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 "ra144.h"
  24
  25 #define DATABLOCK1      20      /* size of 14.4 input block in bytes */
  26 #define DATACHUNK1      1440    /* size of 14.4 input chunk in bytes */
  27 #define AUDIOBLOCK      160     /* size of output block in 16-bit words (320 bytes) */
  28 #define AUDIOBUFFER     12288   /* size of output buffer in 16-bit words (24576 bytes) */
  29 /* consts */
  30 #define NBLOCKS         4       /* number of segments within a block */
  31 #define BLOCKSIZE       40      /* (quarter) block size in 16-bit words (80 bytes) */
  32 #define HALFBLOCK       20      /* BLOCKSIZE/2 */
  33 #define BUFFERSIZE      146     /* for do_output */
  34
  35
  36 /* internal globals */
  37 typedef struct {
  38         unsigned int     resetflag, val, oldval;
  39         unsigned int     unpacked[28];          /* buffer for unpacked input */
  40         unsigned int    *iptr;                  /* pointer to current input (from unpacked) */
  41         unsigned int     gval;
  42         unsigned short  *gsp;
  43         unsigned int     gbuf1[8];
  44         unsigned short   gbuf2[120];
  45         signed   short   output_buffer[40];
  46         unsigned int    *decptr;                /* decoder ptr */
  47         signed   short  *decsp;
  48
  49         /* the swapped buffers */
  50         unsigned int     swapb1a[10];
  51         unsigned int     swapb2a[10];
  52         unsigned int     swapb1b[10];
  53         unsigned int     swapb2b[10];
  54         unsigned int    *swapbuf1;
  55         unsigned int    *swapbuf2;
  56         unsigned int    *swapbuf1alt;
  57         unsigned int    *swapbuf2alt;
  58
  59         unsigned int buffer[5];
  60         unsigned short int buffer_2[148];
  61         unsigned short int buffer_a[40];
  62         unsigned short int buffer_b[40];
  63         unsigned short int buffer_c[40];
  64         unsigned short int buffer_d[40];
  65
  66         unsigned short int work[50];
  67         unsigned short *sptr;
  68
  69         int buffer1[10];
  70         int buffer2[10];
  71
  72         signed short wavtable1[2304];
  73         unsigned short wavtable2[2304];
  74 } Real144_internal;
  75
  76 static int ra144_decode_init(AVCodecContext * avctx)
  77 {
  78         Real144_internal *glob=avctx->priv_data;
  79
  80         memset(glob,0,sizeof(Real144_internal));
  81         glob->resetflag=1;
  82         glob->swapbuf1=glob->swapb1a;
  83         glob->swapbuf2=glob->swapb2a;
  84         glob->swapbuf1alt=glob->swapb1b;
  85         glob->swapbuf2alt=glob->swapb2b;
  86
  87         memcpy(glob->wavtable1,wavtable1,sizeof(wavtable1));
  88         memcpy(glob->wavtable2,wavtable2,sizeof(wavtable2));
  89
  90         return 0;
  91 }
  92
  93 static void final(Real144_internal *glob, short *i1, short *i2, void *out, int *statbuf, int len);
  94 static void add_wav(Real144_internal *glob, int n, int f, int m1, int m2, int m3, short *s1, short *s2, short *s3, short *dest);
  95 static int irms(short *data, int factor);
  96 static void rotate_block(short *source, short *target, int offset);
  97 /* lookup square roots in table */
  98 static int t_sqrt(unsigned int x)
  99 {
 100   int s=0;
 101   while (x>0xfff) { s++; x=x>>2; }
 102   return (sqrt_table[x]<<s)<<2;
 103 }
 104
 105 /* do 'voice' */
 106 static void do_voice(int *a1, int *a2)
 107 {
 108   int buffer[10];
 109   int *b1,*b2;
 110   int x,y;
 111   int *ptr,*tmp;
 112
 113   b1=buffer;
 114   b2=a2;
 115
 116   for (x=0;x<10;x++) {
 117     b1[x]=(*a1)<<4;
 118
 119     if(x>0) {
 120       ptr=b2+x;
 121       for (y=0;y<=x-1;y++)
 122         b1[y]=(((*a1)*(*(--ptr)))>>12)+b2[y];
 123     }
 124     tmp=b1;
 125     b1=b2;
 126     b2=tmp;
 127     a1++;
 128   }
 129   ptr=a2+10;
 130   while (ptr>a2) (*a2++)>>=4;
 131 }
 132
 133
 134 /* do quarter-block output */
 135 static void do_output_subblock(Real144_internal *glob, unsigned int x)
 136 {
 137   int a,b,c,d,e,f,g;
 138
 139   if (x==1) memset(glob->buffer,0,20);
 140   if ((*glob->iptr)==0) a=0;
 141   else a=(*glob->iptr)+HALFBLOCK-1;
 142   glob->iptr++;
 143   b=*(glob->iptr++);
 144   c=*(glob->iptr++);
 145   d=*(glob->iptr++);
 146   if (a) rotate_block(glob->buffer_2,glob->buffer_a,a);
 147   memcpy(glob->buffer_b,etable1+b*BLOCKSIZE,BLOCKSIZE*2);
 148   e=((ftable1[b]>>4)*glob->gval)>>8;
 149   memcpy(glob->buffer_c,etable2+c*BLOCKSIZE,BLOCKSIZE*2);
 150   f=((ftable2[c]>>4)*glob->gval)>>8;
 151   if (a) g=irms(glob->buffer_a,glob->gval)>>12;
 152   else g=0;
 153   add_wav(glob,d,a,g,e,f,glob->buffer_a,glob->buffer_b,glob->buffer_c,glob->buffer_d);
 154   memmove(glob->buffer_2,glob->buffer_2+BLOCKSIZE,(BUFFERSIZE-BLOCKSIZE)*2);
 155   memcpy(glob->buffer_2+BUFFERSIZE-BLOCKSIZE,glob->buffer_d,BLOCKSIZE*2);
 156   final(glob,glob->gsp,glob->buffer_d,glob->output_buffer,glob->buffer,BLOCKSIZE);
 157 }
 158
 159 /* rotate block */
 160 static void rotate_block(short *source, short *target, int offset)
 161 {
 162   short *end;
 163   short *ptr1;
 164   short *ptr2;
 165   short *ptr3;
 166   ptr2=source+BUFFERSIZE;
 167   ptr3=ptr1=ptr2-offset;
 168   end=target+BLOCKSIZE;
 169   while (target<end) {
 170     *(target++)=*(ptr3++);
 171     if (ptr3==ptr2) ptr3=ptr1;
 172   }
 173 }
 174
 175 /* inverse root mean square */
 176 static int irms(short *data, int factor)
 177 {
 178   short *p1,*p2;
 179   unsigned int sum;
 180   p2=(p1=data)+BLOCKSIZE;
 181   for (sum=0;p2>p1;p1++) sum+=(*p1)*(*p1);
 182   if (sum==0) return 0; /* OOPS - division by zero */
 183   return (0x20000000/(t_sqrt(sum)>>8))*factor;
 184 }
 185
 186 /* multiply/add wavetable */
 187 static void add_wav(Real144_internal *glob, int n, int f, int m1, int m2, int m3, short *s1, short *s2, short *s3, short *dest)
 188 {
 189   int a,b,c;
 190   short *ptr,*ptr2;
 191
 192   ptr=glob->wavtable1+n*9;
 193   ptr2=glob->wavtable2+n*9;
 194   if (f!=0) {
 195     a=((*ptr)*m1)>>((*ptr2)+1);
 196   } else {
 197     a=0;
 198   }
 199   ptr++;ptr2++;
 200   b=((*ptr)*m2)>>((*ptr2)+1);
 201   ptr++;ptr2++;
 202   c=((*ptr)*m3)>>((*ptr2)+1);
 203   ptr2=(ptr=dest)+BLOCKSIZE;
 204   if (f!=0)
 205     while (ptr<ptr2)
 206       *(ptr++)=((*(s1++))*a+(*(s2++))*b+(*(s3++))*c)>>12;
 207   else
 208     while (ptr<ptr2)
 209       *(ptr++)=((*(s2++))*b+(*(s3++))*c)>>12;
 210 }
 211
 212
 213 static void final(Real144_internal *glob, short *i1, short *i2, void *out, int *statbuf, int len)
 214 {
 215   int x,sum;
 216   int buffer[10];
 217   short *ptr;
 218   short *ptr2;
 219
 220   memcpy(glob->work,statbuf,20);
 221   memcpy(glob->work+10,i2,len*2);
 222
 223   buffer[9]=i1[0];
 224   buffer[8]=i1[1];
 225   buffer[7]=i1[2];
 226   buffer[6]=i1[3];
 227   buffer[5]=i1[4];
 228   buffer[4]=i1[5];
 229   buffer[3]=i1[6];
 230   buffer[2]=i1[7];
 231   buffer[1]=i1[8];
 232   buffer[0]=i1[9];
 233
 234   ptr2=(ptr=glob->work)+len;
 235   while (ptr<ptr2) {
 236     for(sum=0,x=0;x<=9;x++)
 237       sum+=buffer[x]*(ptr[x]);
 238     sum=sum>>12;
 239     x=ptr[10]-sum;
 240     if (x<-32768 || x>32767)
 241     {
 242       memset(out,0,len*2);
 243       memset(statbuf,0,20);
 244       return;
 245     }
 246     ptr[10]=x;
 247     ptr++;
 248   }
 249   memcpy(out,ptr+10-len,len*2);
 250   memcpy(statbuf,ptr,20);
 251 }
 252
 253 /* Decode 20-byte input */
 254 static void unpack_input(unsigned char *input, unsigned int *output)
 255 {
 256   unsigned int outbuffer[28];
 257   unsigned short inbuffer[10];
 258   unsigned int x;
 259   unsigned int *ptr;
 260
 261   /* fix endianness */
 262   for (x=0;x<20;x+=2)
 263     inbuffer[x/2]=(input[x]<<8)+input[x+1];
 264
 265   /* unpack */
 266   ptr=outbuffer;
 267   *(ptr++)=27;
 268   *(ptr++)=(inbuffer[0]>>10)&0x3f;
 269   *(ptr++)=(inbuffer[0]>>5)&0x1f;
 270   *(ptr++)=inbuffer[0]&0x1f;
 271   *(ptr++)=(inbuffer[1]>>12)&0xf;
 272   *(ptr++)=(inbuffer[1]>>8)&0xf;
 273   *(ptr++)=(inbuffer[1]>>5)&7;
 274   *(ptr++)=(inbuffer[1]>>2)&7;
 275   *(ptr++)=((inbuffer[1]<<1)&6)|((inbuffer[2]>>15)&1);
 276   *(ptr++)=(inbuffer[2]>>12)&7;
 277   *(ptr++)=(inbuffer[2]>>10)&3;
 278   *(ptr++)=(inbuffer[2]>>5)&0x1f;
 279   *(ptr++)=((inbuffer[2]<<2)&0x7c)|((inbuffer[3]>>14)&3);
 280   *(ptr++)=(inbuffer[3]>>6)&0xff;
 281   *(ptr++)=((inbuffer[3]<<1)&0x7e)|((inbuffer[4]>>15)&1);
 282   *(ptr++)=(inbuffer[4]>>8)&0x7f;
 283   *(ptr++)=(inbuffer[4]>>1)&0x7f;
 284   *(ptr++)=((inbuffer[4]<<7)&0x80)|((inbuffer[5]>>9)&0x7f);
 285   *(ptr++)=(inbuffer[5]>>2)&0x7f;
 286   *(ptr++)=((inbuffer[5]<<5)&0x60)|((inbuffer[6]>>11)&0x1f);
 287   *(ptr++)=(inbuffer[6]>>4)&0x7f;
 288   *(ptr++)=((inbuffer[6]<<4)&0xf0)|((inbuffer[7]>>12)&0xf);
 289   *(ptr++)=(inbuffer[7]>>5)&0x7f;
 290   *(ptr++)=((inbuffer[7]<<2)&0x7c)|((inbuffer[8]>>14)&3);
 291   *(ptr++)=(inbuffer[8]>>7)&0x7f;
 292   *(ptr++)=((inbuffer[8]<<1)&0xfe)|((inbuffer[9]>>15)&1);
 293   *(ptr++)=(inbuffer[9]>>8)&0x7f;
 294   *(ptr++)=(inbuffer[9]>>1)&0x7f;
 295
 296   *(output++)=outbuffer[11];
 297   for (x=1;x<11;*(output++)=outbuffer[x++]);
 298   ptr=outbuffer+12;
 299   for (x=0;x<16;x+=4)
 300   {
 301     *(output++)=ptr[x];
 302     *(output++)=ptr[x+2];
 303     *(output++)=ptr[x+3];
 304     *(output++)=ptr[x+1];
 305   }
 306 }
 307
 308 static unsigned int rms(int *data, int f)
 309 {
 310   int *c;
 311   int x;
 312   unsigned int res;
 313   int b;
 314
 315   c=data;
 316   b=0;
 317   res=0x10000;
 318   for (x=0;x<10;x++)
 319   {
 320     res=(((0x1000000-(*c)*(*c))>>12)*res)>>12;
 321     if (res==0) return 0;
 322     if (res<=0x3fff)
 323     {
 324       while (res<=0x3fff)
 325       {
 326         b++;
 327         res<<=2;
 328       }
 329     } else {
 330       if (res>0x10000)
 331         return 0; /* We're screwed, might as well go out with a bang. :P */
 332     }
 333     c++;
 334   }
 335   if (res>0) res=t_sqrt(res);
 336
 337   res>>=(b+10);
 338   res=(res*f)>>10;
 339   return res;
 340 }
 341
 342 static void dec1(Real144_internal *glob, int *data, int *inp, int n, int f)
 343 {
 344   short *ptr,*end;
 345
 346   *(glob->decptr++)=rms(data,f);
 347   glob->decptr++;
 348   end=(ptr=glob->decsp)+(n*10);
 349   while (ptr<end) *(ptr++)=*(inp++);
 350 }
 351
 352 static int eq(Real144_internal *glob, short *in, int *target)
 353 {
 354   int retval;
 355   int a;
 356   int b;
 357   int c;
 358   unsigned int u;
 359   short *sptr;
 360   int *ptr1,*ptr2,*ptr3;
 361   int *bp1,*bp2,*temp;
 362
 363   retval=0;
 364   bp1=glob->buffer1;
 365   bp2=glob->buffer2;
 366   ptr2=(ptr3=glob->buffer2)+9;
 367   sptr=in;
 368   while (ptr2>=ptr3)
 369     *(ptr3++)=*(sptr++);
 370
 371   target+=9;
 372   a=bp2[9];
 373   *target=a;
 374   if (a+0x1000>0x1fff)
 375     return 0; /* We're screwed, might as well go out with a bang. :P */
 376   c=8;u=a;
 377   while (c>=0)
 378   {
 379     if (u==0x1000) u++;
 380     if (u==0xfffff000) u--;
 381     b=0x1000-((u*u)>>12);
 382     if (b==0) b++;
 383     ptr2=bp1;
 384     ptr1=(ptr3=bp2)+c;
 385     for (u=0;u<=c;u++)
 386       *(ptr2++)=((*(ptr3++)-(((*target)*(*(ptr1--)))>>12))*(0x1000000/b))>>12;
 387     *(--target)=u=bp1[(c--)];
 388     if ((u+0x1000)>0x1fff) retval=1;
 389     temp=bp2;
 390     bp2=bp1;
 391     bp1=temp;
 392   }
 393   return retval;
 394 }
 395
 396 static void dec2(Real144_internal *glob, int *data, int *inp, int n, int f, int *inp2, int l)
 397 {
 398   unsigned int *ptr1,*ptr2;
 399   int work[10];
 400   int a,b;
 401   int x;
 402   int result;
 403
 404   if(l+1<NBLOCKS/2) a=NBLOCKS-(l+1);
 405   else a=l+1;
 406   b=NBLOCKS-a;
 407   if (l==0)
 408   {
 409     glob->decsp=glob->sptr=glob->gbuf2;
 410     glob->decptr=glob->gbuf1;
 411   }
 412   ptr1=inp;
 413   ptr2=inp2;
 414   for (x=0;x<10*n;x++)
 415     *(glob->sptr++)=(a*(*ptr1++)+b*(*ptr2++))>>2;
 416   result=eq(glob,glob->decsp,work);
 417   if (result==1)
 418   {
 419     dec1(glob,data,inp,n,f);
 420   } else {
 421     *(glob->decptr++)=rms(work,f);
 422     glob->decptr++;
 423   }
 424   glob->decsp+=n*10;
 425 }
 426
 427 /* Uncompress one block (20 bytes -> 160*2 bytes) */
 428 static int ra144_decode_frame(AVCodecContext * avctx,
 429             void *vdata, int *data_size,
 430             uint8_t * buf, int buf_size)
 431 {
 432   unsigned int a,b,c;
 433   signed short *shptr;
 434   unsigned int *lptr,*temp;
 435   const short **dptr;
 436   int16_t *datao;
 437   int16_t *data = vdata;
 438   Real144_internal *glob=avctx->priv_data;
 439
 440   if(buf_size==0)
 441       return 0;
 442
 443   datao = data;
 444   unpack_input(buf,glob->unpacked);
 445
 446   glob->iptr=glob->unpacked;
 447   glob->val=decodetable[0][(*(glob->iptr++))<<1];
 448
 449   dptr=decodetable+1;
 450   lptr=glob->swapbuf1;
 451   while (lptr<glob->swapbuf1+10)
 452     *(lptr++)=(*(dptr++))[(*(glob->iptr++))<<1];
 453
 454   do_voice(glob->swapbuf1,glob->swapbuf2);
 455
 456   a=t_sqrt(glob->val*glob->oldval)>>12;
 457
 458   for (c=0;c<NBLOCKS;c++) {
 459     if (c==(NBLOCKS-1)) {
 460       dec1(glob,glob->swapbuf1,glob->swapbuf2,3,glob->val);
 461     } else {
 462       if (c*2==(NBLOCKS-2)) {
 463         if (glob->oldval<glob->val) {
 464           dec2(glob,glob->swapbuf1,glob->swapbuf2,3,a,glob->swapbuf2alt,c);
 465         } else {
 466           dec2(glob,glob->swapbuf1alt,glob->swapbuf2alt,3,a,glob->swapbuf2,c);
 467         }
 468       } else {
 469         if (c*2<(NBLOCKS-2)) {
 470           dec2(glob,glob->swapbuf1alt,glob->swapbuf2alt,3,glob->oldval,glob->swapbuf2,c);
 471         } else {
 472           dec2(glob,glob->swapbuf1,glob->swapbuf2,3,glob->val,glob->swapbuf2alt,c);
 473         }
 474       }
 475     }
 476   }
 477
 478   /* do output */
 479   for (b=0,c=0;c<4;c++) {
 480     glob->gval=glob->gbuf1[c*2];
 481     glob->gsp=glob->gbuf2+b;
 482     do_output_subblock(glob,glob->resetflag);
 483     glob->resetflag=0;
 484
 485     shptr=glob->output_buffer;
 486     while (shptr<glob->output_buffer+BLOCKSIZE)
 487       *data++=av_clip_int16(*(shptr++)<<2);
 488     b+=30;
 489   }
 490
 491   glob->oldval=glob->val;
 492   temp=glob->swapbuf1alt;
 493   glob->swapbuf1alt=glob->swapbuf1;
 494   glob->swapbuf1=temp;
 495   temp=glob->swapbuf2alt;
 496   glob->swapbuf2alt=glob->swapbuf2;
 497   glob->swapbuf2=temp;
 498   *data_size=(data-datao)*sizeof(*data);
 499   return 20;
 500 }
 501
 502
 503 AVCodec ra_144_decoder =
 504 {
 505     "real_144",
 506     CODEC_TYPE_AUDIO,
 507     CODEC_ID_RA_144,
 508     sizeof(Real144_internal),
 509     ra144_decode_init,
 510     NULL,
 511     NULL,
 512     ra144_decode_frame,
 513 };