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

   1 /*
   2  * LPCM codecs for PCM formats found in MPEG streams
   3  * Copyright (c) 2009 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  * PCM codecs for encodings found in MPEG streams (DVD/Blu-ray)
  25  */
  26
  27 #include "libavutil/audioconvert.h"
  28 #include "avcodec.h"
  29 #include "bytestream.h"
  30
  31 /*
  32  * Channel Mapping according to
  33  * Blu-ray Disc Read-Only Format Version 1
  34  * Part 3: Audio Visual Basic Specifications
  35  * mono     M1    X
  36  * stereo   L     R
  37  * 3/0      L     R    C    X
  38  * 2/1      L     R    S    X
  39  * 3/1      L     R    C    S
  40  * 2/2      L     R    LS   RS
  41  * 3/2      L     R    C    LS    RS    X
  42  * 3/2+lfe  L     R    C    LS    RS    lfe
  43  * 3/4      L     R    C    LS    Rls   Rrs  RS   X
  44  * 3/4+lfe  L     R    C    LS    Rls   Rrs  RS   lfe
  45  */
  46
  47 /**
  48  * Parse the header of a LPCM frame read from a MPEG-TS stream
  49  * @param avctx the codec context
  50  * @param header pointer to the first four bytes of the data packet
  51  */
  52 static int pcm_bluray_parse_header(AVCodecContext *avctx,
  53                                    const uint8_t *header)
  54 {
  55     static const uint8_t bits_per_samples[4] = { 0, 16, 20, 24 };
  56     static const uint32_t channel_layouts[16] = {
  57         0, AV_CH_LAYOUT_MONO, 0, AV_CH_LAYOUT_STEREO, AV_CH_LAYOUT_SURROUND,
  58         AV_CH_LAYOUT_2_1, AV_CH_LAYOUT_4POINT0, AV_CH_LAYOUT_2_2, AV_CH_LAYOUT_5POINT0,
  59         AV_CH_LAYOUT_5POINT1, AV_CH_LAYOUT_7POINT0, AV_CH_LAYOUT_7POINT1, 0, 0, 0, 0
  60     };
  61     static const uint8_t channels[16] = {
  62         0, 1, 0, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 6, 7, 8, 0, 0, 0, 0
  63     };
  64     uint8_t channel_layout = header[2] >> 4;
  65
  66     if (avctx->debug & FF_DEBUG_PICT_INFO)
  67         av_dlog(avctx, "pcm_bluray_parse_header: header = %02x%02x%02x%02x\n",
  68                 header[0], header[1], header[2], header[3]);
  69
  70     /* get the sample depth and derive the sample format from it */
  71     avctx->bits_per_coded_sample = bits_per_samples[header[3] >> 6];
  72     if (!avctx->bits_per_coded_sample) {
  73         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported sample depth (0)\n");
  74         return -1;
  75     }
  76     avctx->sample_fmt = avctx->bits_per_coded_sample == 16 ? AV_SAMPLE_FMT_S16 :
  77                                                              AV_SAMPLE_FMT_S32;
  78     if (avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_S32)
  79         avctx->bits_per_raw_sample = avctx->bits_per_coded_sample;
  80
  81     /* get the sample rate. Not all values are known or exist. */
  82     switch (header[2] & 0x0f) {
  83     case 1:
  84         avctx->sample_rate = 48000;
  85         break;
  86     case 4:
  87         avctx->sample_rate = 96000;
  88         break;
  89     case 5:
  90         avctx->sample_rate = 192000;
  91         break;
  92     default:
  93         avctx->sample_rate = 0;
  94         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported sample rate (%d)\n",
  95                header[2] & 0x0f);
  96         return -1;
  97     }
  98
  99     /*
 100      * get the channel number (and mapping). Not all values are known or exist.
 101      * It must be noted that the number of channels in the MPEG stream can
 102      * differ from the actual meaningful number, e.g. mono audio still has two
 103      * channels, one being empty.
 104      */
 105     avctx->channel_layout  = channel_layouts[channel_layout];
 106     avctx->channels        =        channels[channel_layout];
 107     if (!avctx->channels) {
 108         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported channel configuration (%d)\n",
 109                channel_layout);
 110         return -1;
 111     }
 112
 113     avctx->bit_rate = avctx->channels * avctx->sample_rate *
 114                       avctx->bits_per_coded_sample;
 115
 116     if (avctx->debug & FF_DEBUG_PICT_INFO)
 117         av_dlog(avctx,
 118                 "pcm_bluray_parse_header: %d channels, %d bits per sample, %d kHz, %d kbit\n",
 119                 avctx->channels, avctx->bits_per_coded_sample,
 120                 avctx->sample_rate, avctx->bit_rate);
 121     return 0;
 122 }
 123
 124 static int pcm_bluray_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 125                                    void *data,
 126                                    int *data_size,
 127                                    AVPacket *avpkt)
 128 {
 129     const uint8_t *src = avpkt->data;
 130     int buf_size = avpkt->size;
 131     int num_source_channels, channel, retval;
 132     int sample_size, samples, output_size;
 133     int16_t *dst16 = data;
 134     int32_t *dst32 = data;
 135
 136     if (buf_size < 4) {
 137         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "PCM packet too small\n");
 138         return -1;
 139     }
 140
 141     if (pcm_bluray_parse_header(avctx, src))
 142         return -1;
 143     src += 4;
 144     buf_size -= 4;
 145
 146     /* There's always an even number of channels in the source */
 147     num_source_channels = FFALIGN(avctx->channels, 2);
 148     sample_size = (num_source_channels * avctx->bits_per_coded_sample) >> 3;
 149     samples = buf_size / sample_size;
 150
 151     output_size = samples * avctx->channels *
 152                   (avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_S32 ? 4 : 2);
 153     if (output_size > *data_size) {
 154         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 155                "Insufficient output buffer space (%d bytes, needed %d bytes)\n",
 156                *data_size, output_size);
 157         return -1;
 158     }
 159     *data_size = output_size;
 160
 161     if (samples) {
 162         switch (avctx->channel_layout) {
 163             /* cases with same number of source and coded channels */
 164         case AV_CH_LAYOUT_STEREO:
 165         case AV_CH_LAYOUT_4POINT0:
 166         case AV_CH_LAYOUT_2_2:
 167             samples *= num_source_channels;
 168             if (AV_SAMPLE_FMT_S16 == avctx->sample_fmt) {
 169 #if HAVE_BIGENDIAN
 170                 memcpy(dst16, src, output_size);
 171 #else
 172                 do {
 173                     *dst16++ = bytestream_get_be16(&src);
 174                 } while (--samples);
 175 #endif
 176             } else {
 177                 do {
 178                     *dst32++ = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 179                 } while (--samples);
 180             }
 181             break;
 182         /* cases where number of source channels = coded channels + 1 */
 183         case AV_CH_LAYOUT_MONO:
 184         case AV_CH_LAYOUT_SURROUND:
 185         case AV_CH_LAYOUT_2_1:
 186         case AV_CH_LAYOUT_5POINT0:
 187             if (AV_SAMPLE_FMT_S16 == avctx->sample_fmt) {
 188                 do {
 189 #if HAVE_BIGENDIAN
 190                     memcpy(dst16, src, avctx->channels * 2);
 191                     dst16 += avctx->channels;
 192                     src += sample_size;
 193 #else
 194                     channel = avctx->channels;
 195                     do {
 196                         *dst16++ = bytestream_get_be16(&src);
 197                     } while (--channel);
 198                     src += 2;
 199 #endif
 200                 } while (--samples);
 201             } else {
 202                 do {
 203                     channel = avctx->channels;
 204                     do {
 205                         *dst32++ = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 206                     } while (--channel);
 207                     src += 3;
 208                 } while (--samples);
 209             }
 210             break;
 211             /* remapping: L, R, C, LBack, RBack, LF */
 212         case AV_CH_LAYOUT_5POINT1:
 213             if (AV_SAMPLE_FMT_S16 == avctx->sample_fmt) {
 214                 do {
 215                     dst16[0] = bytestream_get_be16(&src);
 216                     dst16[1] = bytestream_get_be16(&src);
 217                     dst16[2] = bytestream_get_be16(&src);
 218                     dst16[4] = bytestream_get_be16(&src);
 219                     dst16[5] = bytestream_get_be16(&src);
 220                     dst16[3] = bytestream_get_be16(&src);
 221                     dst16 += 6;
 222                 } while (--samples);
 223             } else {
 224                 do {
 225                     dst32[0] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 226                     dst32[1] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 227                     dst32[2] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 228                     dst32[4] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 229                     dst32[5] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 230                     dst32[3] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 231                     dst32 += 6;
 232                 } while (--samples);
 233             }
 234             break;
 235             /* remapping: L, R, C, LSide, LBack, RBack, RSide, <unused> */
 236         case AV_CH_LAYOUT_7POINT0:
 237             if (AV_SAMPLE_FMT_S16 == avctx->sample_fmt) {
 238                 do {
 239                     dst16[0] = bytestream_get_be16(&src);
 240                     dst16[1] = bytestream_get_be16(&src);
 241                     dst16[2] = bytestream_get_be16(&src);
 242                     dst16[5] = bytestream_get_be16(&src);
 243                     dst16[3] = bytestream_get_be16(&src);
 244                     dst16[4] = bytestream_get_be16(&src);
 245                     dst16[6] = bytestream_get_be16(&src);
 246                     dst16 += 7;
 247                     src += 2;
 248                 } while (--samples);
 249             } else {
 250                 do {
 251                     dst32[0] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 252                     dst32[1] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 253                     dst32[2] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 254                     dst32[5] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 255                     dst32[3] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 256                     dst32[4] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 257                     dst32[6] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 258                     dst32 += 7;
 259                     src += 3;
 260                 } while (--samples);
 261             }
 262             break;
 263             /* remapping: L, R, C, LSide, LBack, RBack, RSide, LF */
 264         case AV_CH_LAYOUT_7POINT1:
 265             if (AV_SAMPLE_FMT_S16 == avctx->sample_fmt) {
 266                 do {
 267                     dst16[0] = bytestream_get_be16(&src);
 268                     dst16[1] = bytestream_get_be16(&src);
 269                     dst16[2] = bytestream_get_be16(&src);
 270                     dst16[6] = bytestream_get_be16(&src);
 271                     dst16[4] = bytestream_get_be16(&src);
 272                     dst16[5] = bytestream_get_be16(&src);
 273                     dst16[7] = bytestream_get_be16(&src);
 274                     dst16[3] = bytestream_get_be16(&src);
 275                     dst16 += 8;
 276                 } while (--samples);
 277             } else {
 278                 do {
 279                     dst32[0] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 280                     dst32[1] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 281                     dst32[2] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 282                     dst32[6] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 283                     dst32[4] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 284                     dst32[5] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 285                     dst32[7] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 286                     dst32[3] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 287                     dst32 += 8;
 288                 } while (--samples);
 289             }
 290             break;
 291         }
 292     }
 293
 294     retval = src - avpkt->data;
 295     if (avctx->debug & FF_DEBUG_BITSTREAM)
 296         av_dlog(avctx, "pcm_bluray_decode_frame: decoded %d -> %d bytes\n",
 297                 retval, *data_size);
 298     return retval;
 299 }
 300
 301 AVCodec ff_pcm_bluray_decoder = {
 302     .name           = "pcm_bluray",
 303     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 304     .id             = CODEC_ID_PCM_BLURAY,
 305     .decode         = pcm_bluray_decode_frame,
 306     .sample_fmts = (const enum AVSampleFormat[]){AV_SAMPLE_FMT_S16, AV_SAMPLE_FMT_S32,
 307                                          AV_SAMPLE_FMT_NONE},
 308     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("PCM signed 16|20|24-bit big-endian for Blu-ray media"),
 309 };