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