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

   1 /*
   2  * PCM codecs
   3  * Copyright (c) 2001 Fabrice Bellard.
   4  *
   5  * This library is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   7  * License as published by the Free Software Foundation; either
   8  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13  * Lesser General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  16  * License along with this library; if not, write to the Free Software
  17  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  18  */
  19
  20 /**
  21  * @file pcm.c
  22  * PCM codecs
  23  */
  24
  25 #include "avcodec.h"
  26
  27 /* from g711.c by SUN microsystems (unrestricted use) */
  28
  29 #define SIGN_BIT        (0x80)          /* Sign bit for a A-law byte. */
  30 #define QUANT_MASK      (0xf)           /* Quantization field mask. */
  31 #define NSEGS           (8)             /* Number of A-law segments. */
  32 #define SEG_SHIFT       (4)             /* Left shift for segment number. */
  33 #define SEG_MASK        (0x70)          /* Segment field mask. */
  34
  35 #define BIAS            (0x84)          /* Bias for linear code. */
  36
  37 /*
  38  * alaw2linear() - Convert an A-law value to 16-bit linear PCM
  39  *
  40  */
  41 static int alaw2linear(unsigned char    a_val)
  42 {
  43         int             t;
  44         int             seg;
  45
  46         a_val ^= 0x55;
  47
  48         t = a_val & QUANT_MASK;
  49         seg = ((unsigned)a_val & SEG_MASK) >> SEG_SHIFT;
  50         if(seg) t= (t + t + 1 + 32) << (seg + 2);
  51         else    t= (t + t + 1     ) << 3;
  52
  53         return ((a_val & SIGN_BIT) ? t : -t);
  54 }
  55
  56 static int ulaw2linear(unsigned char    u_val)
  57 {
  58         int             t;
  59
  60         /* Complement to obtain normal u-law value. */
  61         u_val = ~u_val;
  62
  63         /*
  64          * Extract and bias the quantization bits. Then
  65          * shift up by the segment number and subtract out the bias.
  66          */
  67         t = ((u_val & QUANT_MASK) << 3) + BIAS;
  68         t <<= ((unsigned)u_val & SEG_MASK) >> SEG_SHIFT;
  69
  70         return ((u_val & SIGN_BIT) ? (BIAS - t) : (t - BIAS));
  71 }
  72
  73 /* 16384 entries per table */
  74 static uint8_t *linear_to_alaw = NULL;
  75 static int linear_to_alaw_ref = 0;
  76
  77 static uint8_t *linear_to_ulaw = NULL;
  78 static int linear_to_ulaw_ref = 0;
  79
  80 static void build_xlaw_table(uint8_t *linear_to_xlaw,
  81                              int (*xlaw2linear)(unsigned char),
  82                              int mask)
  83 {
  84     int i, j, v, v1, v2;
  85
  86     j = 0;
  87     for(i=0;i<128;i++) {
  88         if (i != 127) {
  89             v1 = xlaw2linear(i ^ mask);
  90             v2 = xlaw2linear((i + 1) ^ mask);
  91             v = (v1 + v2 + 4) >> 3;
  92         } else {
  93             v = 8192;
  94         }
  95         for(;j<v;j++) {
  96             linear_to_xlaw[8192 + j] = (i ^ mask);
  97             if (j > 0)
  98                 linear_to_xlaw[8192 - j] = (i ^ (mask ^ 0x80));
  99         }
 100     }
 101     linear_to_xlaw[0] = linear_to_xlaw[1];
 102 }
 103
 104 static int pcm_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 105 {
 106     avctx->frame_size = 1;
 107     switch(avctx->codec->id) {
 108     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
 109         if (linear_to_alaw_ref == 0) {
 110             linear_to_alaw = av_malloc(16384);
 111             if (!linear_to_alaw)
 112                 return -1;
 113             build_xlaw_table(linear_to_alaw, alaw2linear, 0xd5);
 114         }
 115         linear_to_alaw_ref++;
 116         break;
 117     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
 118         if (linear_to_ulaw_ref == 0) {
 119             linear_to_ulaw = av_malloc(16384);
 120             if (!linear_to_ulaw)
 121                 return -1;
 122             build_xlaw_table(linear_to_ulaw, ulaw2linear, 0xff);
 123         }
 124         linear_to_ulaw_ref++;
 125         break;
 126     default:
 127         break;
 128     }
 129
 130     avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
 131     avctx->coded_frame->key_frame= 1;
 132
 133     return 0;
 134 }
 135
 136 static int pcm_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 137 {
 138     av_freep(&avctx->coded_frame);
 139
 140     switch(avctx->codec->id) {
 141     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
 142         if (--linear_to_alaw_ref == 0)
 143             av_free(linear_to_alaw);
 144         break;
 145     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
 146         if (--linear_to_ulaw_ref == 0)
 147             av_free(linear_to_ulaw);
 148         break;
 149     default:
 150         /* nothing to free */
 151         break;
 152     }
 153     return 0;
 154 }
 155
 156 static int pcm_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
 157                             unsigned char *frame, int buf_size, void *data)
 158 {
 159     int n, sample_size, v;
 160     short *samples;
 161     unsigned char *dst;
 162
 163     switch(avctx->codec->id) {
 164     case CODEC_ID_PCM_S16LE:
 165     case CODEC_ID_PCM_S16BE:
 166     case CODEC_ID_PCM_U16LE:
 167     case CODEC_ID_PCM_U16BE:
 168         sample_size = 2;
 169         break;
 170     default:
 171         sample_size = 1;
 172         break;
 173     }
 174     n = buf_size / sample_size;
 175     samples = data;
 176     dst = frame;
 177
 178     switch(avctx->codec->id) {
 179     case CODEC_ID_PCM_S16LE:
 180         for(;n>0;n--) {
 181             v = *samples++;
 182             dst[0] = v & 0xff;
 183             dst[1] = v >> 8;
 184             dst += 2;
 185         }
 186         break;
 187     case CODEC_ID_PCM_S16BE:
 188         for(;n>0;n--) {
 189             v = *samples++;
 190             dst[0] = v >> 8;
 191             dst[1] = v;
 192             dst += 2;
 193         }
 194         break;
 195     case CODEC_ID_PCM_U16LE:
 196         for(;n>0;n--) {
 197             v = *samples++;
 198             v += 0x8000;
 199             dst[0] = v & 0xff;
 200             dst[1] = v >> 8;
 201             dst += 2;
 202         }
 203         break;
 204     case CODEC_ID_PCM_U16BE:
 205         for(;n>0;n--) {
 206             v = *samples++;
 207             v += 0x8000;
 208             dst[0] = v >> 8;
 209             dst[1] = v;
 210             dst += 2;
 211         }
 212         break;
 213     case CODEC_ID_PCM_S8:
 214         for(;n>0;n--) {
 215             v = *samples++;
 216             dst[0] = v >> 8;
 217             dst++;
 218         }
 219         break;
 220     case CODEC_ID_PCM_U8:
 221         for(;n>0;n--) {
 222             v = *samples++;
 223             dst[0] = (v >> 8) + 128;
 224             dst++;
 225         }
 226         break;
 227     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
 228         for(;n>0;n--) {
 229             v = *samples++;
 230             dst[0] = linear_to_alaw[(v + 32768) >> 2];
 231             dst++;
 232         }
 233         break;
 234     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
 235         for(;n>0;n--) {
 236             v = *samples++;
 237             dst[0] = linear_to_ulaw[(v + 32768) >> 2];
 238             dst++;
 239         }
 240         break;
 241     default:
 242         return -1;
 243     }
 244     //avctx->frame_size = (dst - frame) / (sample_size * avctx->channels);
 245
 246     return dst - frame;
 247 }
 248
 249 typedef struct PCMDecode {
 250     short table[256];
 251 } PCMDecode;
 252
 253 static int pcm_decode_init(AVCodecContext * avctx)
 254 {
 255     PCMDecode *s = avctx->priv_data;
 256     int i;
 257
 258     switch(avctx->codec->id) {
 259     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
 260         for(i=0;i<256;i++)
 261             s->table[i] = alaw2linear(i);
 262         break;
 263     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
 264         for(i=0;i<256;i++)
 265             s->table[i] = ulaw2linear(i);
 266         break;
 267     default:
 268         break;
 269     }
 270     return 0;
 271 }
 272
 273 static int pcm_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 274                             void *data, int *data_size,
 275                             uint8_t *buf, int buf_size)
 276 {
 277     PCMDecode *s = avctx->priv_data;
 278     int n;
 279     short *samples;
 280     uint8_t *src;
 281
 282     samples = data;
 283     src = buf;
 284
 285     switch(avctx->codec->id) {
 286     case CODEC_ID_PCM_S16LE:
 287         n = buf_size >> 1;
 288         for(;n>0;n--) {
 289             *samples++ = src[0] | (src[1] << 8);
 290             src += 2;
 291         }
 292         break;
 293     case CODEC_ID_PCM_S16BE:
 294         n = buf_size >> 1;
 295         for(;n>0;n--) {
 296             *samples++ = (src[0] << 8) | src[1];
 297             src += 2;
 298         }
 299         break;
 300     case CODEC_ID_PCM_U16LE:
 301         n = buf_size >> 1;
 302         for(;n>0;n--) {
 303             *samples++ = (src[0] | (src[1] << 8)) - 0x8000;
 304             src += 2;
 305         }
 306         break;
 307     case CODEC_ID_PCM_U16BE:
 308         n = buf_size >> 1;
 309         for(;n>0;n--) {
 310             *samples++ = ((src[0] << 8) | src[1]) - 0x8000;
 311             src += 2;
 312         }
 313         break;
 314     case CODEC_ID_PCM_S8:
 315         n = buf_size;
 316         for(;n>0;n--) {
 317             *samples++ = src[0] << 8;
 318             src++;
 319         }
 320         break;
 321     case CODEC_ID_PCM_U8:
 322         n = buf_size;
 323         for(;n>0;n--) {
 324             *samples++ = ((int)src[0] - 128) << 8;
 325             src++;
 326         }
 327         break;
 328     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
 329     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
 330         n = buf_size;
 331         for(;n>0;n--) {
 332             *samples++ = s->table[src[0]];
 333             src++;
 334         }
 335         break;
 336     default:
 337         return -1;
 338     }
 339     *data_size = (uint8_t *)samples - (uint8_t *)data;
 340     return src - buf;
 341 }
 342
 343 #define PCM_CODEC(id, name)                     \
 344 AVCodec name ## _encoder = {                    \
 345     #name,                                      \
 346     CODEC_TYPE_AUDIO,                           \
 347     id,                                         \
 348     0,                                          \
 349     pcm_encode_init,                            \
 350     pcm_encode_frame,                           \
 351     pcm_encode_close,                           \
 352     NULL,                                       \
 353 };                                              \
 354 AVCodec name ## _decoder = {                    \
 355     #name,                                      \
 356     CODEC_TYPE_AUDIO,                           \
 357     id,                                         \
 358     sizeof(PCMDecode),                          \
 359     pcm_decode_init,                            \
 360     NULL,                                       \
 361     NULL,                                       \
 362     pcm_decode_frame,                           \
 363 }
 364
 365 PCM_CODEC(CODEC_ID_PCM_S16LE, pcm_s16le);
 366 PCM_CODEC(CODEC_ID_PCM_S16BE, pcm_s16be);
 367 PCM_CODEC(CODEC_ID_PCM_U16LE, pcm_u16le);
 368 PCM_CODEC(CODEC_ID_PCM_U16BE, pcm_u16be);
 369 PCM_CODEC(CODEC_ID_PCM_S8, pcm_s8);
 370 PCM_CODEC(CODEC_ID_PCM_U8, pcm_u8);
 371 PCM_CODEC(CODEC_ID_PCM_ALAW, pcm_alaw);
 372 PCM_CODEC(CODEC_ID_PCM_MULAW, pcm_mulaw);
 373
 374 #undef PCM_CODEC