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

   1 /*
   2  * TTA (The Lossless True Audio) encoder
   3  *
   4  * This file is part of FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14  * Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 #define BITSTREAM_WRITER_LE
  22 #include "ttadata.h"
  23 #include "avcodec.h"
  24 #include "put_bits.h"
  25 #include "internal.h"
  26 #include "libavutil/crc.h"
  27
  28 typedef struct TTAEncContext {
  29     const AVCRC *crc_table;
  30     int bps;
  31     TTAChannel *ch_ctx;
  32 } TTAEncContext;
  33
  34 static av_cold int tta_encode_init(AVCodecContext *avctx)
  35 {
  36     TTAEncContext *s = avctx->priv_data;
  37
  38     s->crc_table = av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE_LE);
  39
  40     switch (avctx->sample_fmt) {
  41     case AV_SAMPLE_FMT_U8:
  42         avctx->bits_per_raw_sample = 8;
  43         break;
  44     case AV_SAMPLE_FMT_S16:
  45         avctx->bits_per_raw_sample = 16;
  46         break;
  47     case AV_SAMPLE_FMT_S32:
  48         if (avctx->bits_per_raw_sample > 24)
  49             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "encoding as 24 bits-per-sample\n");
  50         avctx->bits_per_raw_sample = 24;
  51     }
  52
  53     s->bps = avctx->bits_per_raw_sample >> 3;
  54     avctx->frame_size = 256 * avctx->sample_rate / 245;
  55
  56     s->ch_ctx = av_malloc_array(avctx->channels, sizeof(*s->ch_ctx));
  57     if (!s->ch_ctx)
  58         return AVERROR(ENOMEM);
  59
  60     return 0;
  61 }
  62
  63 static inline void ttafilter_process(TTAFilter *c, int32_t *in)
  64 {
  65     register int32_t *dl = c->dl, *qm = c->qm, *dx = c->dx, sum = c->round;
  66
  67     if (c->error < 0) {
  68         qm[0] -= dx[0]; qm[1] -= dx[1]; qm[2] -= dx[2]; qm[3] -= dx[3];
  69         qm[4] -= dx[4]; qm[5] -= dx[5]; qm[6] -= dx[6]; qm[7] -= dx[7];
  70     } else if (c->error > 0) {
  71         qm[0] += dx[0]; qm[1] += dx[1]; qm[2] += dx[2]; qm[3] += dx[3];
  72         qm[4] += dx[4]; qm[5] += dx[5]; qm[6] += dx[6]; qm[7] += dx[7];
  73     }
  74
  75     sum += dl[0] * qm[0] + dl[1] * qm[1] + dl[2] * qm[2] + dl[3] * qm[3] +
  76            dl[4] * qm[4] + dl[5] * qm[5] + dl[6] * qm[6] + dl[7] * qm[7];
  77
  78     dx[0] = dx[1]; dx[1] = dx[2]; dx[2] = dx[3]; dx[3] = dx[4];
  79     dl[0] = dl[1]; dl[1] = dl[2]; dl[2] = dl[3]; dl[3] = dl[4];
  80
  81     dx[4] = ((dl[4] >> 30) | 1);
  82     dx[5] = ((dl[5] >> 30) | 2) & ~1;
  83     dx[6] = ((dl[6] >> 30) | 2) & ~1;
  84     dx[7] = ((dl[7] >> 30) | 4) & ~3;
  85
  86     dl[4] = -dl[5]; dl[5] = -dl[6];
  87     dl[6] = *in - dl[7]; dl[7] = *in;
  88     dl[5] += dl[6]; dl[4] += dl[5];
  89
  90     *in -= (sum >> c->shift);
  91     c->error = *in;
  92 }
  93
  94 static int32_t get_sample(const AVFrame *frame, int sample,
  95                           enum AVSampleFormat format)
  96 {
  97     int32_t ret;
  98
  99     if (format == AV_SAMPLE_FMT_U8) {
 100         ret = frame->data[0][sample] - 0x80;
 101     } else if (format == AV_SAMPLE_FMT_S16) {
 102         const int16_t *ptr = (const int16_t *)frame->data[0];
 103         ret = ptr[sample];
 104     } else {
 105         const int32_t *ptr = (const int32_t *)frame->data[0];
 106         ret = ptr[sample] >> 8;
 107     }
 108
 109     return ret;
 110 }
 111
 112 static int tta_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
 113                             const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
 114 {
 115     TTAEncContext *s = avctx->priv_data;
 116     PutBitContext pb;
 117     int ret, i, out_bytes, cur_chan, res, samples;
 118     int64_t pkt_size =  frame->nb_samples * 2LL * avctx->channels * s->bps;
 119
 120 pkt_alloc:
 121     cur_chan = 0, res = 0, samples = 0;
 122     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, avpkt, pkt_size, 0)) < 0)
 123         return ret;
 124     init_put_bits(&pb, avpkt->data, avpkt->size);
 125
 126     // init per channel states
 127     for (i = 0; i < avctx->channels; i++) {
 128         s->ch_ctx[i].predictor = 0;
 129         ff_tta_filter_init(&s->ch_ctx[i].filter, ff_tta_filter_configs[s->bps - 1]);
 130         ff_tta_rice_init(&s->ch_ctx[i].rice, 10, 10);
 131     }
 132
 133     for (i = 0; i < frame->nb_samples * avctx->channels; i++) {
 134         TTAChannel *c = &s->ch_ctx[cur_chan];
 135         TTAFilter *filter = &c->filter;
 136         TTARice *rice = &c->rice;
 137         uint32_t k, unary, outval;
 138         int32_t value, temp;
 139
 140         value = get_sample(frame, samples++, avctx->sample_fmt);
 141
 142         if (avctx->channels > 1) {
 143             if (cur_chan < avctx->channels - 1)
 144                 value  = res = get_sample(frame, samples, avctx->sample_fmt) - value;
 145             else
 146                 value -= res / 2;
 147         }
 148
 149         temp = value;
 150 #define PRED(x, k) (int32_t)((((uint64_t)(x) << (k)) - (x)) >> (k))
 151         switch (s->bps) {
 152         case 1: value -= PRED(c->predictor, 4); break;
 153         case 2:
 154         case 3: value -= PRED(c->predictor, 5); break;
 155         }
 156         c->predictor = temp;
 157
 158         ttafilter_process(filter, &value);
 159         outval = (value > 0) ? (value << 1) - 1: -value << 1;
 160
 161         k = rice->k0;
 162
 163         rice->sum0 += outval - (rice->sum0 >> 4);
 164         if (rice->k0 > 0 && rice->sum0 < ff_tta_shift_16[rice->k0])
 165             rice->k0--;
 166         else if (rice->sum0 > ff_tta_shift_16[rice->k0 + 1])
 167             rice->k0++;
 168
 169         if (outval >= ff_tta_shift_1[k]) {
 170             outval -= ff_tta_shift_1[k];
 171             k = rice->k1;
 172
 173             rice->sum1 += outval - (rice->sum1 >> 4);
 174             if (rice->k1 > 0 && rice->sum1 < ff_tta_shift_16[rice->k1])
 175                 rice->k1--;
 176             else if (rice->sum1 > ff_tta_shift_16[rice->k1 + 1])
 177                 rice->k1++;
 178
 179             unary = 1 + (outval >> k);
 180             if (unary + 100LL > put_bits_left(&pb)) {
 181                 if (pkt_size < INT_MAX/2) {
 182                     pkt_size *= 2;
 183                     av_packet_unref(avpkt);
 184                     goto pkt_alloc;
 185                 } else
 186                     return AVERROR(ENOMEM);
 187             }
 188             do {
 189                 if (unary > 31) {
 190                     put_bits(&pb, 31, 0x7FFFFFFF);
 191                     unary -= 31;
 192                 } else {
 193                     put_bits(&pb, unary, (1 << unary) - 1);
 194                     unary = 0;
 195                 }
 196             } while (unary);
 197         }
 198
 199         put_bits(&pb, 1, 0);
 200
 201         if (k)
 202             put_bits(&pb, k, outval & (ff_tta_shift_1[k] - 1));
 203
 204         if (cur_chan < avctx->channels - 1)
 205             cur_chan++;
 206         else
 207             cur_chan = 0;
 208     }
 209
 210     flush_put_bits(&pb);
 211     out_bytes = put_bits_count(&pb) >> 3;
 212     put_bits32(&pb, av_crc(s->crc_table, UINT32_MAX, avpkt->data, out_bytes) ^ UINT32_MAX);
 213     flush_put_bits(&pb);
 214
 215     avpkt->pts      = frame->pts;
 216     avpkt->size     = out_bytes + 4;
 217     avpkt->duration = ff_samples_to_time_base(avctx, frame->nb_samples);
 218     *got_packet_ptr = 1;
 219     return 0;
 220 }
 221
 222 static av_cold int tta_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 223 {
 224     TTAEncContext *s = avctx->priv_data;
 225     av_freep(&s->ch_ctx);
 226     return 0;
 227 }
 228
 229 AVCodec ff_tta_encoder = {
 230     .name           = "tta",
 231     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("TTA (True Audio)"),
 232     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 233     .id             = AV_CODEC_ID_TTA,
 234     .priv_data_size = sizeof(TTAEncContext),
 235     .init           = tta_encode_init,
 236     .close          = tta_encode_close,
 237     .encode2        = tta_encode_frame,
 238     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME | AV_CODEC_CAP_LOSSLESS,
 239     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]){ AV_SAMPLE_FMT_U8,
 240                                                      AV_SAMPLE_FMT_S16,
 241                                                      AV_SAMPLE_FMT_S32,
 242                                                      AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 243 };