git.sesse.net Git - vlc/blob - modules/packetizer/mpeg4audio.c

   1 /*****************************************************************************
   2  * mpeg4audio.c: parse and packetize an MPEG 4 audio stream
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 2001, 2002, 2006 the VideoLAN team
   5  * $Id$
   6  *
   7  * Authors: Laurent Aimar <fenrir@via.ecp.fr>
   8  *          Gildas Bazin <gbazin@netcourrier.com>
   9  *
  10  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  11  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  12  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  13  * (at your option) any later version.
  14  *
  15  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  18  * GNU General Public License for more details.
  19  *
  20  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  21  * along with this program; if not, write to the Free Software
  22  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston MA 02110-1301, USA.
  23  *****************************************************************************/
  24
  25 /*****************************************************************************
  26  * Preamble
  27  *****************************************************************************/
  28 #include <string.h>                                              /* strdup() */
  29
  30 #include <vlc/vlc.h>
  31 #include <vlc_aout.h>
  32 #include <vlc_codec.h>
  33 #include <vlc_block.h>
  34 #include <vlc_sout.h>
  35 #include <vlc_codecs.h>
  36 #include <vlc_input.h>
  37
  38 #include "vlc_block_helper.h"
  39
  40 /* AAC Config in ES:
  41  *
  42  * AudioObjectType          5 bits
  43  * samplingFrequencyIndex   4 bits
  44  * if (samplingFrequencyIndex == 0xF)
  45  *  samplingFrequency   24 bits
  46  * channelConfiguration     4 bits
  47  * GA_SpecificConfig
  48  *  FrameLengthFlag         1 bit 1024 or 960
  49  *  DependsOnCoreCoder      1 bit (always 0)
  50  *  ExtensionFlag           1 bit (always 0)
  51  */
  52
  53 /*****************************************************************************
  54  * decoder_sys_t : decoder descriptor
  55  *****************************************************************************/
  56 struct decoder_sys_t
  57 {
  58     /*
  59      * Input properties
  60      */
  61     int i_state;
  62
  63     block_bytestream_t bytestream;
  64
  65     /*
  66      * Common properties
  67      */
  68     audio_date_t end_date;
  69     mtime_t i_pts;
  70
  71     int i_frame_size;
  72     unsigned int i_raw_blocks;
  73     unsigned int i_channels;
  74     unsigned int i_rate, i_frame_length, i_header_size;
  75
  76     int i_input_rate;
  77 };
  78
  79 enum {
  80
  81     STATE_NOSYNC,
  82     STATE_SYNC,
  83     STATE_HEADER,
  84     STATE_NEXT_SYNC,
  85     STATE_GET_DATA,
  86     STATE_SEND_DATA
  87 };
  88
  89 static int i_sample_rates[] =
  90 {
  91     96000, 88200, 64000, 48000, 44100, 32000, 24000, 22050,
  92     16000, 12000, 11025, 8000,  7350,  0,     0,     0
  93 };
  94
  95 #define ADTS_HEADER_SIZE 9
  96
  97 /****************************************************************************
  98  * Local prototypes
  99  ****************************************************************************/
 100 static int  OpenPacketizer( vlc_object_t * );
 101 static void ClosePacketizer( vlc_object_t * );
 102
 103 static block_t *PacketizeBlock    ( decoder_t *, block_t ** );
 104 static block_t *ADTSPacketizeBlock( decoder_t *, block_t ** );
 105
 106 static uint8_t *GetOutBuffer ( decoder_t *, void ** );
 107
 108 static int ADTSSyncInfo( decoder_t *, const byte_t * p_buf,
 109                          unsigned int * pi_channels,
 110                          unsigned int * pi_sample_rate,
 111                          unsigned int * pi_frame_length,
 112                          unsigned int * pi_header_size,
 113                          unsigned int * pi_raw_blocks );
 114
 115 /*****************************************************************************
 116  * Module descriptor
 117  *****************************************************************************/
 118 vlc_module_begin();
 119     set_category( CAT_SOUT );
 120     set_subcategory( SUBCAT_SOUT_PACKETIZER );
 121     set_description( _("MPEG4 audio packetizer") );
 122     set_capability( "packetizer", 50 );
 123     set_callbacks( OpenPacketizer, ClosePacketizer );
 124 vlc_module_end();
 125
 126 /*****************************************************************************
 127  * OpenPacketizer: probe the packetizer and return score
 128  *****************************************************************************/
 129 static int OpenPacketizer( vlc_object_t *p_this )
 130 {
 131     decoder_t *p_dec = (decoder_t*)p_this;
 132     decoder_sys_t *p_sys;
 133
 134     if( p_dec->fmt_in.i_codec != VLC_FOURCC( 'm', 'p', '4', 'a' ) )
 135     {
 136         return VLC_EGENERIC;
 137     }
 138
 139     /* Allocate the memory needed to store the decoder's structure */
 140     if( ( p_dec->p_sys = p_sys =
 141           (decoder_sys_t *)malloc(sizeof(decoder_sys_t)) ) == NULL )
 142     {
 143         msg_Err( p_dec, "out of memory" );
 144         return VLC_EGENERIC;
 145     }
 146
 147     /* Misc init */
 148     p_sys->i_state = STATE_NOSYNC;
 149     aout_DateSet( &p_sys->end_date, 0 );
 150     p_sys->bytestream = block_BytestreamInit( p_dec );
 151     p_sys->i_input_rate = INPUT_RATE_DEFAULT;
 152
 153     /* Set output properties */
 154     p_dec->fmt_out.i_cat = AUDIO_ES;
 155     p_dec->fmt_out.i_codec = VLC_FOURCC('m','p','4','a');
 156
 157     /* Set callback */
 158     p_dec->pf_packetize = PacketizeBlock;
 159
 160     msg_Dbg( p_dec, "running MPEG4 audio packetizer" );
 161
 162     if( p_dec->fmt_in.i_extra > 0 )
 163     {
 164         uint8_t *p_config = (uint8_t*)p_dec->fmt_in.p_extra;
 165         int     i_index;
 166
 167         i_index = ( ( p_config[0] << 1 ) | ( p_config[1] >> 7 ) ) & 0x0f;
 168         if( i_index != 0x0f )
 169         {
 170             p_dec->fmt_out.audio.i_rate = i_sample_rates[i_index];
 171             p_dec->fmt_out.audio.i_frame_length =
 172                 (( p_config[1] >> 2 ) & 0x01) ? 960 : 1024;
 173         }
 174         else
 175         {
 176             p_dec->fmt_out.audio.i_rate = ( ( p_config[1] & 0x7f ) << 17 ) |
 177                 ( p_config[2] << 9 ) | ( p_config[3] << 1 ) |
 178                 ( p_config[4] >> 7 );
 179             p_dec->fmt_out.audio.i_frame_length =
 180                 (( p_config[4] >> 2 ) & 0x01) ? 960 : 1024;
 181         }
 182
 183         msg_Dbg( p_dec, "AAC %dHz %d samples/frame",
 184                  p_dec->fmt_out.audio.i_rate,
 185                  p_dec->fmt_out.audio.i_frame_length );
 186
 187         aout_DateInit( &p_sys->end_date, p_dec->fmt_out.audio.i_rate );
 188
 189         p_dec->fmt_out.audio.i_channels = p_dec->fmt_in.audio.i_channels;
 190         p_dec->fmt_out.i_extra = p_dec->fmt_in.i_extra;
 191         p_dec->fmt_out.p_extra = malloc( p_dec->fmt_in.i_extra );
 192         memcpy( p_dec->fmt_out.p_extra, p_dec->fmt_in.p_extra,
 193                 p_dec->fmt_in.i_extra );
 194     }
 195     else
 196     {
 197         msg_Dbg( p_dec, "no decoder specific info, must be an ADTS stream" );
 198
 199         aout_DateInit( &p_sys->end_date, p_dec->fmt_in.audio.i_rate );
 200
 201         /* We will try to create a AAC Config from adts */
 202         p_dec->fmt_out.i_extra = 0;
 203         p_dec->fmt_out.p_extra = NULL;
 204         p_dec->pf_packetize = ADTSPacketizeBlock;
 205     }
 206
 207     return VLC_SUCCESS;
 208 }
 209
 210 /****************************************************************************
 211  * PacketizeBlock: the whole thing
 212  ****************************************************************************
 213  * This function must be fed with complete frames.
 214  ****************************************************************************/
 215 static block_t *PacketizeBlock( decoder_t *p_dec, block_t **pp_block )
 216 {
 217     decoder_sys_t *p_sys = p_dec->p_sys;
 218     block_t *p_block;
 219
 220     if( !pp_block || !*pp_block ) return NULL;
 221
 222     if( (*pp_block)->i_flags&(BLOCK_FLAG_DISCONTINUITY|BLOCK_FLAG_CORRUPTED) )
 223     {
 224         //aout_DateSet( &p_sys->end_date, 0 );
 225         block_Release( *pp_block );
 226         return NULL;
 227     }
 228
 229     p_block = *pp_block;
 230     *pp_block = NULL; /* Don't reuse this block */
 231
 232     if( !aout_DateGet( &p_sys->end_date ) && !p_block->i_pts )
 233     {
 234         /* We've just started the stream, wait for the first PTS. */
 235         block_Release( p_block );
 236         return NULL;
 237     }
 238     else if( p_block->i_pts != 0 &&
 239              p_block->i_pts != aout_DateGet( &p_sys->end_date ) )
 240     {
 241         aout_DateSet( &p_sys->end_date, p_block->i_pts );
 242     }
 243
 244     p_block->i_pts = p_block->i_dts = aout_DateGet( &p_sys->end_date );
 245
 246     p_block->i_length = aout_DateIncrement( &p_sys->end_date,
 247         p_dec->fmt_out.audio.i_frame_length * p_sys->i_input_rate / INPUT_RATE_DEFAULT ) - p_block->i_pts;
 248
 249     return p_block;
 250 }
 251
 252 /****************************************************************************
 253  * DTSPacketizeBlock: the whole thing
 254  ****************************************************************************/
 255 static block_t *ADTSPacketizeBlock( decoder_t *p_dec, block_t **pp_block )
 256 {
 257     decoder_sys_t *p_sys = p_dec->p_sys;
 258     uint8_t p_header[ADTS_HEADER_SIZE];
 259     void *p_out_buffer;
 260     uint8_t *p_buf;
 261
 262     if( !pp_block || !*pp_block ) return NULL;
 263
 264     if( (*pp_block)->i_flags&(BLOCK_FLAG_DISCONTINUITY|BLOCK_FLAG_CORRUPTED) )
 265     {
 266         if( (*pp_block)->i_flags&BLOCK_FLAG_CORRUPTED )
 267         {
 268             p_sys->i_state = STATE_NOSYNC;
 269             block_BytestreamFlush( &p_sys->bytestream );
 270         }
 271         //aout_DateSet( &p_sys->end_date, 0 );
 272         block_Release( *pp_block );
 273         return NULL;
 274     }
 275
 276     if( !aout_DateGet( &p_sys->end_date ) && !(*pp_block)->i_pts )
 277     {
 278         /* We've just started the stream, wait for the first PTS. */
 279         block_Release( *pp_block );
 280         return NULL;
 281     }
 282
 283     if( (*pp_block)->i_rate > 0 )
 284         p_sys->i_input_rate = (*pp_block)->i_rate;
 285
 286     block_BytestreamPush( &p_sys->bytestream, *pp_block );
 287
 288     while( 1 )
 289     {
 290         switch( p_sys->i_state )
 291         {
 292
 293         case STATE_NOSYNC:
 294             while( block_PeekBytes( &p_sys->bytestream, p_header, 2 )
 295                    == VLC_SUCCESS )
 296             {
 297                 /* Look for sync word - should be 0xfff + 2 layer bits */
 298                 if( p_header[0] == 0xff && (p_header[1] & 0xf6) == 0xf0 )
 299                 {
 300                     p_sys->i_state = STATE_SYNC;
 301                     break;
 302                 }
 303                 block_SkipByte( &p_sys->bytestream );
 304             }
 305             if( p_sys->i_state != STATE_SYNC )
 306             {
 307                 block_BytestreamFlush( &p_sys->bytestream );
 308
 309                 /* Need more data */
 310                 return NULL;
 311             }
 312
 313         case STATE_SYNC:
 314             /* New frame, set the Presentation Time Stamp */
 315             p_sys->i_pts = p_sys->bytestream.p_block->i_pts;
 316             if( p_sys->i_pts != 0 &&
 317                 p_sys->i_pts != aout_DateGet( &p_sys->end_date ) )
 318             {
 319                 aout_DateSet( &p_sys->end_date, p_sys->i_pts );
 320             }
 321             p_sys->i_state = STATE_HEADER;
 322             break;
 323
 324         case STATE_HEADER:
 325             /* Get ADTS frame header (ADTS_HEADER_SIZE bytes) */
 326             if( block_PeekBytes( &p_sys->bytestream, p_header,
 327                                  ADTS_HEADER_SIZE ) != VLC_SUCCESS )
 328             {
 329                 /* Need more data */
 330                 return NULL;
 331             }
 332
 333             /* Check if frame is valid and get frame info */
 334             p_sys->i_frame_size = ADTSSyncInfo( p_dec, p_header,
 335                                                 &p_sys->i_channels,
 336                                                 &p_sys->i_rate,
 337                                                 &p_sys->i_frame_length,
 338                                                 &p_sys->i_header_size,
 339                                                 &p_sys->i_raw_blocks );
 340             if( p_sys->i_frame_size <= 0 )
 341             {
 342                 msg_Dbg( p_dec, "emulated sync word" );
 343                 block_SkipByte( &p_sys->bytestream );
 344                 p_sys->i_state = STATE_NOSYNC;
 345                 break;
 346             }
 347
 348             p_sys->i_state = STATE_NEXT_SYNC;
 349
 350         case STATE_NEXT_SYNC:
 351             /* TODO: If p_block == NULL, flush the buffer without checking the
 352              * next sync word */
 353
 354             /* Check if next expected frame contains the sync word */
 355             if( block_PeekOffsetBytes( &p_sys->bytestream, p_sys->i_frame_size
 356                                        + p_sys->i_header_size, p_header, 2 )
 357                 != VLC_SUCCESS )
 358             {
 359                 /* Need more data */
 360                 return NULL;
 361             }
 362
 363             if( p_header[0] != 0xff || (p_header[1] & 0xf6) != 0xf0 )
 364             {
 365                 msg_Dbg( p_dec, "emulated sync word "
 366                          "(no sync on following frame)" );
 367                 p_sys->i_state = STATE_NOSYNC;
 368                 block_SkipByte( &p_sys->bytestream );
 369                 break;
 370             }
 371
 372             p_sys->i_state = STATE_SEND_DATA;
 373             break;
 374
 375         case STATE_GET_DATA:
 376             /* Make sure we have enough data.
 377              * (Not useful if we went through NEXT_SYNC) */
 378             if( block_WaitBytes( &p_sys->bytestream, p_sys->i_frame_size +
 379                                  p_sys->i_header_size) != VLC_SUCCESS )
 380             {
 381                 /* Need more data */
 382                 return NULL;
 383             }
 384             p_sys->i_state = STATE_SEND_DATA;
 385
 386         case STATE_SEND_DATA:
 387             if( !(p_buf = GetOutBuffer( p_dec, &p_out_buffer )) )
 388             {
 389                 //p_dec->b_error = VLC_TRUE;
 390                 return NULL;
 391             }
 392
 393             /* When we reach this point we already know we have enough
 394              * data available. */
 395
 396             /* Skip the ADTS header */
 397             block_SkipBytes( &p_sys->bytestream, p_sys->i_header_size );
 398
 399             /* Copy the whole frame into the buffer */
 400             block_GetBytes( &p_sys->bytestream, p_buf, p_sys->i_frame_size );
 401
 402             /* Make sure we don't reuse the same pts twice */
 403             if( p_sys->i_pts == p_sys->bytestream.p_block->i_pts )
 404                 p_sys->i_pts = p_sys->bytestream.p_block->i_pts = 0;
 405
 406             /* So p_block doesn't get re-added several times */
 407             *pp_block = block_BytestreamPop( &p_sys->bytestream );
 408
 409             p_sys->i_state = STATE_NOSYNC;
 410
 411             return p_out_buffer;
 412         }
 413     }
 414
 415     return NULL;
 416 }
 417
 418 /*****************************************************************************
 419  * GetOutBuffer:
 420  *****************************************************************************/
 421 static uint8_t *GetOutBuffer( decoder_t *p_dec, void **pp_out_buffer )
 422 {
 423     decoder_sys_t *p_sys = p_dec->p_sys;
 424     block_t *p_block;
 425
 426     if( p_dec->fmt_out.audio.i_rate != p_sys->i_rate )
 427     {
 428         msg_Info( p_dec, "AAC channels: %d samplerate: %d",
 429                   p_sys->i_channels, p_sys->i_rate );
 430
 431         aout_DateInit( &p_sys->end_date, p_sys->i_rate );
 432         aout_DateSet( &p_sys->end_date, p_sys->i_pts );
 433     }
 434
 435     p_dec->fmt_out.audio.i_rate     = p_sys->i_rate;
 436     p_dec->fmt_out.audio.i_channels = p_sys->i_channels;
 437     p_dec->fmt_out.audio.i_bytes_per_frame = p_sys->i_frame_size;
 438     p_dec->fmt_out.audio.i_frame_length = p_sys->i_frame_length;
 439
 440 #if 0
 441     p_dec->fmt_out.audio.i_original_channels = p_sys->i_channels_conf;
 442     p_dec->fmt_out.audio.i_physical_channels =
 443         p_sys->i_channels_conf & AOUT_CHAN_PHYSMASK;
 444 #endif
 445
 446     p_block = block_New( p_dec, p_sys->i_frame_size );
 447     if( p_block == NULL ) return NULL;
 448
 449     p_block->i_pts = p_block->i_dts = aout_DateGet( &p_sys->end_date );
 450
 451     p_block->i_length = aout_DateIncrement( &p_sys->end_date,
 452                             p_sys->i_frame_length * p_sys->i_input_rate / INPUT_RATE_DEFAULT ) -
 453                                 p_block->i_pts;
 454
 455     *pp_out_buffer = p_block;
 456     return p_block->p_buffer;
 457 }
 458
 459 /*****************************************************************************
 460  * ClosePacketizer: clean up the packetizer
 461  *****************************************************************************/
 462 static void ClosePacketizer( vlc_object_t *p_this )
 463 {
 464     decoder_t *p_dec = (decoder_t *)p_this;
 465     decoder_sys_t *p_sys = p_dec->p_sys;
 466
 467     block_BytestreamRelease( &p_sys->bytestream );
 468
 469     free( p_dec->p_sys );
 470 }
 471
 472 /*****************************************************************************
 473  * ADTSSyncInfo: parse MPEG 4 audio ADTS sync info
 474  *****************************************************************************/
 475 static int ADTSSyncInfo( decoder_t * p_dec, const byte_t * p_buf,
 476                          unsigned int * pi_channels,
 477                          unsigned int * pi_sample_rate,
 478                          unsigned int * pi_frame_length,
 479                          unsigned int * pi_header_size,
 480                          unsigned int * pi_raw_blocks_in_frame )
 481 {
 482     int i_id, i_profile, i_sample_rate_idx, i_frame_size;
 483     vlc_bool_t b_crc;
 484
 485     /* Fixed header between frames */
 486     i_id = ( (p_buf[1] >> 3) & 0x01 ) ? 2 : 4;
 487     b_crc = !(p_buf[1] & 0x01);
 488     i_profile = p_buf[2] >> 6;
 489     i_sample_rate_idx = (p_buf[2] >> 2) & 0x0f;
 490     *pi_sample_rate = i_sample_rates[i_sample_rate_idx];
 491     *pi_channels = ((p_buf[2] & 0x01) << 2) | ((p_buf[3] >> 6) & 0x03);
 492
 493     /* Variable header */
 494     i_frame_size = ((p_buf[3] & 0x03) << 11) | (p_buf[4] << 3) |
 495                    ((p_buf[5] >> 5) & 0x7);
 496     *pi_raw_blocks_in_frame = (p_buf[6] & 0x02) + 1;
 497
 498     if( !*pi_sample_rate || !*pi_channels || !i_frame_size )
 499     {
 500         return 0;
 501     }
 502
 503     /* Fixme */
 504     *pi_frame_length = 1024;
 505
 506     /* Build the decoder specific info header */
 507     if( !p_dec->fmt_out.i_extra )
 508     {
 509         p_dec->fmt_out.i_extra = 2;
 510         p_dec->fmt_out.p_extra = malloc( 2 );
 511         ((uint8_t *)p_dec->fmt_out.p_extra)[0] =
 512             (i_profile + 1) << 3 | (i_sample_rate_idx >> 1);
 513         ((uint8_t *)p_dec->fmt_out.p_extra)[1] =
 514             ((i_sample_rate_idx & 0x01) << 7) | (*pi_channels <<3);
 515     }
 516
 517     /* ADTS header length */
 518     *pi_header_size = b_crc ? 9 : 7;
 519
 520     return i_frame_size - *pi_header_size;
 521 }