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