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