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/channel_layout.h"
  28 #include "avcodec.h"
  29 #include "bytestream.h"
  30 #include "internal.h"
  31
  32 /*
  33  * Channel Mapping according to
  34  * Blu-ray Disc Read-Only Format Version 1
  35  * Part 3: Audio Visual Basic Specifications
  36  * mono     M1    X
  37  * stereo   L     R
  38  * 3/0      L     R    C    X
  39  * 2/1      L     R    S    X
  40  * 3/1      L     R    C    S
  41  * 2/2      L     R    LS   RS
  42  * 3/2      L     R    C    LS    RS    X
  43  * 3/2+lfe  L     R    C    LS    RS    lfe
  44  * 3/4      L     R    C    LS    Rls   Rrs  RS   X
  45  * 3/4+lfe  L     R    C    LS    Rls   Rrs  RS   lfe
  46  */
  47
  48 /**
  49  * Parse the header of a LPCM frame read from a MPEG-TS stream
  50  * @param avctx the codec context
  51  * @param header pointer to the first four bytes of the data packet
  52  */
  53 static int pcm_bluray_parse_header(AVCodecContext *avctx,
  54                                    const uint8_t *header)
  55 {
  56     static const uint8_t bits_per_samples[4] = { 0, 16, 20, 24 };
  57     static const uint32_t channel_layouts[16] = {
  58         0, AV_CH_LAYOUT_MONO, 0, AV_CH_LAYOUT_STEREO, AV_CH_LAYOUT_SURROUND,
  59         AV_CH_LAYOUT_2_1, AV_CH_LAYOUT_4POINT0, AV_CH_LAYOUT_2_2, AV_CH_LAYOUT_5POINT0,
  60         AV_CH_LAYOUT_5POINT1, AV_CH_LAYOUT_7POINT0, AV_CH_LAYOUT_7POINT1, 0, 0, 0, 0
  61     };
  62     static const uint8_t channels[16] = {
  63         0, 1, 0, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 6, 7, 8, 0, 0, 0, 0
  64     };
  65     uint8_t channel_layout = header[2] >> 4;
  66
  67     if (avctx->debug & FF_DEBUG_PICT_INFO)
  68         av_dlog(avctx, "pcm_bluray_parse_header: header = %02x%02x%02x%02x\n",
  69                 header[0], header[1], header[2], header[3]);
  70
  71     /* get the sample depth and derive the sample format from it */
  72     avctx->bits_per_coded_sample = bits_per_samples[header[3] >> 6];
  73     if (!(avctx->bits_per_coded_sample == 16 || avctx->bits_per_coded_sample == 24)) {
  74         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported sample depth (%d)\n", avctx->bits_per_coded_sample);
  75         return -1;
  76     }
  77     avctx->sample_fmt = avctx->bits_per_coded_sample == 16 ? AV_SAMPLE_FMT_S16 :
  78                                                              AV_SAMPLE_FMT_S32;
  79     if (avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_S32)
  80         avctx->bits_per_raw_sample = avctx->bits_per_coded_sample;
  81
  82     /* get the sample rate. Not all values are used. */
  83     switch (header[2] & 0x0f) {
  84     case 1:
  85         avctx->sample_rate = 48000;
  86         break;
  87     case 4:
  88         avctx->sample_rate = 96000;
  89         break;
  90     case 5:
  91         avctx->sample_rate = 192000;
  92         break;
  93     default:
  94         avctx->sample_rate = 0;
  95         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "reserved sample rate (%d)\n",
  96                header[2] & 0x0f);
  97         return -1;
  98     }
  99
 100     /*
 101      * get the channel number (and mapping). Not all values are used.
 102      * It must be noted that the number of channels in the MPEG stream can
 103      * differ from the actual meaningful number, e.g. mono audio still has two
 104      * channels, one being empty.
 105      */
 106     avctx->channel_layout  = channel_layouts[channel_layout];
 107     avctx->channels        =        channels[channel_layout];
 108     if (!avctx->channels) {
 109         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "reserved channel configuration (%d)\n",
 110                channel_layout);
 111         return -1;
 112     }
 113
 114     avctx->bit_rate = FFALIGN(avctx->channels, 2) * avctx->sample_rate *
 115                       avctx->bits_per_coded_sample;
 116
 117     if (avctx->debug & FF_DEBUG_PICT_INFO)
 118         av_dlog(avctx,
 119                 "pcm_bluray_parse_header: %d channels, %d bits per sample, %d Hz, %d bit/s\n",
 120                 avctx->channels, avctx->bits_per_coded_sample,
 121                 avctx->sample_rate, avctx->bit_rate);
 122     return 0;
 123 }
 124
 125 static int pcm_bluray_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 126                                    int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
 127 {
 128     AVFrame *frame     = data;
 129     const uint8_t *src = avpkt->data;
 130     int buf_size = avpkt->size;
 131     GetByteContext gb;
 132     int num_source_channels, channel, retval;
 133     int sample_size, samples;
 134     int16_t *dst16;
 135     int32_t *dst32;
 136
 137     if (buf_size < 4) {
 138         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "PCM packet too small\n");
 139         return -1;
 140     }
 141
 142     if (pcm_bluray_parse_header(avctx, src))
 143         return -1;
 144     src += 4;
 145     buf_size -= 4;
 146
 147     bytestream2_init(&gb, src, buf_size);
 148
 149     /* There's always an even number of channels in the source */
 150     num_source_channels = FFALIGN(avctx->channels, 2);
 151     sample_size = (num_source_channels * (avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_S16 ? 16 : 24)) >> 3;
 152     samples = buf_size / sample_size;
 153
 154     /* get output buffer */
 155     frame->nb_samples = samples;
 156     if ((retval = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
 157         return retval;
 158     dst16 = (int16_t *)frame->data[0];
 159     dst32 = (int32_t *)frame->data[0];
 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                 bytestream2_get_buffer(&gb, dst16, buf_size);
 171 #else
 172                 do {
 173                     *dst16++ = bytestream2_get_be16u(&gb);
 174                 } while (--samples);
 175 #endif
 176             } else {
 177                 do {
 178                     *dst32++ = bytestream2_get_be24u(&gb) << 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                     bytestream2_get_buffer(&gb, dst16, avctx->channels * 2);
 191                     dst16 += avctx->channels;
 192 #else
 193                     channel = avctx->channels;
 194                     do {
 195                         *dst16++ = bytestream2_get_be16u(&gb);
 196                     } while (--channel);
 197 #endif
 198                     bytestream2_skip(&gb, 2);
 199                 } while (--samples);
 200             } else {
 201                 do {
 202                     channel = avctx->channels;
 203                     do {
 204                         *dst32++ = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
 205                     } while (--channel);
 206                     bytestream2_skip(&gb, 3);
 207                 } while (--samples);
 208             }
 209             break;
 210             /* remapping: L, R, C, LBack, RBack, LF */
 211         case AV_CH_LAYOUT_5POINT1:
 212             if (AV_SAMPLE_FMT_S16 == avctx->sample_fmt) {
 213                 do {
 214                     dst16[0] = bytestream2_get_be16u(&gb);
 215                     dst16[1] = bytestream2_get_be16u(&gb);
 216                     dst16[2] = bytestream2_get_be16u(&gb);
 217                     dst16[4] = bytestream2_get_be16u(&gb);
 218                     dst16[5] = bytestream2_get_be16u(&gb);
 219                     dst16[3] = bytestream2_get_be16u(&gb);
 220                     dst16 += 6;
 221                 } while (--samples);
 222             } else {
 223                 do {
 224                     dst32[0] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
 225                     dst32[1] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
 226                     dst32[2] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
 227                     dst32[4] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
 228                     dst32[5] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
 229                     dst32[3] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
 230                     dst32 += 6;
 231                 } while (--samples);
 232             }
 233             break;
 234             /* remapping: L, R, C, LSide, LBack, RBack, RSide, <unused> */
 235         case AV_CH_LAYOUT_7POINT0:
 236             if (AV_SAMPLE_FMT_S16 == avctx->sample_fmt) {
 237                 do {
 238                     dst16[0] = bytestream2_get_be16u(&gb);
 239                     dst16[1] = bytestream2_get_be16u(&gb);
 240                     dst16[2] = bytestream2_get_be16u(&gb);
 241                     dst16[5] = bytestream2_get_be16u(&gb);
 242                     dst16[3] = bytestream2_get_be16u(&gb);
 243                     dst16[4] = bytestream2_get_be16u(&gb);
 244                     dst16[6] = bytestream2_get_be16u(&gb);
 245                     dst16 += 7;
 246                     bytestream2_skip(&gb, 2);
 247                 } while (--samples);
 248             } else {
 249                 do {
 250                     dst32[0] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
 251                     dst32[1] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
 252                     dst32[2] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
 253                     dst32[5] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
 254                     dst32[3] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
 255                     dst32[4] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
 256                     dst32[6] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
 257                     dst32 += 7;
 258                     bytestream2_skip(&gb, 3);
 259                 } while (--samples);
 260             }
 261             break;
 262             /* remapping: L, R, C, LSide, LBack, RBack, RSide, LF */
 263         case AV_CH_LAYOUT_7POINT1:
 264             if (AV_SAMPLE_FMT_S16 == avctx->sample_fmt) {
 265                 do {
 266                     dst16[0] = bytestream2_get_be16u(&gb);
 267                     dst16[1] = bytestream2_get_be16u(&gb);
 268                     dst16[2] = bytestream2_get_be16u(&gb);
 269                     dst16[6] = bytestream2_get_be16u(&gb);
 270                     dst16[4] = bytestream2_get_be16u(&gb);
 271                     dst16[5] = bytestream2_get_be16u(&gb);
 272                     dst16[7] = bytestream2_get_be16u(&gb);
 273                     dst16[3] = bytestream2_get_be16u(&gb);
 274                     dst16 += 8;
 275                 } while (--samples);
 276             } else {
 277                 do {
 278                     dst32[0] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
 279                     dst32[1] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
 280                     dst32[2] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
 281                     dst32[6] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
 282                     dst32[4] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
 283                     dst32[5] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
 284                     dst32[7] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
 285                     dst32[3] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
 286                     dst32 += 8;
 287                 } while (--samples);
 288             }
 289             break;
 290         }
 291     }
 292
 293     *got_frame_ptr = 1;
 294
 295     retval = bytestream2_tell(&gb);
 296     if (avctx->debug & FF_DEBUG_BITSTREAM)
 297         av_dlog(avctx, "pcm_bluray_decode_frame: decoded %d -> %d bytes\n",
 298                 retval, buf_size);
 299     return retval + 4;
 300 }
 301
 302 AVCodec ff_pcm_bluray_decoder = {
 303     .name           = "pcm_bluray",
 304     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 305     .id             = AV_CODEC_ID_PCM_BLURAY,
 306     .decode         = pcm_bluray_decode_frame,
 307     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
 308     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]){
 309         AV_SAMPLE_FMT_S16, AV_SAMPLE_FMT_S32, AV_SAMPLE_FMT_NONE
 310     },
 311     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("PCM signed 16|20|24-bit big-endian for Blu-ray media"),
 312 };