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 libavcodec/pcm-mpeg.c
  24  * PCM codecs for encodings found in MPEG streams (DVD/Blu-ray)
  25  */
  26
  27 #include "avcodec.h"
  28 #include "bytestream.h"
  29
  30 /*
  31  * Channel Mapping according to
  32  * Blu-ray Disc Read-Only Format Version 1
  33  * Part 3: Audio Visual Basic Specifications
  34  * mono     M1    X
  35  * stereo   L     R
  36  * 3/0      L     R    C    X
  37  * 2/1      L     R    S    X
  38  * 3/1      L     R    C    S
  39  * 2/2      L     R    LS   RS
  40  * 3/2      L     R    C    LS    RS    X
  41  * 3/2+lfe  L     R    C    LS    RS    lfe
  42  * 3/4      L     R    C    LS    Rls   Rrs  RS   X
  43  * 3/4+lfe  L     R    C    LS    Rls   Rrs  RS   lfe
  44  */
  45
  46 /**
  47  * Parse the header of a LPCM frame read from a MPEG-TS stream
  48  * @param avctx the codec context
  49  * @param header pointer to the first four bytes of the data packet
  50  */
  51 static int pcm_bluray_parse_header(AVCodecContext *avctx,
  52                                    const uint8_t *header)
  53 {
  54     static const uint8_t bits_per_samples[4] = { 0, 16, 20, 24 };
  55     static const uint32_t channel_layouts[16] = {
  56         0, CH_LAYOUT_MONO, 0, CH_LAYOUT_STEREO, CH_LAYOUT_SURROUND,
  57         CH_LAYOUT_2_1, CH_LAYOUT_4POINT0, CH_LAYOUT_2_2, CH_LAYOUT_5POINT0,
  58         CH_LAYOUT_5POINT1, CH_LAYOUT_7POINT0, CH_LAYOUT_7POINT1, 0, 0, 0, 0
  59     };
  60     static const uint8_t channels[16] = {
  61         0, 1, 0, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 6, 7, 8, 0, 0, 0, 0
  62     };
  63     uint8_t channel_layout = header[2] >> 4;
  64
  65     if (avctx->debug & FF_DEBUG_PICT_INFO)
  66         dprintf(avctx, "pcm_bluray_parse_header: header = %02x%02x%02x%02x\n",
  67                 header[0], header[1], header[2], header[3]);
  68
  69     /* get the sample depth and derive the sample format from it */
  70     avctx->bits_per_coded_sample = bits_per_samples[header[3] >> 6];
  71     if (!avctx->bits_per_coded_sample) {
  72         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported sample depth (0)\n");
  73         return -1;
  74     }
  75     avctx->sample_fmt = avctx->bits_per_coded_sample == 16 ? SAMPLE_FMT_S16 :
  76                                                              SAMPLE_FMT_S32;
  77
  78     /* get the sample rate. Not all values are known or exist. */
  79     switch (header[2] & 0x0f) {
  80     case 1:
  81         avctx->sample_rate = 48000;
  82         break;
  83     case 4:
  84         avctx->sample_rate = 96000;
  85         break;
  86     case 5:
  87         avctx->sample_rate = 192000;
  88         break;
  89     default:
  90         avctx->sample_rate = 0;
  91         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported sample rate (%d)\n",
  92                header[2] & 0x0f);
  93         return -1;
  94     }
  95
  96     /*
  97      * get the channel number (and mapping). Not all values are known or exist.
  98      * It must be noted that the number of channels in the MPEG stream can
  99      * differ from the actual meaningful number, e.g. mono audio still has two
 100      * channels, one being empty.
 101      */
 102     avctx->channel_layout  = channel_layouts[channel_layout];
 103     avctx->channels        =        channels[channel_layout];
 104     if (!avctx->channels) {
 105         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported channel configuration (%d)\n",
 106                channel_layout);
 107         return -1;
 108     }
 109
 110     avctx->bit_rate = avctx->channels * avctx->sample_rate *
 111                       avctx->bits_per_coded_sample;
 112
 113     if (avctx->debug & FF_DEBUG_PICT_INFO)
 114         dprintf(avctx,
 115                 "pcm_bluray_parse_header: %d channels, %d bits per sample, %d kHz, %d kbit\n",
 116                 avctx->channels, avctx->bits_per_coded_sample,
 117                 avctx->sample_rate, avctx->bit_rate);
 118     return 0;
 119 }
 120
 121 static int pcm_bluray_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 122                                    void *data,
 123                                    int *data_size,
 124                                    AVPacket *avpkt)
 125 {
 126     const uint8_t *src = avpkt->data;
 127     int buf_size = avpkt->size;
 128     int num_source_channels, channel, retval;
 129     int sample_size, samples, output_size;
 130     int16_t *dst16 = data;
 131     int32_t *dst32 = data;
 132
 133     if (buf_size < 4) {
 134         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "PCM packet too small\n");
 135         return -1;
 136     }
 137
 138     if (pcm_bluray_parse_header(avctx, src))
 139         return -1;
 140     src += 4;
 141     buf_size -= 4;
 142
 143     /* There's always an even number of channels in the source */
 144     num_source_channels = FFALIGN(avctx->channels, 2);
 145     sample_size = (num_source_channels * avctx->bits_per_coded_sample) >> 3;
 146     samples = buf_size / sample_size;
 147
 148     if (avctx->debug & FF_DEBUG_BITSTREAM)
 149         dprintf(avctx,
 150                 "pcm_bluray_decode_frame: c: %d sc: %d s: %d in: %d ds: %d\n",
 151                 avctx->channels, num_source_channels, num_samples, buf_size,
 152                 *data_size);
 153
 154     output_size = samples * avctx->channels *
 155                   (avctx->sample_fmt == SAMPLE_FMT_S32 ? 4 : 2);
 156     if (output_size > *data_size) {
 157         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 158                "Insufficient output buffer space (%d bytes, needed %d bytes)\n",
 159                *data_size, output_size);
 160         return -1;
 161     }
 162     *data_size = output_size;
 163
 164     if (samples) {
 165         switch (avctx->channel_layout) {
 166             /* cases with same number of source and coded channels */
 167         case CH_LAYOUT_STEREO:
 168         case CH_LAYOUT_4POINT0:
 169         case CH_LAYOUT_2_2:
 170             samples *= num_source_channels;
 171             if (SAMPLE_FMT_S16 == avctx->sample_fmt) {
 172 #if HAVE_BIGENDIAN
 173                 memcpy(dst16, src, output_size);
 174 #else
 175                 do {
 176                     *dst16++ = bytestream_get_be16(&src);
 177                 } while (--samples);
 178 #endif
 179             } else {
 180                 do {
 181                     *dst32++ = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 182                 } while (--samples);
 183             }
 184             break;
 185         /* cases where number of source channels = coded channels + 1 */
 186         case CH_LAYOUT_MONO:
 187         case CH_LAYOUT_SURROUND:
 188         case CH_LAYOUT_2_1:
 189         case CH_LAYOUT_5POINT0:
 190             if (SAMPLE_FMT_S16 == avctx->sample_fmt) {
 191                 do {
 192 #if HAVE_BIGENDIAN
 193                     memcpy(dst16, src, avctx->channels * 2);
 194                     dst16 += avctx->channels;
 195                     src += sample_size;
 196 #else
 197                     channel = avctx->channels;
 198                     do {
 199                         *dst16++ = bytestream_get_be16(&src);
 200                     } while (--channel);
 201                     src += 2;
 202 #endif
 203                 } while (--samples);
 204             } else {
 205                 do {
 206                     channel = avctx->channels;
 207                     do {
 208                         *dst32++ = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 209                     } while (--channel);
 210                     src += 3;
 211                 } while (--samples);
 212             }
 213             break;
 214             /* remapping: L, R, C, LBack, RBack, LF */
 215         case CH_LAYOUT_5POINT1:
 216             if (SAMPLE_FMT_S16 == avctx->sample_fmt) {
 217                 do {
 218                     dst16[0] = bytestream_get_be16(&src);
 219                     dst16[1] = bytestream_get_be16(&src);
 220                     dst16[2] = bytestream_get_be16(&src);
 221                     dst16[4] = bytestream_get_be16(&src);
 222                     dst16[5] = bytestream_get_be16(&src);
 223                     dst16[3] = bytestream_get_be16(&src);
 224                     dst16 += 6;
 225                 } while (--samples);
 226             } else {
 227                 do {
 228                     dst32[0] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 229                     dst32[1] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 230                     dst32[2] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 231                     dst32[4] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 232                     dst32[5] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 233                     dst32[3] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 234                     dst32 += 6;
 235                 } while (--samples);
 236             }
 237             break;
 238             /* remapping: L, R, C, LSide, LBack, RBack, RSide, <unused> */
 239         case CH_LAYOUT_7POINT0:
 240             if (SAMPLE_FMT_S16 == avctx->sample_fmt) {
 241                 do {
 242                     dst16[0] = bytestream_get_be16(&src);
 243                     dst16[1] = bytestream_get_be16(&src);
 244                     dst16[2] = bytestream_get_be16(&src);
 245                     dst16[5] = bytestream_get_be16(&src);
 246                     dst16[3] = bytestream_get_be16(&src);
 247                     dst16[4] = bytestream_get_be16(&src);
 248                     dst16[6] = bytestream_get_be16(&src);
 249                     dst16 += 7;
 250                     src += 2;
 251                 } while (--samples);
 252             } else {
 253                 do {
 254                     dst32[0] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 255                     dst32[1] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 256                     dst32[2] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 257                     dst32[5] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 258                     dst32[3] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 259                     dst32[4] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 260                     dst32[6] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 261                     dst32 += 7;
 262                     src += 3;
 263                 } while (--samples);
 264             }
 265             break;
 266             /* remapping: L, R, C, LSide, LBack, RBack, RSide, LF */
 267         case CH_LAYOUT_7POINT1:
 268             if (SAMPLE_FMT_S16 == avctx->sample_fmt) {
 269                 do {
 270                     dst16[0] = bytestream_get_be16(&src);
 271                     dst16[1] = bytestream_get_be16(&src);
 272                     dst16[2] = bytestream_get_be16(&src);
 273                     dst16[6] = bytestream_get_be16(&src);
 274                     dst16[4] = bytestream_get_be16(&src);
 275                     dst16[5] = bytestream_get_be16(&src);
 276                     dst16[7] = bytestream_get_be16(&src);
 277                     dst16[3] = bytestream_get_be16(&src);
 278                     dst16 += 8;
 279                 } while (--samples);
 280             } else {
 281                 do {
 282                     dst32[0] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 283                     dst32[1] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 284                     dst32[2] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 285                     dst32[6] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 286                     dst32[4] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 287                     dst32[5] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 288                     dst32[7] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 289                     dst32[3] = bytestream_get_be24(&src) << 8;
 290                     dst32 += 8;
 291                 } while (--samples);
 292             }
 293             break;
 294         }
 295     }
 296
 297     retval = src - avpkt->data;
 298     if (avctx->debug & FF_DEBUG_BITSTREAM)
 299         dprintf(avctx, "pcm_bluray_decode_frame: decoded %d -> %d bytes\n",
 300                 retval, *data_size);
 301     return retval;
 302 }
 303
 304 AVCodec pcm_bluray_decoder = {
 305     "pcm_bluray",
 306     CODEC_TYPE_AUDIO,
 307     CODEC_ID_PCM_BLURAY,
 308     0,
 309     NULL,
 310     NULL,
 311     NULL,
 312     pcm_bluray_decode_frame,
 313     .sample_fmts = (enum SampleFormat[]){SAMPLE_FMT_S16, SAMPLE_FMT_S32,
 314                                          SAMPLE_FMT_NONE},
 315     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("PCM signed 16|20|24-bit big-endian for Blu-ray media"),
 316 };