libavcodec/mpc7.c

   1 /*
   2  * Musepack SV7 decoder
   3  * Copyright (c) 2006 Konstantin Shishkov
   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 /**
  23  * @file
  24  * MPEG Audio Layer 1/2 -like codec with frames of 1152 samples
  25  * divided into 32 subbands.
  26  */
  27
  28 #include "libavutil/lfg.h"
  29 #include "avcodec.h"
  30 #include "get_bits.h"
  31 #include "dsputil.h"
  32 #include "mpegaudiodsp.h"
  33 #include "libavutil/audioconvert.h"
  34
  35 #include "mpc.h"
  36 #include "mpc7data.h"
  37
  38 #define BANDS            32
  39 #define SAMPLES_PER_BAND 36
  40 #define MPC_FRAME_SIZE   (BANDS * SAMPLES_PER_BAND)
  41
  42 static VLC scfi_vlc, dscf_vlc, hdr_vlc, quant_vlc[MPC7_QUANT_VLC_TABLES][2];
  43
  44 static const uint16_t quant_offsets[MPC7_QUANT_VLC_TABLES*2 + 1] =
  45 {
  46        0, 512, 1024, 1536, 2052, 2564, 3076, 3588, 4100, 4612, 5124,
  47        5636, 6164, 6676, 7224
  48 };
  49
  50
  51 static av_cold int mpc7_decode_init(AVCodecContext * avctx)
  52 {
  53     int i, j;
  54     MPCContext *c = avctx->priv_data;
  55     GetBitContext gb;
  56     uint8_t buf[16];
  57     static int vlc_initialized = 0;
  58
  59     static VLC_TYPE scfi_table[1 << MPC7_SCFI_BITS][2];
  60     static VLC_TYPE dscf_table[1 << MPC7_DSCF_BITS][2];
  61     static VLC_TYPE hdr_table[1 << MPC7_HDR_BITS][2];
  62     static VLC_TYPE quant_tables[7224][2];
  63
  64     if(avctx->extradata_size < 16){
  65         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too small extradata size (%i)!\n", avctx->extradata_size);
  66         return -1;
  67     }
  68     memset(c->oldDSCF, 0, sizeof(c->oldDSCF));
  69     av_lfg_init(&c->rnd, 0xDEADBEEF);
  70     dsputil_init(&c->dsp, avctx);
  71     ff_mpadsp_init(&c->mpadsp);
  72     c->dsp.bswap_buf((uint32_t*)buf, (const uint32_t*)avctx->extradata, 4);
  73     ff_mpc_init();
  74     init_get_bits(&gb, buf, 128);
  75
  76     c->IS = get_bits1(&gb);
  77     c->MSS = get_bits1(&gb);
  78     c->maxbands = get_bits(&gb, 6);
  79     if(c->maxbands >= BANDS){
  80         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bands: %i\n", c->maxbands);
  81         return -1;
  82     }
  83     skip_bits_long(&gb, 88);
  84     c->gapless = get_bits1(&gb);
  85     c->lastframelen = get_bits(&gb, 11);
  86     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "IS: %d, MSS: %d, TG: %d, LFL: %d, bands: %d\n",
  87             c->IS, c->MSS, c->gapless, c->lastframelen, c->maxbands);
  88     c->frames_to_skip = 0;
  89
  90     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16;
  91     avctx->channel_layout = (avctx->channels==2) ? AV_CH_LAYOUT_STEREO : AV_CH_LAYOUT_MONO;
  92
  93     if(vlc_initialized) return 0;
  94     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Initing VLC\n");
  95     scfi_vlc.table = scfi_table;
  96     scfi_vlc.table_allocated = 1 << MPC7_SCFI_BITS;
  97     if(init_vlc(&scfi_vlc, MPC7_SCFI_BITS, MPC7_SCFI_SIZE,
  98                 &mpc7_scfi[1], 2, 1,
  99                 &mpc7_scfi[0], 2, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC)){
 100         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot init SCFI VLC\n");
 101         return -1;
 102     }
 103     dscf_vlc.table = dscf_table;
 104     dscf_vlc.table_allocated = 1 << MPC7_DSCF_BITS;
 105     if(init_vlc(&dscf_vlc, MPC7_DSCF_BITS, MPC7_DSCF_SIZE,
 106                 &mpc7_dscf[1], 2, 1,
 107                 &mpc7_dscf[0], 2, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC)){
 108         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot init DSCF VLC\n");
 109         return -1;
 110     }
 111     hdr_vlc.table = hdr_table;
 112     hdr_vlc.table_allocated = 1 << MPC7_HDR_BITS;
 113     if(init_vlc(&hdr_vlc, MPC7_HDR_BITS, MPC7_HDR_SIZE,
 114                 &mpc7_hdr[1], 2, 1,
 115                 &mpc7_hdr[0], 2, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC)){
 116         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot init HDR VLC\n");
 117         return -1;
 118     }
 119     for(i = 0; i < MPC7_QUANT_VLC_TABLES; i++){
 120         for(j = 0; j < 2; j++){
 121             quant_vlc[i][j].table = &quant_tables[quant_offsets[i*2 + j]];
 122             quant_vlc[i][j].table_allocated = quant_offsets[i*2 + j + 1] - quant_offsets[i*2 + j];
 123             if(init_vlc(&quant_vlc[i][j], 9, mpc7_quant_vlc_sizes[i],
 124                         &mpc7_quant_vlc[i][j][1], 4, 2,
 125                         &mpc7_quant_vlc[i][j][0], 4, 2, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC)){
 126                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot init QUANT VLC %i,%i\n",i,j);
 127                 return -1;
 128             }
 129         }
 130     }
 131     vlc_initialized = 1;
 132     return 0;
 133 }
 134
 135 /**
 136  * Fill samples for given subband
 137  */
 138 static inline void idx_to_quant(MPCContext *c, GetBitContext *gb, int idx, int *dst)
 139 {
 140     int i, i1, t;
 141     switch(idx){
 142     case -1:
 143         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++){
 144             *dst++ = (av_lfg_get(&c->rnd) & 0x3FC) - 510;
 145         }
 146         break;
 147     case 1:
 148         i1 = get_bits1(gb);
 149         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND/3; i++){
 150             t = get_vlc2(gb, quant_vlc[0][i1].table, 9, 2);
 151             *dst++ = mpc7_idx30[t];
 152             *dst++ = mpc7_idx31[t];
 153             *dst++ = mpc7_idx32[t];
 154         }
 155         break;
 156     case 2:
 157         i1 = get_bits1(gb);
 158         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND/2; i++){
 159             t = get_vlc2(gb, quant_vlc[1][i1].table, 9, 2);
 160             *dst++ = mpc7_idx50[t];
 161             *dst++ = mpc7_idx51[t];
 162         }
 163         break;
 164     case  3: case  4: case  5: case  6: case  7:
 165         i1 = get_bits1(gb);
 166         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++)
 167             *dst++ = get_vlc2(gb, quant_vlc[idx-1][i1].table, 9, 2) - mpc7_quant_vlc_off[idx-1];
 168         break;
 169     case  8: case  9: case 10: case 11: case 12:
 170     case 13: case 14: case 15: case 16: case 17:
 171         t = (1 << (idx - 2)) - 1;
 172         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++)
 173             *dst++ = get_bits(gb, idx - 1) - t;
 174         break;
 175     default: // case 0 and -2..-17
 176         return;
 177     }
 178 }
 179
 180 static int get_scale_idx(GetBitContext *gb, int ref)
 181 {
 182     int t = get_vlc2(gb, dscf_vlc.table, MPC7_DSCF_BITS, 1) - 7;
 183     if (t == 8)
 184         return get_bits(gb, 6);
 185     return ref + t;
 186 }
 187
 188 static int mpc7_decode_frame(AVCodecContext * avctx,
 189                             void *data, int *data_size,
 190                             AVPacket *avpkt)
 191 {
 192     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 193     int buf_size = avpkt->size;
 194     MPCContext *c = avctx->priv_data;
 195     GetBitContext gb;
 196     uint8_t *bits;
 197     int i, ch;
 198     int mb = -1;
 199     Band *bands = c->bands;
 200     int off;
 201     int bits_used, bits_avail;
 202
 203     memset(bands, 0, sizeof(bands));
 204     if(buf_size <= 4){
 205         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too small buffer passed (%i bytes)\n", buf_size);
 206     }
 207
 208     bits = av_malloc(((buf_size - 1) & ~3) + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 209     c->dsp.bswap_buf((uint32_t*)bits, (const uint32_t*)(buf + 4), (buf_size - 4) >> 2);
 210     init_get_bits(&gb, bits, (buf_size - 4)* 8);
 211     skip_bits_long(&gb, buf[0]);
 212
 213     /* read subband indexes */
 214     for(i = 0; i <= c->maxbands; i++){
 215         for(ch = 0; ch < 2; ch++){
 216             int t = 4;
 217             if(i) t = get_vlc2(&gb, hdr_vlc.table, MPC7_HDR_BITS, 1) - 5;
 218             if(t == 4) bands[i].res[ch] = get_bits(&gb, 4);
 219             else bands[i].res[ch] = bands[i-1].res[ch] + t;
 220         }
 221
 222         if(bands[i].res[0] || bands[i].res[1]){
 223             mb = i;
 224             if(c->MSS) bands[i].msf = get_bits1(&gb);
 225         }
 226     }
 227     /* get scale indexes coding method */
 228     for(i = 0; i <= mb; i++)
 229         for(ch = 0; ch < 2; ch++)
 230             if(bands[i].res[ch]) bands[i].scfi[ch] = get_vlc2(&gb, scfi_vlc.table, MPC7_SCFI_BITS, 1);
 231     /* get scale indexes */
 232     for(i = 0; i <= mb; i++){
 233         for(ch = 0; ch < 2; ch++){
 234             if(bands[i].res[ch]){
 235                 bands[i].scf_idx[ch][2] = c->oldDSCF[ch][i];
 236                 bands[i].scf_idx[ch][0] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][2]);
 237                 switch(bands[i].scfi[ch]){
 238                 case 0:
 239                     bands[i].scf_idx[ch][1] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][0]);
 240                     bands[i].scf_idx[ch][2] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][1]);
 241                     break;
 242                 case 1:
 243                     bands[i].scf_idx[ch][1] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][0]);
 244                     bands[i].scf_idx[ch][2] = bands[i].scf_idx[ch][1];
 245                     break;
 246                 case 2:
 247                     bands[i].scf_idx[ch][1] = bands[i].scf_idx[ch][0];
 248                     bands[i].scf_idx[ch][2] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][1]);
 249                     break;
 250                 case 3:
 251                     bands[i].scf_idx[ch][2] = bands[i].scf_idx[ch][1] = bands[i].scf_idx[ch][0];
 252                     break;
 253                 }
 254                 c->oldDSCF[ch][i] = bands[i].scf_idx[ch][2];
 255             }
 256         }
 257     }
 258     /* get quantizers */
 259     memset(c->Q, 0, sizeof(c->Q));
 260     off = 0;
 261     for(i = 0; i < BANDS; i++, off += SAMPLES_PER_BAND)
 262         for(ch = 0; ch < 2; ch++)
 263             idx_to_quant(c, &gb, bands[i].res[ch], c->Q[ch] + off);
 264
 265     ff_mpc_dequantize_and_synth(c, mb, data, 2);
 266
 267     av_free(bits);
 268
 269     bits_used = get_bits_count(&gb);
 270     bits_avail = (buf_size - 4) * 8;
 271     if(!buf[1] && ((bits_avail < bits_used) || (bits_used + 32 <= bits_avail))){
 272         av_log(NULL,0, "Error decoding frame: used %i of %i bits\n", bits_used, bits_avail);
 273         return -1;
 274     }
 275     if(c->frames_to_skip){
 276         c->frames_to_skip--;
 277         *data_size = 0;
 278         return buf_size;
 279     }
 280     *data_size = (buf[1] ? c->lastframelen : MPC_FRAME_SIZE) * 4;
 281
 282     return buf_size;
 283 }
 284
 285 static void mpc7_decode_flush(AVCodecContext *avctx)
 286 {
 287     MPCContext *c = avctx->priv_data;
 288
 289     memset(c->oldDSCF, 0, sizeof(c->oldDSCF));
 290     c->frames_to_skip = 32;
 291 }
 292
 293 AVCodec ff_mpc7_decoder = {
 294     .name           = "mpc7",
 295     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 296     .id             = CODEC_ID_MUSEPACK7,
 297     .priv_data_size = sizeof(MPCContext),
 298     .init           = mpc7_decode_init,
 299     .decode         = mpc7_decode_frame,
 300     .flush = mpc7_decode_flush,
 301     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Musepack SV7"),
 302 };