git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/ra144.c

   1 /*
   2  * Real Audio 1.0 (14.4K)
   3  * Copyright (c) 2003 the ffmpeg project
   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 #include "avcodec.h"
  23 #include "bitstream.h"
  24 #include "ra144.h"
  25
  26 #define NBLOCKS         4       /* number of segments within a block */
  27 #define BLOCKSIZE       40      /* (quarter) block size in 16-bit words (80 bytes) */
  28 #define HALFBLOCK       20      /* BLOCKSIZE/2 */
  29 #define BUFFERSIZE      146     /* for do_output */
  30
  31
  32 /* internal globals */
  33 typedef struct {
  34     unsigned int     oldval;
  35     unsigned int     gbuf1[8];
  36     unsigned short   gbuf2[120];
  37     unsigned int    *decptr;                /* decoder ptr */
  38     signed   short  *decsp;
  39
  40     /* the swapped buffers */
  41     unsigned int     swapbuffers[4][10];
  42     unsigned int    *swapbuf1;
  43     unsigned int    *swapbuf2;
  44     unsigned int    *swapbuf1alt;
  45     unsigned int    *swapbuf2alt;
  46
  47     unsigned int buffer[5];
  48     unsigned short int buffer_2[148];
  49
  50     unsigned short *sptr;
  51 } Real144_internal;
  52
  53 static int ra144_decode_init(AVCodecContext * avctx)
  54 {
  55     Real144_internal *glob = avctx->priv_data;
  56
  57     glob->swapbuf1    = glob->swapbuffers[0];
  58     glob->swapbuf2    = glob->swapbuffers[1];
  59     glob->swapbuf1alt = glob->swapbuffers[2];
  60     glob->swapbuf2alt = glob->swapbuffers[3];
  61
  62     return 0;
  63 }
  64
  65 static void final(const short *i1, const short *i2, void *out, int *statbuf, int len);
  66 static void add_wav(int n, int f, int m1, int m2, int m3, const short *s1, const short *s2, const short *s3, short *dest);
  67 static int irms(const short *data, int factor);
  68 static void rotate_block(const short *source, short *target, int offset);
  69
  70 /* lookup square roots in table */
  71 static int t_sqrt(unsigned int x)
  72 {
  73     int s = 0;
  74     while (x > 0xfff) {
  75         s++;
  76         x = x >> 2;
  77     }
  78
  79     return (sqrt_table[x] << s) << 2;
  80 }
  81
  82 /* do 'voice' */
  83 static void do_voice(const int *a1, int *a2)
  84 {
  85     int buffer[10];
  86     int *b1 = buffer;
  87     int *b2 = a2;
  88     int x, y;
  89
  90     for (x=0; x < 10; x++) {
  91         b1[x] = a1[x] << 4;
  92
  93         for (y=0; y < x; y++)
  94             b1[y] = ((a1[x] * b2[x-y-1]) >> 12) + b2[y];
  95
  96         FFSWAP(int *, b1, b2);
  97     }
  98
  99     for (x=0; x < 10; x++)
 100         a2[x] >>= 4;
 101 }
 102
 103
 104 /* do quarter-block output */
 105 static void do_output_subblock(Real144_internal *glob, const unsigned short  *gsp, unsigned int gval, signed short *output_buffer, GetBitContext *gb)
 106 {
 107     unsigned short int buffer_a[40];
 108     unsigned short int buffer_d[40];
 109     int e, f, g;
 110     int a = get_bits(gb, 7);
 111     int d = get_bits(gb, 8);
 112     int b = get_bits(gb, 7);
 113     int c = get_bits(gb, 7);
 114
 115     if (a) {
 116         a += HALFBLOCK - 1;
 117         rotate_block(glob->buffer_2, buffer_a, a);
 118     }
 119
 120     e = ((ftable1[b] >> 4) * gval) >> 8;
 121     f=((ftable2[c] >> 4) * gval) >> 8;
 122
 123     if (a)
 124         g = irms(buffer_a, gval) >> 12;
 125     else
 126         g = 0;
 127
 128     add_wav(d, a, g, e, f, buffer_a, etable1 + b*BLOCKSIZE,
 129             etable2 + c*BLOCKSIZE, buffer_d);
 130
 131     memmove(glob->buffer_2, glob->buffer_2 + BLOCKSIZE, (BUFFERSIZE - BLOCKSIZE) * 2);
 132     memcpy(glob->buffer_2 + BUFFERSIZE - BLOCKSIZE, buffer_d, BLOCKSIZE * 2);
 133
 134     final(gsp, buffer_d, output_buffer, glob->buffer, BLOCKSIZE);
 135 }
 136
 137 /* rotate block */
 138 static void rotate_block(const short *source, short *target, int offset)
 139 {
 140     int i=0, k=0;
 141     const short *ptr1 = source + BUFFERSIZE - offset;
 142
 143     while (i<BLOCKSIZE) {
 144         target[i++] = ptr1[k++];
 145
 146         if (k == offset)
 147             k = 0;
 148     }
 149 }
 150
 151 /* inverse root mean square */
 152 static int irms(const short *data, int factor)
 153 {
 154     const short *p1, *p2;
 155     unsigned int sum;
 156
 157     p2 = (p1 = data) + BLOCKSIZE;
 158     for (sum=0; p2 > p1; p1++)
 159         sum += (*p1) * (*p1);
 160
 161     if (sum == 0)
 162         return 0; /* OOPS - division by zero */
 163
 164     return (0x20000000 / (t_sqrt(sum) >> 8)) * factor;
 165 }
 166
 167 /* multiply/add wavetable */
 168 static void add_wav(int n, int f, int m1, int m2, int m3, const short *s1,
 169                     const short *s2, const short *s3, short *dest)
 170 {
 171     int a, b, c, i;
 172     const short *ptr, *ptr2;
 173
 174     ptr  = wavtable1 + n * 9;
 175     ptr2 = wavtable2 + n * 9;
 176
 177     if (f != 0)
 178         a = ((*ptr) * m1) >> ((*ptr2) + 1);
 179     else
 180         a = 0;
 181
 182     ptr++;
 183     ptr2++;
 184     b = ((*ptr) * m2) >> ((*ptr2) + 1);
 185     ptr++;
 186     ptr2++;
 187     c = ((*ptr) * m3) >> ((*ptr2) + 1);
 188
 189     if (f != 0)
 190         for (i=0; i < BLOCKSIZE; i++)
 191             dest[i] = ((*(s1++)) * a + (*(s2++)) * b + (*(s3++)) * c) >> 12;
 192     else
 193         for (i=0; i < BLOCKSIZE; i++)
 194             dest[i] = ((*(s2++)) * b + (*(s3++)) * c) >> 12;
 195 }
 196
 197
 198 static void final(const short *i1, const short *i2,
 199                   void *out, int *statbuf, int len)
 200 {
 201     int x, sum, i;
 202     int buffer[10];
 203     short *ptr;
 204     short *ptr2;
 205     unsigned short int work[50];
 206
 207     memcpy(work, statbuf,20);
 208     memcpy(work + 10, i2, len * 2);
 209
 210     for(i=0; i<10; i++)
 211         buffer[9-i] = i1[i];
 212
 213     ptr2 = (ptr = work) + len;
 214
 215     while (ptr < ptr2) {
 216         for(sum=0, x=0; x<=9; x++)
 217             sum += buffer[x] * (ptr[x]);
 218
 219         sum = sum >> 12;
 220         x = ptr[10] - sum;
 221
 222         if (x<-32768 || x>32767) {
 223             memset(out, 0, len * 2);
 224             memset(statbuf, 0, 20);
 225             return;
 226         }
 227
 228         ptr[10] = x;
 229         ptr++;
 230     }
 231     memcpy(out, ptr+10 - len, len * 2);
 232     memcpy(statbuf, ptr, 20);
 233 }
 234
 235 static unsigned int rms(const int *data, int f)
 236 {
 237     const int *c;
 238     int x;
 239     unsigned int res;
 240     int b;
 241
 242     c = data;
 243     b = 0;
 244     res = 0x10000;
 245     for (x=0; x<10; x++) {
 246         res = (((0x1000000 - (*c) * (*c)) >> 12) * res) >> 12;
 247
 248         if (res == 0)
 249             return 0;
 250
 251         if (res <= 0x3fff) {
 252             while (res <= 0x3fff) {
 253                 b++;
 254                 res <<= 2;
 255             }
 256         } else {
 257             if (res > 0x10000)
 258                 return 0; /* We're screwed, might as well go out with a bang. :P */
 259         }
 260         c++;
 261     }
 262
 263     if (res > 0)
 264         res = t_sqrt(res);
 265
 266     res >>= (b + 10);
 267     res = (res * f) >> 10;
 268     return res;
 269 }
 270
 271 static void dec1(Real144_internal *glob, const int *data, const int *inp,
 272                  int n, int f)
 273 {
 274     short *ptr,*end;
 275
 276     *(glob->decptr++) = rms(data, f);
 277     glob->decptr++;
 278     end = (ptr = glob->decsp) + (n * 10);
 279
 280     while (ptr < end)
 281         *(ptr++) = *(inp++);
 282 }
 283
 284 static int eq(const short *in, int *target)
 285 {
 286     int retval;
 287     int a;
 288     int b;
 289     int c;
 290     unsigned int u;
 291     const short *sptr;
 292     int *ptr1, *ptr2, *ptr3;
 293     int *bp1, *bp2;
 294     int buffer1[10];
 295     int buffer2[10];
 296
 297     retval = 0;
 298     bp1 = buffer1;
 299     bp2 = buffer2;
 300     ptr2 = (ptr3 = buffer2) + 9;
 301     sptr = in;
 302
 303     while (ptr2 >= ptr3)
 304         *(ptr3++) = *(sptr++);
 305
 306     target += 9;
 307     a = bp2[9];
 308     *target = a;
 309
 310     if (a + 0x1000 > 0x1fff)
 311         return 0; /* We're screwed, might as well go out with a bang. :P */
 312
 313     c = 8;
 314     u = a;
 315
 316     while (c >= 0) {
 317         if (u == 0x1000)
 318             u++;
 319
 320         if (u == 0xfffff000)
 321             u--;
 322
 323         b = 0x1000-((u * u) >> 12);
 324
 325         if (b == 0)
 326             b++;
 327
 328         ptr2 = bp1;
 329         ptr1 = (ptr3 = bp2) + c;
 330
 331         for (u=0; u<=c; u++)
 332             *(ptr2++) = ((*(ptr3++) - (((*target) * (*(ptr1--))) >> 12)) * (0x1000000 / b)) >> 12;
 333
 334         *(--target) = u = bp1[(c--)];
 335
 336         if ((u + 0x1000) > 0x1fff)
 337             retval = 1;
 338
 339         FFSWAP(int *, bp1, bp2);
 340     }
 341     return retval;
 342 }
 343
 344 static void dec2(Real144_internal *glob, const int *data, const int *inp,
 345                  int n, int f, const int *inp2, int l)
 346 {
 347     unsigned const int *ptr1,*ptr2;
 348     int work[10];
 349     int a,b;
 350     int x;
 351     int result;
 352
 353     if(l + 1 < NBLOCKS / 2)
 354         a = NBLOCKS - (l + 1);
 355     else
 356         a = l + 1;
 357
 358     b = NBLOCKS - a;
 359
 360     if (l == 0) {
 361         glob->decsp = glob->sptr = glob->gbuf2;
 362         glob->decptr = glob->gbuf1;
 363     }
 364     ptr1 = inp;
 365     ptr2 = inp2;
 366
 367     for (x=0; x<10*n; x++)
 368         *(glob->sptr++) = (a * (*ptr1++) + b * (*ptr2++)) >> 2;
 369
 370     result = eq(glob->decsp, work);
 371
 372     if (result == 1) {
 373         dec1(glob, data, inp, n, f);
 374     } else {
 375         *(glob->decptr++) = rms(work, f);
 376         glob->decptr++;
 377     }
 378     glob->decsp += n * 10;
 379 }
 380
 381 /* Uncompress one block (20 bytes -> 160*2 bytes) */
 382 static int ra144_decode_frame(AVCodecContext * avctx,
 383             void *vdata, int *data_size,
 384             const uint8_t * buf, int buf_size)
 385 {
 386     static const uint8_t sizes[10] = {6, 5, 5, 4, 4, 3, 3, 3, 3, 2};
 387     unsigned int a, b, c;
 388     int i;
 389     signed short *shptr;
 390     int16_t *datao;
 391     int16_t *data = vdata;
 392     unsigned int val;
 393
 394     Real144_internal *glob = avctx->priv_data;
 395     GetBitContext gb;
 396
 397     if(buf_size == 0)
 398         return 0;
 399
 400     datao = data;
 401
 402     init_get_bits(&gb, buf, 20 * 8);
 403
 404     for (i=0; i<10; i++)
 405         // "<< 1"? Doesn't this make one value out of two of the table useless?
 406         glob->swapbuf1[i] = decodetable[i][get_bits(&gb, sizes[i]) << 1];
 407
 408     do_voice(glob->swapbuf1, glob->swapbuf2);
 409
 410     val = decodeval[get_bits(&gb, 5) << 1]; // Useless table entries?
 411     a = t_sqrt(val*glob->oldval) >> 12;
 412
 413     for (c=0; c < NBLOCKS; c++) {
 414         if (c == (NBLOCKS - 1)) {
 415             dec1(glob, glob->swapbuf1, glob->swapbuf2, 3, val);
 416         } else {
 417             if (c * 2 == (NBLOCKS - 2)) {
 418                 if (glob->oldval < val) {
 419                     dec2(glob, glob->swapbuf1, glob->swapbuf2, 3, a, glob->swapbuf2alt, c);
 420                 } else {
 421                     dec2(glob, glob->swapbuf1alt, glob->swapbuf2alt, 3, a, glob->swapbuf2, c);
 422                 }
 423             } else {
 424                 if (c * 2 < (NBLOCKS - 2)) {
 425                     dec2(glob, glob->swapbuf1alt, glob->swapbuf2alt, 3, glob->oldval, glob->swapbuf2, c);
 426                 } else {
 427                     dec2(glob, glob->swapbuf1, glob->swapbuf2, 3, val, glob->swapbuf2alt, c);
 428                 }
 429             }
 430         }
 431     }
 432
 433     /* do output */
 434     for (b=0, c=0; c<4; c++) {
 435         unsigned int gval = glob->gbuf1[c * 2];
 436         unsigned short *gsp = glob->gbuf2 + b;
 437         signed short output_buffer[40];
 438
 439         do_output_subblock(glob, gsp, gval, output_buffer, &gb);
 440
 441         shptr = output_buffer;
 442         while (shptr < output_buffer + BLOCKSIZE)
 443             *data++ = av_clip_int16(*(shptr++) << 2);
 444         b += 30;
 445     }
 446
 447     glob->oldval = val;
 448
 449     FFSWAP(unsigned int *, glob->swapbuf1alt, glob->swapbuf1);
 450     FFSWAP(unsigned int *, glob->swapbuf2alt, glob->swapbuf2);
 451
 452     *data_size = (data-datao)*sizeof(*data);
 453     return 20;
 454 }
 455
 456
 457 AVCodec ra_144_decoder =
 458 {
 459     "real_144",
 460     CODEC_TYPE_AUDIO,
 461     CODEC_ID_RA_144,
 462     sizeof(Real144_internal),
 463     ra144_decode_init,
 464     NULL,
 465     NULL,
 466     ra144_decode_frame,
 467     .long_name = "RealAudio 1.0 (14.4K)",
 468 };