215             for (i = s->groups_per_block; i; i--) {
 216                 dst32[0] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 217                 dst32[1] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 218                 dst32[2] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 219                 dst32[3] = bytestream2_get_be16u(&gb) << 16;
 220                 *dst32++ += bytestream2_get_byteu(&gb) << 8;
 221                 *dst32++ += bytestream2_get_byteu(&gb) << 8;
 222                 *dst32++ += bytestream2_get_byteu(&gb) << 8;
 223                 *dst32++ += bytestream2_get_byteu(&gb) << 8;
 224             }
 225         } while (--blocks);
 226         }
 227         return dst32;
 228     default:
 229         return NULL;
 230     }
 231 }
 232
 233 static int pcm_dvd_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 234                                 int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
 235 {
 236     AVFrame *frame     = data;
 237     const uint8_t *src = avpkt->data;
 238     int buf_size       = avpkt->size;
 239     PCMDVDContext *s   = avctx->priv_data;
 240     int retval;
 241     int blocks;
 242     void *dst;
 243
 244     if (buf_size < 3) {
 245         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "PCM packet too small\n");
 246         return AVERROR_INVALIDDATA;
 247     }
 248
 249     if ((retval = pcm_dvd_parse_header(avctx, src)))
 250         return retval;
 251     if (s->last_block_size && s->last_block_size != s->block_size) {
 252         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "block_size has changed %d != %d\n", s->last_block_size, s->block_size);
 253         s->extra_sample_count = 0;
 254     }
 255     s->last_block_size = s->block_size;
 256     src      += 3;
 257     buf_size -= 3;
 258
 259     blocks = (buf_size + s->extra_sample_count) / s->block_size;
 260
 261     /* get output buffer */
 262     frame->nb_samples = blocks * s->samples_per_block;
 263     if ((retval = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
 264         return retval;
 265     dst = frame->data[0];
 266
 267     /* consume leftover samples from last packet */
 268     if (s->extra_sample_count) {
 269         int missing_samples = s->block_size - s->extra_sample_count;
 270         if (buf_size >= missing_samples) {
 271             memcpy(s->extra_samples + s->extra_sample_count, src,
 272                    missing_samples);
 273             dst = pcm_dvd_decode_samples(avctx, s->extra_samples, dst, 1);
 274             src += missing_samples;
 275             buf_size -= missing_samples;
 276             s->extra_sample_count = 0;
 277             blocks--;
 278         } else {
 279             /* new packet still doesn't have enough samples */
 280             memcpy(s->extra_samples + s->extra_sample_count, src, buf_size);
 281             s->extra_sample_count += buf_size;
 282             return avpkt->size;
 283         }
 284     }
 285
 286     /* decode remaining complete samples */
 287     if (blocks) {
 288         pcm_dvd_decode_samples(avctx, src, dst, blocks);
 289         buf_size -= blocks * s->block_size;
 290     }
 291
 292     /* store leftover samples */
 293     if (buf_size) {
 294         src += blocks * s->block_size;
 295         memcpy(s->extra_samples, src, buf_size);
 296         s->extra_sample_count = buf_size;
 297     }
 298
 299     *got_frame_ptr = 1;
 300
 301     return avpkt->size;
 302 }
 303
 304 AVCodec ff_pcm_dvd_decoder = {
 305     .name           = "pcm_dvd",
 306     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("PCM signed 16|20|24-bit big-endian for DVD media"),
 307     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 308     .id             = AV_CODEC_ID_PCM_DVD,
 309     .priv_data_size = sizeof(PCMDVDContext),
 310     .init           = pcm_dvd_decode_init,
 311     .decode         = pcm_dvd_decode_frame,
 312     .close          = pcm_dvd_decode_uninit,
 313     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
 314     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) {
 315         AV_SAMPLE_FMT_S16, AV_SAMPLE_FMT_S32, AV_SAMPLE_FMT_NONE
 316     }
 317 };