git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libswresample/audioconvert.c

   1 /*
   2  * audio conversion
   3  * Copyright (c) 2006 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   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 /**
  23  * @file
  24  * audio conversion
  25  * @author Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
  26  */
  27
  28 #include "libavutil/avstring.h"
  29 #include "libavutil/avassert.h"
  30 #include "libavutil/libm.h"
  31 #include "libavutil/samplefmt.h"
  32 #include "audioconvert.h"
  33
  34
  35 #define CONV_FUNC_NAME(dst_fmt, src_fmt) conv_ ## src_fmt ## _to_ ## dst_fmt
  36
  37 //FIXME rounding ?
  38 #define CONV_FUNC(ofmt, otype, ifmt, expr)\
  39 static void CONV_FUNC_NAME(ofmt, ifmt)(uint8_t *po, const uint8_t *pi, int is, int os, uint8_t *end)\
  40 {\
  41     uint8_t *end2 = end - 3*os;\
  42     while(po < end2){\
  43         *(otype*)po = expr; pi += is; po += os;\
  44         *(otype*)po = expr; pi += is; po += os;\
  45         *(otype*)po = expr; pi += is; po += os;\
  46         *(otype*)po = expr; pi += is; po += os;\
  47     }\
  48     while(po < end){\
  49         *(otype*)po = expr; pi += is; po += os;\
  50     }\
  51 }
  52
  53 //FIXME put things below under ifdefs so we do not waste space for cases no codec will need
  54 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_U8 , uint8_t, AV_SAMPLE_FMT_U8 ,  *(const uint8_t*)pi)
  55 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S16, int16_t, AV_SAMPLE_FMT_U8 , (*(const uint8_t*)pi - 0x80U)<<8)
  56 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S32, int32_t, AV_SAMPLE_FMT_U8 , (*(const uint8_t*)pi - 0x80U)<<24)
  57 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S64, int64_t, AV_SAMPLE_FMT_U8 , (uint64_t)((*(const uint8_t*)pi - 0x80U))<<56)
  58 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_FLT, float  , AV_SAMPLE_FMT_U8 , (*(const uint8_t*)pi - 0x80)*(1.0f/ (1<<7)))
  59 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_DBL, double , AV_SAMPLE_FMT_U8 , (*(const uint8_t*)pi - 0x80)*(1.0 / (1<<7)))
  60 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_U8 , uint8_t, AV_SAMPLE_FMT_S16, (*(const int16_t*)pi>>8) + 0x80)
  61 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S16, int16_t, AV_SAMPLE_FMT_S16,  *(const int16_t*)pi)
  62 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S32, int32_t, AV_SAMPLE_FMT_S16, *(const int16_t*)pi * (1 << 16))
  63 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S64, int64_t, AV_SAMPLE_FMT_S16, (uint64_t)(*(const int16_t*)pi)<<48)
  64 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_FLT, float  , AV_SAMPLE_FMT_S16,  *(const int16_t*)pi*(1.0f/ (1<<15)))
  65 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_DBL, double , AV_SAMPLE_FMT_S16,  *(const int16_t*)pi*(1.0 / (1<<15)))
  66 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_U8 , uint8_t, AV_SAMPLE_FMT_S32, (*(const int32_t*)pi>>24) + 0x80)
  67 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S16, int16_t, AV_SAMPLE_FMT_S32,  *(const int32_t*)pi>>16)
  68 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S32, int32_t, AV_SAMPLE_FMT_S32,  *(const int32_t*)pi)
  69 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S64, int64_t, AV_SAMPLE_FMT_S32, (uint64_t)(*(const int32_t*)pi)<<32)
  70 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_FLT, float  , AV_SAMPLE_FMT_S32,  *(const int32_t*)pi*(1.0f/ (1U<<31)))
  71 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_DBL, double , AV_SAMPLE_FMT_S32,  *(const int32_t*)pi*(1.0 / (1U<<31)))
  72 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_U8 , uint8_t, AV_SAMPLE_FMT_S64, (*(const int64_t*)pi>>56) + 0x80)
  73 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S16, int16_t, AV_SAMPLE_FMT_S64,  *(const int64_t*)pi>>48)
  74 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S32, int32_t, AV_SAMPLE_FMT_S64,  *(const int64_t*)pi>>32)
  75 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S64, int64_t, AV_SAMPLE_FMT_S64,  *(const int64_t*)pi)
  76 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_FLT, float  , AV_SAMPLE_FMT_S64,  *(const int64_t*)pi*(1.0f/ (UINT64_C(1)<<63)))
  77 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_DBL, double , AV_SAMPLE_FMT_S64,  *(const int64_t*)pi*(1.0 / (UINT64_C(1)<<63)))
  78 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_U8 , uint8_t, AV_SAMPLE_FMT_FLT, av_clip_uint8(  lrintf(*(const float*)pi * (1<<7)) + 0x80))
  79 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S16, int16_t, AV_SAMPLE_FMT_FLT, av_clip_int16(  lrintf(*(const float*)pi * (1<<15))))
  80 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S32, int32_t, AV_SAMPLE_FMT_FLT, av_clipl_int32(llrintf(*(const float*)pi * (1U<<31))))
  81 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S64, int64_t, AV_SAMPLE_FMT_FLT, llrintf(*(const float*)pi * (UINT64_C(1)<<63)))
  82 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_FLT, float  , AV_SAMPLE_FMT_FLT, *(const float*)pi)
  83 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_DBL, double , AV_SAMPLE_FMT_FLT, *(const float*)pi)
  84 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_U8 , uint8_t, AV_SAMPLE_FMT_DBL, av_clip_uint8(  lrint(*(const double*)pi * (1<<7)) + 0x80))
  85 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S16, int16_t, AV_SAMPLE_FMT_DBL, av_clip_int16(  lrint(*(const double*)pi * (1<<15))))
  86 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S32, int32_t, AV_SAMPLE_FMT_DBL, av_clipl_int32(llrint(*(const double*)pi * (1U<<31))))
  87 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S64, int64_t, AV_SAMPLE_FMT_DBL, llrint(*(const double*)pi * (UINT64_C(1)<<63)))
  88 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_FLT, float  , AV_SAMPLE_FMT_DBL, *(const double*)pi)
  89 CONV_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_DBL, double , AV_SAMPLE_FMT_DBL, *(const double*)pi)
  90
  91 #define FMT_PAIR_FUNC(out, in) [(out) + AV_SAMPLE_FMT_NB*(in)] = CONV_FUNC_NAME(out, in)
  92
  93 static conv_func_type * const fmt_pair_to_conv_functions[AV_SAMPLE_FMT_NB*AV_SAMPLE_FMT_NB] = {
  94     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_U8 , AV_SAMPLE_FMT_U8 ),
  95     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S16, AV_SAMPLE_FMT_U8 ),
  96     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S32, AV_SAMPLE_FMT_U8 ),
  97     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_FLT, AV_SAMPLE_FMT_U8 ),
  98     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_DBL, AV_SAMPLE_FMT_U8 ),
  99     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S64, AV_SAMPLE_FMT_U8 ),
 100     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_U8 , AV_SAMPLE_FMT_S16),
 101     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S16, AV_SAMPLE_FMT_S16),
 102     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S32, AV_SAMPLE_FMT_S16),
 103     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_FLT, AV_SAMPLE_FMT_S16),
 104     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_DBL, AV_SAMPLE_FMT_S16),
 105     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S64, AV_SAMPLE_FMT_S16),
 106     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_U8 , AV_SAMPLE_FMT_S32),
 107     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S16, AV_SAMPLE_FMT_S32),
 108     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S32, AV_SAMPLE_FMT_S32),
 109     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_FLT, AV_SAMPLE_FMT_S32),
 110     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_DBL, AV_SAMPLE_FMT_S32),
 111     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S64, AV_SAMPLE_FMT_S32),
 112     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_U8 , AV_SAMPLE_FMT_FLT),
 113     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S16, AV_SAMPLE_FMT_FLT),
 114     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S32, AV_SAMPLE_FMT_FLT),
 115     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_FLT, AV_SAMPLE_FMT_FLT),
 116     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_DBL, AV_SAMPLE_FMT_FLT),
 117     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S64, AV_SAMPLE_FMT_FLT),
 118     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_U8 , AV_SAMPLE_FMT_DBL),
 119     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S16, AV_SAMPLE_FMT_DBL),
 120     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S32, AV_SAMPLE_FMT_DBL),
 121     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_FLT, AV_SAMPLE_FMT_DBL),
 122     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_DBL, AV_SAMPLE_FMT_DBL),
 123     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S64, AV_SAMPLE_FMT_DBL),
 124     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_U8 , AV_SAMPLE_FMT_S64),
 125     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S16, AV_SAMPLE_FMT_S64),
 126     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S32, AV_SAMPLE_FMT_S64),
 127     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_FLT, AV_SAMPLE_FMT_S64),
 128     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_DBL, AV_SAMPLE_FMT_S64),
 129     FMT_PAIR_FUNC(AV_SAMPLE_FMT_S64, AV_SAMPLE_FMT_S64),
 130 };
 131
 132 static void cpy1(uint8_t **dst, const uint8_t **src, int len){
 133     memcpy(*dst, *src, len);
 134 }
 135 static void cpy2(uint8_t **dst, const uint8_t **src, int len){
 136     memcpy(*dst, *src, 2*len);
 137 }
 138 static void cpy4(uint8_t **dst, const uint8_t **src, int len){
 139     memcpy(*dst, *src, 4*len);
 140 }
 141 static void cpy8(uint8_t **dst, const uint8_t **src, int len){
 142     memcpy(*dst, *src, 8*len);
 143 }
 144
 145 AudioConvert *swri_audio_convert_alloc(enum AVSampleFormat out_fmt,
 146                                        enum AVSampleFormat in_fmt,
 147                                        int channels, const int *ch_map,
 148                                        int flags)
 149 {
 150     AudioConvert *ctx;
 151     conv_func_type *f = fmt_pair_to_conv_functions[av_get_packed_sample_fmt(out_fmt) + AV_SAMPLE_FMT_NB*av_get_packed_sample_fmt(in_fmt)];
 152
 153     if (!f)
 154         return NULL;
 155     ctx = av_mallocz(sizeof(*ctx));
 156     if (!ctx)
 157         return NULL;
 158
 159     if(channels == 1){
 160          in_fmt = av_get_planar_sample_fmt( in_fmt);
 161         out_fmt = av_get_planar_sample_fmt(out_fmt);
 162     }
 163
 164     ctx->channels = channels;
 165     ctx->conv_f   = f;
 166     ctx->ch_map   = ch_map;
 167     if (in_fmt == AV_SAMPLE_FMT_U8 || in_fmt == AV_SAMPLE_FMT_U8P)
 168         memset(ctx->silence, 0x80, sizeof(ctx->silence));
 169
 170     if(out_fmt == in_fmt && !ch_map) {
 171         switch(av_get_bytes_per_sample(in_fmt)){
 172             case 1:ctx->simd_f = cpy1; break;
 173             case 2:ctx->simd_f = cpy2; break;
 174             case 4:ctx->simd_f = cpy4; break;
 175             case 8:ctx->simd_f = cpy8; break;
 176         }
 177     }
 178
 179     if(HAVE_X86ASM && HAVE_MMX) swri_audio_convert_init_x86(ctx, out_fmt, in_fmt, channels);
 180     if(ARCH_ARM)              swri_audio_convert_init_arm(ctx, out_fmt, in_fmt, channels);
 181     if(ARCH_AARCH64)          swri_audio_convert_init_aarch64(ctx, out_fmt, in_fmt, channels);
 182
 183     return ctx;
 184 }
 185
 186 void swri_audio_convert_free(AudioConvert **ctx)
 187 {
 188     av_freep(ctx);
 189 }
 190
 191 int swri_audio_convert(AudioConvert *ctx, AudioData *out, AudioData *in, int len)
 192 {
 193     int ch;
 194     int off=0;
 195     const int os= (out->planar ? 1 :out->ch_count) *out->bps;
 196     unsigned misaligned = 0;
 197
 198     av_assert0(ctx->channels == out->ch_count);
 199
 200     if (ctx->in_simd_align_mask) {
 201         int planes = in->planar ? in->ch_count : 1;
 202         unsigned m = 0;
 203         for (ch = 0; ch < planes; ch++)
 204             m |= (intptr_t)in->ch[ch];
 205         misaligned |= m & ctx->in_simd_align_mask;
 206     }
 207     if (ctx->out_simd_align_mask) {
 208         int planes = out->planar ? out->ch_count : 1;
 209         unsigned m = 0;
 210         for (ch = 0; ch < planes; ch++)
 211             m |= (intptr_t)out->ch[ch];
 212         misaligned |= m & ctx->out_simd_align_mask;
 213     }
 214
 215     //FIXME optimize common cases
 216
 217     if(ctx->simd_f && !ctx->ch_map && !misaligned){
 218         off = len&~15;
 219         av_assert1(off>=0);
 220         av_assert1(off<=len);
 221         av_assert2(ctx->channels == SWR_CH_MAX || !in->ch[ctx->channels]);
 222         if(off>0){
 223             if(out->planar == in->planar){
 224                 int planes = out->planar ? out->ch_count : 1;
 225                 for(ch=0; ch<planes; ch++){
 226                     ctx->simd_f(out->ch+ch, (const uint8_t **)in->ch+ch, off * (out->planar ? 1 :out->ch_count));
 227                 }
 228             }else{
 229                 ctx->simd_f(out->ch, (const uint8_t **)in->ch, off);
 230             }
 231         }
 232         if(off == len)
 233             return 0;
 234     }
 235
 236     for(ch=0; ch<ctx->channels; ch++){
 237         const int ich= ctx->ch_map ? ctx->ch_map[ch] : ch;
 238         const int is= ich < 0 ? 0 : (in->planar ? 1 : in->ch_count) * in->bps;
 239         const uint8_t *pi= ich < 0 ? ctx->silence : in->ch[ich];
 240         uint8_t *end, *po = out->ch[ch];
 241         if(!po)
 242             continue;
 243         end = po + os * len;
 244         ctx->conv_f(po+off*os, pi+off*is, is, os, end);
 245     }
 246     return 0;
 247 }