git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavresample/audio_convert.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2006 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   3  * Copyright (c) 2012 Justin Ruggles <justin.ruggles@gmail.com>
   4  *
   5  * This file is part of Libav.
   6  *
   7  * Libav 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  * Libav 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 Libav; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 #include <stdint.h>
  23
  24 #include "config.h"
  25 #include "libavutil/common.h"
  26 #include "libavutil/libm.h"
  27 #include "libavutil/log.h"
  28 #include "libavutil/mem.h"
  29 #include "libavutil/samplefmt.h"
  30 #include "audio_convert.h"
  31 #include "audio_data.h"
  32
  33 enum ConvFuncType {
  34     CONV_FUNC_TYPE_FLAT,
  35     CONV_FUNC_TYPE_INTERLEAVE,
  36     CONV_FUNC_TYPE_DEINTERLEAVE,
  37 };
  38
  39 typedef void (conv_func_flat)(uint8_t *out, const uint8_t *in, int len);
  40
  41 typedef void (conv_func_interleave)(uint8_t *out, uint8_t *const *in,
  42                                     int len, int channels);
  43
  44 typedef void (conv_func_deinterleave)(uint8_t **out, const uint8_t *in, int len,
  45                                       int channels);
  46
  47 struct AudioConvert {
  48     AVAudioResampleContext *avr;
  49     enum AVSampleFormat in_fmt;
  50     enum AVSampleFormat out_fmt;
  51     int channels;
  52     int planes;
  53     int ptr_align;
  54     int samples_align;
  55     int has_optimized_func;
  56     const char *func_descr;
  57     const char *func_descr_generic;
  58     enum ConvFuncType func_type;
  59     conv_func_flat         *conv_flat;
  60     conv_func_flat         *conv_flat_generic;
  61     conv_func_interleave   *conv_interleave;
  62     conv_func_interleave   *conv_interleave_generic;
  63     conv_func_deinterleave *conv_deinterleave;
  64     conv_func_deinterleave *conv_deinterleave_generic;
  65 };
  66
  67 void ff_audio_convert_set_func(AudioConvert *ac, enum AVSampleFormat out_fmt,
  68                                enum AVSampleFormat in_fmt, int channels,
  69                                int ptr_align, int samples_align,
  70                                const char *descr, void *conv)
  71 {
  72     int found = 0;
  73
  74     switch (ac->func_type) {
  75     case CONV_FUNC_TYPE_FLAT:
  76         if (av_get_packed_sample_fmt(ac->in_fmt)  == in_fmt &&
  77             av_get_packed_sample_fmt(ac->out_fmt) == out_fmt) {
  78             ac->conv_flat     = conv;
  79             ac->func_descr    = descr;
  80             ac->ptr_align     = ptr_align;
  81             ac->samples_align = samples_align;
  82             if (ptr_align == 1 && samples_align == 1) {
  83                 ac->conv_flat_generic  = conv;
  84                 ac->func_descr_generic = descr;
  85             } else {
  86                 ac->has_optimized_func = 1;
  87             }
  88             found = 1;
  89         }
  90         break;
  91     case CONV_FUNC_TYPE_INTERLEAVE:
  92         if (ac->in_fmt == in_fmt && ac->out_fmt == out_fmt &&
  93             (!channels || ac->channels == channels)) {
  94             ac->conv_interleave = conv;
  95             ac->func_descr      = descr;
  96             ac->ptr_align       = ptr_align;
  97             ac->samples_align   = samples_align;
  98             if (ptr_align == 1 && samples_align == 1) {
  99                 ac->conv_interleave_generic = conv;
 100                 ac->func_descr_generic      = descr;
 101             } else {
 102                 ac->has_optimized_func = 1;
 103             }
 104             found = 1;
 105         }
 106         break;
 107     case CONV_FUNC_TYPE_DEINTERLEAVE:
 108         if (ac->in_fmt == in_fmt && ac->out_fmt == out_fmt &&
 109             (!channels || ac->channels == channels)) {
 110             ac->conv_deinterleave = conv;
 111             ac->func_descr        = descr;
 112             ac->ptr_align         = ptr_align;
 113             ac->samples_align     = samples_align;
 114             if (ptr_align == 1 && samples_align == 1) {
 115                 ac->conv_deinterleave_generic = conv;
 116                 ac->func_descr_generic        = descr;
 117             } else {
 118                 ac->has_optimized_func = 1;
 119             }
 120             found = 1;
 121         }
 122         break;
 123     }
 124     if (found) {
 125         av_log(ac->avr, AV_LOG_DEBUG, "audio_convert: found function: %-4s "
 126                "to %-4s (%s)\n", av_get_sample_fmt_name(ac->in_fmt),
 127                av_get_sample_fmt_name(ac->out_fmt), descr);
 128     }
 129 }
 130
 131 #define CONV_FUNC_NAME(dst_fmt, src_fmt) conv_ ## src_fmt ## _to_ ## dst_fmt
 132
 133 #define CONV_LOOP(otype, expr)                                              \
 134     do {                                                                    \
 135         *(otype *)po = expr;                                                \
 136         pi += is;                                                           \
 137         po += os;                                                           \
 138     } while (po < end);                                                     \
 139
 140 #define CONV_FUNC_FLAT(ofmt, otype, ifmt, itype, expr)                      \
 141 static void CONV_FUNC_NAME(ofmt, ifmt)(uint8_t *out, const uint8_t *in,     \
 142                                        int len)                             \
 143 {                                                                           \
 144     int is       = sizeof(itype);                                           \
 145     int os       = sizeof(otype);                                           \
 146     const uint8_t *pi = in;                                                 \
 147     uint8_t       *po = out;                                                \
 148     uint8_t *end = out + os * len;                                          \
 149     CONV_LOOP(otype, expr)                                                  \
 150 }
 151
 152 #define CONV_FUNC_INTERLEAVE(ofmt, otype, ifmt, itype, expr)                \
 153 static void CONV_FUNC_NAME(ofmt, ifmt)(uint8_t *out, const uint8_t **in,    \
 154                                        int len, int channels)               \
 155 {                                                                           \
 156     int ch;                                                                 \
 157     int out_bps = sizeof(otype);                                            \
 158     int is      = sizeof(itype);                                            \
 159     int os      = channels * out_bps;                                       \
 160     for (ch = 0; ch < channels; ch++) {                                     \
 161         const uint8_t *pi = in[ch];                                         \
 162         uint8_t       *po = out + ch * out_bps;                             \
 163         uint8_t      *end = po + os * len;                                  \
 164         CONV_LOOP(otype, expr)                                              \
 165     }                                                                       \
 166 }
 167
 168 #define CONV_FUNC_DEINTERLEAVE(ofmt, otype, ifmt, itype, expr)              \
 169 static void CONV_FUNC_NAME(ofmt, ifmt)(uint8_t **out, const uint8_t *in,    \
 170                                        int len, int channels)               \
 171 {                                                                           \
 172     int ch;                                                                 \
 173     int in_bps = sizeof(itype);                                             \
 174     int is     = channels * in_bps;                                         \
 175     int os     = sizeof(otype);                                             \
 176     for (ch = 0; ch < channels; ch++) {                                     \
 177         const uint8_t *pi = in  + ch * in_bps;                              \
 178         uint8_t       *po = out[ch];                                        \
 179         uint8_t      *end = po + os * len;                                  \
 180         CONV_LOOP(otype, expr)                                              \
 181     }                                                                       \
 182 }
 183
 184 #define CONV_FUNC_GROUP(ofmt, otype, ifmt, itype, expr) \
 185 CONV_FUNC_FLAT(        ofmt,      otype, ifmt,      itype, expr) \
 186 CONV_FUNC_INTERLEAVE(  ofmt,      otype, ifmt ## P, itype, expr) \
 187 CONV_FUNC_DEINTERLEAVE(ofmt ## P, otype, ifmt,      itype, expr)
 188
 189 CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_U8,  uint8_t, AV_SAMPLE_FMT_U8,  uint8_t,  *(const uint8_t *)pi)
 190 CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_S16, int16_t, AV_SAMPLE_FMT_U8,  uint8_t, (*(const uint8_t *)pi - 0x80) <<  8)
 191 CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_S32, int32_t, AV_SAMPLE_FMT_U8,  uint8_t, (*(const uint8_t *)pi - 0x80) << 24)
 192 CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_FLT, float,   AV_SAMPLE_FMT_U8,  uint8_t, (*(const uint8_t *)pi - 0x80) * (1.0f / (1 << 7)))
 193 CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_DBL, double,  AV_SAMPLE_FMT_U8,  uint8_t, (*(const uint8_t *)pi - 0x80) * (1.0  / (1 << 7)))
 194 CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_U8,  uint8_t, AV_SAMPLE_FMT_S16, int16_t, (*(const int16_t *)pi >> 8) + 0x80)
 195 CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_S16, int16_t, AV_SAMPLE_FMT_S16, int16_t,  *(const int16_t *)pi)
 196 CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_S32, int32_t, AV_SAMPLE_FMT_S16, int16_t,  *(const int16_t *)pi << 16)
 197 CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_FLT, float,   AV_SAMPLE_FMT_S16, int16_t,  *(const int16_t *)pi * (1.0f / (1 << 15)))
 198 CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_DBL, double,  AV_SAMPLE_FMT_S16, int16_t,  *(const int16_t *)pi * (1.0  / (1 << 15)))
 199 CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_U8,  uint8_t, AV_SAMPLE_FMT_S32, int32_t, (*(const int32_t *)pi >> 24) + 0x80)
 200 CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_S16, int16_t, AV_SAMPLE_FMT_S32, int32_t,  *(const int32_t *)pi >> 16)
 201 CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_S32, int32_t, AV_SAMPLE_FMT_S32, int32_t,  *(const int32_t *)pi)
 202 CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_FLT, float,   AV_SAMPLE_FMT_S32, int32_t,  *(const int32_t *)pi * (1.0f / (1U << 31)))
 203 CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_DBL, double,  AV_SAMPLE_FMT_S32, int32_t,  *(const int32_t *)pi * (1.0  / (1U << 31)))
 204 CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_U8,  uint8_t, AV_SAMPLE_FMT_FLT, float,   av_clip_uint8(  lrintf(*(const float *)pi * (1  <<  7)) + 0x80))
 205 CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_S16, int16_t, AV_SAMPLE_FMT_FLT, float,   av_clip_int16(  lrintf(*(const float *)pi * (1  << 15))))
 206 CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_S32, int32_t, AV_SAMPLE_FMT_FLT, float,   av_clipl_int32(llrintf(*(const float *)pi * (1U << 31))))
 207 CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_FLT, float,   AV_SAMPLE_FMT_FLT, float,   *(const float *)pi)
 208 CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_DBL, double,  AV_SAMPLE_FMT_FLT, float,   *(const float *)pi)
 209 CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_U8,  uint8_t, AV_SAMPLE_FMT_DBL, double,  av_clip_uint8(  lrint(*(const double *)pi * (1  <<  7)) + 0x80))
 210 CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_S16, int16_t, AV_SAMPLE_FMT_DBL, double,  av_clip_int16(  lrint(*(const double *)pi * (1  << 15))))
 211 CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_S32, int32_t, AV_SAMPLE_FMT_DBL, double,  av_clipl_int32(llrint(*(const double *)pi * (1U << 31))))
 212 CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_FLT, float,   AV_SAMPLE_FMT_DBL, double,  *(const double *)pi)
 213 CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_DBL, double,  AV_SAMPLE_FMT_DBL, double,  *(const double *)pi)
 214
 215 #define SET_CONV_FUNC_GROUP(ofmt, ifmt)                                                             \
 216 ff_audio_convert_set_func(ac, ofmt,      ifmt,      0, 1, 1, "C", CONV_FUNC_NAME(ofmt,      ifmt)); \
 217 ff_audio_convert_set_func(ac, ofmt ## P, ifmt,      0, 1, 1, "C", CONV_FUNC_NAME(ofmt ## P, ifmt)); \
 218 ff_audio_convert_set_func(ac, ofmt,      ifmt ## P, 0, 1, 1, "C", CONV_FUNC_NAME(ofmt,      ifmt ## P));
 219
 220 static void set_generic_function(AudioConvert *ac)
 221 {
 222     SET_CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_U8,  AV_SAMPLE_FMT_U8)
 223     SET_CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_S16, AV_SAMPLE_FMT_U8)
 224     SET_CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_S32, AV_SAMPLE_FMT_U8)
 225     SET_CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_FLT, AV_SAMPLE_FMT_U8)
 226     SET_CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_DBL, AV_SAMPLE_FMT_U8)
 227     SET_CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_U8,  AV_SAMPLE_FMT_S16)
 228     SET_CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_S16, AV_SAMPLE_FMT_S16)
 229     SET_CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_S32, AV_SAMPLE_FMT_S16)
 230     SET_CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_FLT, AV_SAMPLE_FMT_S16)
 231     SET_CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_DBL, AV_SAMPLE_FMT_S16)
 232     SET_CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_U8,  AV_SAMPLE_FMT_S32)
 233     SET_CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_S16, AV_SAMPLE_FMT_S32)
 234     SET_CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_S32, AV_SAMPLE_FMT_S32)
 235     SET_CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_FLT, AV_SAMPLE_FMT_S32)
 236     SET_CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_DBL, AV_SAMPLE_FMT_S32)
 237     SET_CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_U8,  AV_SAMPLE_FMT_FLT)
 238     SET_CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_S16, AV_SAMPLE_FMT_FLT)
 239     SET_CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_S32, AV_SAMPLE_FMT_FLT)
 240     SET_CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_FLT, AV_SAMPLE_FMT_FLT)
 241     SET_CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_DBL, AV_SAMPLE_FMT_FLT)
 242     SET_CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_U8,  AV_SAMPLE_FMT_DBL)
 243     SET_CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_S16, AV_SAMPLE_FMT_DBL)
 244     SET_CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_S32, AV_SAMPLE_FMT_DBL)
 245     SET_CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_FLT, AV_SAMPLE_FMT_DBL)
 246     SET_CONV_FUNC_GROUP(AV_SAMPLE_FMT_DBL, AV_SAMPLE_FMT_DBL)
 247 }
 248
 249 AudioConvert *ff_audio_convert_alloc(AVAudioResampleContext *avr,
 250                                      enum AVSampleFormat out_fmt,
 251                                      enum AVSampleFormat in_fmt,
 252                                      int channels)
 253 {
 254     AudioConvert *ac;
 255     int in_planar, out_planar;
 256
 257     ac = av_mallocz(sizeof(*ac));
 258     if (!ac)
 259         return NULL;
 260
 261     ac->avr      = avr;
 262     ac->out_fmt  = out_fmt;
 263     ac->in_fmt   = in_fmt;
 264     ac->channels = channels;
 265
 266     in_planar  = av_sample_fmt_is_planar(in_fmt);
 267     out_planar = av_sample_fmt_is_planar(out_fmt);
 268
 269     if (in_planar == out_planar) {
 270         ac->func_type = CONV_FUNC_TYPE_FLAT;
 271         ac->planes    = in_planar ? ac->channels : 1;
 272     } else if (in_planar)
 273         ac->func_type = CONV_FUNC_TYPE_INTERLEAVE;
 274     else
 275         ac->func_type = CONV_FUNC_TYPE_DEINTERLEAVE;
 276
 277     set_generic_function(ac);
 278
 279     if (ARCH_X86)
 280         ff_audio_convert_init_x86(ac);
 281
 282     return ac;
 283 }
 284
 285 int ff_audio_convert(AudioConvert *ac, AudioData *out, AudioData *in, int len)
 286 {
 287     int use_generic = 1;
 288
 289     /* determine whether to use the optimized function based on pointer and
 290        samples alignment in both the input and output */
 291     if (ac->has_optimized_func) {
 292         int ptr_align     = FFMIN(in->ptr_align,     out->ptr_align);
 293         int samples_align = FFMIN(in->samples_align, out->samples_align);
 294         int aligned_len   = FFALIGN(len, ac->samples_align);
 295         if (!(ptr_align % ac->ptr_align) && samples_align >= aligned_len) {
 296             len = aligned_len;
 297             use_generic = 0;
 298         }
 299     }
 300     av_dlog(ac->avr, "%d samples - audio_convert: %s to %s (%s)\n", len,
 301             av_get_sample_fmt_name(ac->in_fmt),
 302             av_get_sample_fmt_name(ac->out_fmt),
 303             use_generic ? ac->func_descr_generic : ac->func_descr);
 304
 305     switch (ac->func_type) {
 306     case CONV_FUNC_TYPE_FLAT: {
 307         int p;
 308         if (!in->is_planar)
 309             len *= in->channels;
 310         if (use_generic) {
 311             for (p = 0; p < ac->planes; p++)
 312                 ac->conv_flat_generic(out->data[p], in->data[p], len);
 313         } else {
 314             for (p = 0; p < ac->planes; p++)
 315                 ac->conv_flat(out->data[p], in->data[p], len);
 316         }
 317         break;
 318     }
 319     case CONV_FUNC_TYPE_INTERLEAVE:
 320         if (use_generic)
 321             ac->conv_interleave_generic(out->data[0], in->data, len, ac->channels);
 322         else
 323             ac->conv_interleave(out->data[0], in->data, len, ac->channels);
 324         break;
 325     case CONV_FUNC_TYPE_DEINTERLEAVE:
 326         if (use_generic)
 327             ac->conv_deinterleave_generic(out->data, in->data[0], len, ac->channels);
 328         else
 329             ac->conv_deinterleave(out->data, in->data[0], len, ac->channels);
 330         break;
 331     }
 332
 333     out->nb_samples = in->nb_samples;
 334     return 0;
 335 }