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

   1 /*
   2  * PCM codecs
   3  * Copyright (c) 2001 Gerard Lantau.
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   6  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   8  * (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This program 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
  13  * GNU General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  * along with this program; if not, write to the Free Software
  17  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  18  */
  19 #include "avcodec.h"
  20
  21 /* from g711.c by SUN microsystems (unrestricted use) */
  22
  23 #define SIGN_BIT        (0x80)          /* Sign bit for a A-law byte. */
  24 #define QUANT_MASK      (0xf)           /* Quantization field mask. */
  25 #define NSEGS           (8)             /* Number of A-law segments. */
  26 #define SEG_SHIFT       (4)             /* Left shift for segment number. */
  27 #define SEG_MASK        (0x70)          /* Segment field mask. */
  28
  29 #define BIAS            (0x84)          /* Bias for linear code. */
  30
  31 /*
  32  * alaw2linear() - Convert an A-law value to 16-bit linear PCM
  33  *
  34  */
  35 static int alaw2linear(unsigned char    a_val)
  36 {
  37         int             t;
  38         int             seg;
  39
  40         a_val ^= 0x55;
  41
  42         t = (a_val & QUANT_MASK) << 4;
  43         seg = ((unsigned)a_val & SEG_MASK) >> SEG_SHIFT;
  44         switch (seg) {
  45         case 0:
  46                 t += 8;
  47                 break;
  48         case 1:
  49                 t += 0x108;
  50                 break;
  51         default:
  52                 t += 0x108;
  53                 t <<= seg - 1;
  54         }
  55         return ((a_val & SIGN_BIT) ? t : -t);
  56 }
  57
  58 static int ulaw2linear(unsigned char    u_val)
  59 {
  60         int             t;
  61
  62         /* Complement to obtain normal u-law value. */
  63         u_val = ~u_val;
  64
  65         /*
  66          * Extract and bias the quantization bits. Then
  67          * shift up by the segment number and subtract out the bias.
  68          */
  69         t = ((u_val & QUANT_MASK) << 3) + BIAS;
  70         t <<= ((unsigned)u_val & SEG_MASK) >> SEG_SHIFT;
  71
  72         return ((u_val & SIGN_BIT) ? (BIAS - t) : (t - BIAS));
  73 }
  74
  75 /* 16384 entries per table */
  76 static UINT8 *linear_to_alaw = NULL;
  77 static int linear_to_alaw_ref = 0;
  78
  79 static UINT8 *linear_to_ulaw = NULL;
  80 static int linear_to_ulaw_ref = 0;
  81
  82 static void build_xlaw_table(UINT8 *linear_to_xlaw,
  83                              int (*xlaw2linear)(unsigned char),
  84                              int mask)
  85 {
  86     int i, j, v, v1, v2;
  87
  88     j = 0;
  89     for(i=0;i<128;i++) {
  90         if (i != 127) {
  91             v1 = xlaw2linear(i ^ mask);
  92             v2 = xlaw2linear((i + 1) ^ mask);
  93             v = (v1 + v2 + 4) >> 3;
  94         } else {
  95             v = 8192;
  96         }
  97         for(;j<v;j++) {
  98             linear_to_xlaw[8192 + j] = (i ^ mask);
  99             if (j > 0)
 100                 linear_to_xlaw[8192 - j] = (i ^ (mask ^ 0x80));
 101         }
 102     }
 103     linear_to_xlaw[0] = linear_to_xlaw[1];
 104 }
 105
 106 static int encode_init(AVCodecContext *avctx)
 107 {
 108     avctx->frame_size = 1;
 109     switch(avctx->codec->id) {
 110     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
 111         if (linear_to_alaw_ref == 0) {
 112             linear_to_alaw = malloc(16384);
 113             if (!linear_to_alaw)
 114                 return -1;
 115             build_xlaw_table(linear_to_alaw, alaw2linear, 0xd5);
 116         }
 117         linear_to_alaw_ref++;
 118         break;
 119     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
 120         if (linear_to_ulaw_ref == 0) {
 121             linear_to_ulaw = malloc(16384);
 122             if (!linear_to_ulaw)
 123                 return -1;
 124             build_xlaw_table(linear_to_ulaw, ulaw2linear, 0xff);
 125         }
 126         linear_to_ulaw_ref++;
 127         break;
 128     default:
 129         break;
 130     }
 131     return 0;
 132 }
 133
 134 static int encode_close(AVCodecContext *avctx)
 135 {
 136     switch(avctx->codec->id) {
 137     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
 138         if (--linear_to_alaw_ref == 0)
 139             free(linear_to_alaw);
 140         break;
 141     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
 142         if (--linear_to_ulaw_ref == 0)
 143             free(linear_to_ulaw);
 144         break;
 145     default:
 146         /* nothing to free */
 147         break;
 148     }
 149     return 0;
 150 }
 151
 152 static int encode_frame(AVCodecContext *avctx,
 153                         unsigned char *frame, int buf_size, void *data)
 154 {
 155     int n, sample_size, v;
 156     short *samples;
 157     unsigned char *dst;
 158
 159     switch(avctx->codec->id) {
 160     case CODEC_ID_PCM_S16LE:
 161     case CODEC_ID_PCM_S16BE:
 162     case CODEC_ID_PCM_U16LE:
 163     case CODEC_ID_PCM_U16BE:
 164         sample_size = 2;
 165         break;
 166     default:
 167         sample_size = 1;
 168         break;
 169     }
 170     n = buf_size / sample_size;
 171     samples = data;
 172     dst = frame;
 173
 174     switch(avctx->codec->id) {
 175     case CODEC_ID_PCM_S16LE:
 176         for(;n>0;n--) {
 177             v = *samples++;
 178             dst[0] = v & 0xff;
 179             dst[1] = v >> 8;
 180             dst += 2;
 181         }
 182         break;
 183     case CODEC_ID_PCM_S16BE:
 184         for(;n>0;n--) {
 185             v = *samples++;
 186             dst[0] = v >> 8;
 187             dst[1] = v;
 188             dst += 2;
 189         }
 190         break;
 191     case CODEC_ID_PCM_U16LE:
 192         for(;n>0;n--) {
 193             v = *samples++;
 194             v += 0x8000;
 195             dst[0] = v & 0xff;
 196             dst[1] = v >> 8;
 197             dst += 2;
 198         }
 199         break;
 200     case CODEC_ID_PCM_U16BE:
 201         for(;n>0;n--) {
 202             v = *samples++;
 203             v += 0x8000;
 204             dst[0] = v >> 8;
 205             dst[1] = v;
 206             dst += 2;
 207         }
 208         break;
 209     case CODEC_ID_PCM_S8:
 210         for(;n>0;n--) {
 211             v = *samples++;
 212             dst[0] = (v + 128) >> 8;
 213             dst++;
 214         }
 215         break;
 216     case CODEC_ID_PCM_U8:
 217         for(;n>0;n--) {
 218             v = *samples++;
 219             dst[0] = ((v + 128) >> 8) + 128;
 220             dst++;
 221         }
 222         break;
 223     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
 224         for(;n>0;n--) {
 225             v = *samples++;
 226             dst[0] = linear_to_alaw[(v + 32768) >> 2];
 227             dst++;
 228         }
 229         break;
 230     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
 231         for(;n>0;n--) {
 232             v = *samples++;
 233             dst[0] = linear_to_ulaw[(v + 32768) >> 2];
 234             dst++;
 235         }
 236         break;
 237     default:
 238         return -1;
 239     }
 240     return dst - frame;
 241 }
 242
 243 typedef struct PCMDecode {
 244     short table[256];
 245 } PCMDecode;
 246
 247 static int decode_init(AVCodecContext * avctx)
 248 {
 249     PCMDecode *s = avctx->priv_data;
 250     int i;
 251
 252     switch(avctx->codec->id) {
 253     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
 254         for(i=0;i<256;i++)
 255             s->table[i] = alaw2linear(i);
 256         break;
 257     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
 258         for(i=0;i<256;i++)
 259             s->table[i] = ulaw2linear(i);
 260         break;
 261     default:
 262         break;
 263     }
 264     return 0;
 265 }
 266
 267 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 268                         void *data, int *data_size,
 269                         UINT8 *buf, int buf_size)
 270 {
 271     PCMDecode *s = avctx->priv_data;
 272     int n;
 273     short *samples;
 274     UINT8 *src;
 275
 276     samples = data;
 277     src = buf;
 278
 279     switch(avctx->codec->id) {
 280     case CODEC_ID_PCM_S16LE:
 281         n = buf_size >> 1;
 282         for(;n>0;n--) {
 283             *samples++ = src[0] | (src[1] << 8);
 284             src += 2;
 285         }
 286         break;
 287     case CODEC_ID_PCM_S16BE:
 288         n = buf_size >> 1;
 289         for(;n>0;n--) {
 290             *samples++ = (src[0] << 8) | src[1];
 291             src += 2;
 292         }
 293         break;
 294     case CODEC_ID_PCM_U16LE:
 295         n = buf_size >> 1;
 296         for(;n>0;n--) {
 297             *samples++ = (src[0] | (src[1] << 8)) - 0x8000;
 298             src += 2;
 299         }
 300         break;
 301     case CODEC_ID_PCM_U16BE:
 302         n = buf_size >> 1;
 303         for(;n>0;n--) {
 304             *samples++ = ((src[0] << 8) | src[1]) - 0x8000;
 305             src += 2;
 306         }
 307         break;
 308     case CODEC_ID_PCM_S8:
 309         n = buf_size;
 310         for(;n>0;n--) {
 311             *samples++ = src[0] << 8;
 312             src++;
 313         }
 314         break;
 315     case CODEC_ID_PCM_U8:
 316         n = buf_size;
 317         for(;n>0;n--) {
 318             *samples++ = ((int)src[0] - 128) << 8;
 319             src++;
 320         }
 321         break;
 322     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
 323     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
 324         n = buf_size;
 325         for(;n>0;n--) {
 326             *samples++ = s->table[src[0]];
 327             src++;
 328         }
 329         break;
 330     default:
 331         *data_size = 0;
 332         return -1;
 333     }
 334     *data_size = (UINT8 *)samples - (UINT8 *)data;
 335     return src - buf;
 336 }
 337
 338 #define PCM_CODEC(id, name)                     \
 339 AVCodec name ## _encoder = {                    \
 340     #name,                                      \
 341     CODEC_TYPE_AUDIO,                           \
 342     id,                                         \
 343     0,                                          \
 344     encode_init,                                \
 345     encode_frame,                               \
 346     encode_close,                               \
 347     NULL,                                       \
 348 };                                              \
 349 AVCodec name ## _decoder = {                    \
 350     #name,                                      \
 351     CODEC_TYPE_AUDIO,                           \
 352     id,                                         \
 353     sizeof(PCMDecode),                          \
 354     decode_init,                                \
 355     NULL,                                       \
 356     NULL,                                       \
 357     decode_frame,                               \
 358 };
 359
 360 PCM_CODEC(CODEC_ID_PCM_S16LE, pcm_s16le);
 361 PCM_CODEC(CODEC_ID_PCM_S16BE, pcm_s16be);
 362 PCM_CODEC(CODEC_ID_PCM_U16LE, pcm_u16le);
 363 PCM_CODEC(CODEC_ID_PCM_U16BE, pcm_u16be);
 364 PCM_CODEC(CODEC_ID_PCM_S8, pcm_s8);
 365 PCM_CODEC(CODEC_ID_PCM_U8, pcm_u8);
 366 PCM_CODEC(CODEC_ID_PCM_ALAW, pcm_alaw);
 367 PCM_CODEC(CODEC_ID_PCM_MULAW, pcm_mulaw);