Add ff_ prefix to data symbols of encoders, decoders, hwaccel, parsers, bsf.
[ffmpeg.git] / libavcodec / binkaudio.c
1 /*
2  * Bink Audio decoder
3  * Copyright (c) 2007-2010 Peter Ross (pross@xvid.org)
4  * Copyright (c) 2009 Daniel Verkamp (daniel@drv.nu)
5  *
6  * This file is part of FFmpeg.
7  *
8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
10  * License as published by the Free Software Foundation; either
11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
12  *
13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
16  * Lesser General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
21  */
22
23 /**
24  * @file
25  * Bink Audio decoder
26  *
27  * Technical details here:
28  *  http://wiki.multimedia.cx/index.php?title=Bink_Audio
29  */
30
31 #include "avcodec.h"
32 #define ALT_BITSTREAM_READER_LE
33 #include "get_bits.h"
34 #include "dsputil.h"
35 #include "fft.h"
36
37 extern const uint16_t ff_wma_critical_freqs[25];
38
39 #define MAX_CHANNELS 2
40 #define BINK_BLOCK_MAX_SIZE (MAX_CHANNELS << 11)
41
42 typedef struct {
43     AVCodecContext *avctx;
44     GetBitContext gb;
45     DSPContext dsp;
46     int first;
47     int channels;
48     int frame_len;          ///< transform size (samples)
49     int overlap_len;        ///< overlap size (samples)
50     int block_size;
51     int num_bands;
52     unsigned int *bands;
53     float root;
54     DECLARE_ALIGNED(16, FFTSample, coeffs)[BINK_BLOCK_MAX_SIZE];
55     DECLARE_ALIGNED(16, short, previous)[BINK_BLOCK_MAX_SIZE / 16];  ///< coeffs from previous audio block
56     float *coeffs_ptr[MAX_CHANNELS]; ///< pointers to the coeffs arrays for float_to_int16_interleave
57     union {
58         RDFTContext rdft;
59         DCTContext dct;
60     } trans;
61 } BinkAudioContext;
62
63
64 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
65 {
66     BinkAudioContext *s = avctx->priv_data;
67     int sample_rate = avctx->sample_rate;
68     int sample_rate_half;
69     int i;
70     int frame_len_bits;
71
72     s->avctx = avctx;
73     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
74
75     /* determine frame length */
76     if (avctx->sample_rate < 22050) {
77         frame_len_bits = 9;
78     } else if (avctx->sample_rate < 44100) {
79         frame_len_bits = 10;
80     } else {
81         frame_len_bits = 11;
82     }
83     s->frame_len = 1 << frame_len_bits;
84
85     if (s->channels > MAX_CHANNELS) {
86         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "too many channels: %d\n", s->channels);
87         return -1;
88     }
89
90     if (avctx->codec->id == CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT) {
91         // audio is already interleaved for the RDFT format variant
92         sample_rate  *= avctx->channels;
93         s->frame_len *= avctx->channels;
94         s->channels = 1;
95         if (avctx->channels == 2)
96             frame_len_bits++;
97     } else {
98         s->channels = avctx->channels;
99     }
100
101     s->overlap_len   = s->frame_len / 16;
102     s->block_size    = (s->frame_len - s->overlap_len) * s->channels;
103     sample_rate_half = (sample_rate + 1) / 2;
104     s->root          = 2.0 / sqrt(s->frame_len);
105
106     /* calculate number of bands */
107     for (s->num_bands = 1; s->num_bands < 25; s->num_bands++)
108         if (sample_rate_half <= ff_wma_critical_freqs[s->num_bands - 1])
109             break;
110
111     s->bands = av_malloc((s->num_bands + 1) * sizeof(*s->bands));
112     if (!s->bands)
113         return AVERROR(ENOMEM);
114
115     /* populate bands data */
116     s->bands[0] = 1;
117     for (i = 1; i < s->num_bands; i++)
118         s->bands[i] = ff_wma_critical_freqs[i - 1] * (s->frame_len / 2) / sample_rate_half;
119     s->bands[s->num_bands] = s->frame_len / 2;
120
121     s->first = 1;
122     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16;
123
124     for (i = 0; i < s->channels; i++)
125         s->coeffs_ptr[i] = s->coeffs + i * s->frame_len;
126
127     if (CONFIG_BINKAUDIO_RDFT_DECODER && avctx->codec->id == CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT)
128         ff_rdft_init(&s->trans.rdft, frame_len_bits, DFT_C2R);
129     else if (CONFIG_BINKAUDIO_DCT_DECODER)
130         ff_dct_init(&s->trans.dct, frame_len_bits, DCT_III);
131     else
132         return -1;
133
134     return 0;
135 }
136
137 static float get_float(GetBitContext *gb)
138 {
139     int power = get_bits(gb, 5);
140     float f = ldexpf(get_bits_long(gb, 23), power - 23);
141     if (get_bits1(gb))
142         f = -f;
143     return f;
144 }
145
146 static const uint8_t rle_length_tab[16] = {
147     2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 32, 64
148 };
149
150 /**
151  * Decode Bink Audio block
152  * @param[out] out Output buffer (must contain s->block_size elements)
153  */
154 static void decode_block(BinkAudioContext *s, short *out, int use_dct)
155 {
156     int ch, i, j, k;
157     float q, quant[25];
158     int width, coeff;
159     GetBitContext *gb = &s->gb;
160
161     if (use_dct)
162         skip_bits(gb, 2);
163
164     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
165         FFTSample *coeffs = s->coeffs_ptr[ch];
166         q = 0.0f;
167         coeffs[0] = get_float(gb) * s->root;
168         coeffs[1] = get_float(gb) * s->root;
169
170         for (i = 0; i < s->num_bands; i++) {
171             /* constant is result of 0.066399999/log10(M_E) */
172             int value = get_bits(gb, 8);
173             quant[i] = expf(FFMIN(value, 95) * 0.15289164787221953823f) * s->root;
174         }
175
176         // find band (k)
177         for (k = 0; s->bands[k] < 1; k++) {
178             q = quant[k];
179         }
180
181         // parse coefficients
182         i = 2;
183         while (i < s->frame_len) {
184             if (get_bits1(gb)) {
185                 j = i + rle_length_tab[get_bits(gb, 4)] * 8;
186             } else {
187                 j = i + 8;
188             }
189
190             j = FFMIN(j, s->frame_len);
191
192             width = get_bits(gb, 4);
193             if (width == 0) {
194                 memset(coeffs + i, 0, (j - i) * sizeof(*coeffs));
195                 i = j;
196                 while (s->bands[k] * 2 < i)
197                     q = quant[k++];
198             } else {
199                 while (i < j) {
200                     if (s->bands[k] * 2 == i)
201                         q = quant[k++];
202                     coeff = get_bits(gb, width);
203                     if (coeff) {
204                         if (get_bits1(gb))
205                             coeffs[i] = -q * coeff;
206                         else
207                             coeffs[i] =  q * coeff;
208                     } else {
209                         coeffs[i] = 0.0f;
210                     }
211                     i++;
212                 }
213             }
214         }
215
216         if (CONFIG_BINKAUDIO_DCT_DECODER && use_dct) {
217             coeffs[0] /= 0.5;
218             ff_dct_calc (&s->trans.dct,  coeffs);
219             s->dsp.vector_fmul_scalar(coeffs, coeffs, s->frame_len / 2, s->frame_len);
220         }
221         else if (CONFIG_BINKAUDIO_RDFT_DECODER)
222             ff_rdft_calc(&s->trans.rdft, coeffs);
223     }
224
225     if (s->dsp.float_to_int16_interleave == ff_float_to_int16_interleave_c) {
226         for (i = 0; i < s->channels; i++)
227             for (j = 0; j < s->frame_len; j++)
228                 s->coeffs_ptr[i][j] = 385.0 + s->coeffs_ptr[i][j]*(1.0/32767.0);
229     }
230     s->dsp.float_to_int16_interleave(out, (const float **)s->coeffs_ptr, s->frame_len, s->channels);
231
232     if (!s->first) {
233         int count = s->overlap_len * s->channels;
234         int shift = av_log2(count);
235         for (i = 0; i < count; i++) {
236             out[i] = (s->previous[i] * (count - i) + out[i] * i) >> shift;
237         }
238     }
239
240     memcpy(s->previous, out + s->block_size,
241            s->overlap_len * s->channels * sizeof(*out));
242
243     s->first = 0;
244 }
245
246 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
247 {
248     BinkAudioContext * s = avctx->priv_data;
249     av_freep(&s->bands);
250     if (CONFIG_BINKAUDIO_RDFT_DECODER && avctx->codec->id == CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT)
251         ff_rdft_end(&s->trans.rdft);
252     else if (CONFIG_BINKAUDIO_DCT_DECODER)
253         ff_dct_end(&s->trans.dct);
254     return 0;
255 }
256
257 static void get_bits_align32(GetBitContext *s)
258 {
259     int n = (-get_bits_count(s)) & 31;
260     if (n) skip_bits(s, n);
261 }
262
263 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
264                         void *data, int *data_size,
265                         AVPacket *avpkt)
266 {
267     BinkAudioContext *s = avctx->priv_data;
268     const uint8_t *buf  = avpkt->data;
269     int buf_size        = avpkt->size;
270     short *samples      = data;
271     short *samples_end  = (short*)((uint8_t*)data + *data_size);
272     int reported_size;
273     GetBitContext *gb = &s->gb;
274
275     init_get_bits(gb, buf, buf_size * 8);
276
277     reported_size = get_bits_long(gb, 32);
278     while (get_bits_count(gb) / 8 < buf_size &&
279            samples + s->block_size <= samples_end) {
280         decode_block(s, samples, avctx->codec->id == CODEC_ID_BINKAUDIO_DCT);
281         samples += s->block_size;
282         get_bits_align32(gb);
283     }
284
285     *data_size = FFMIN(reported_size, (uint8_t*)samples - (uint8_t*)data);
286     return buf_size;
287 }
288
289 AVCodec ff_binkaudio_rdft_decoder = {
290     "binkaudio_rdft",
291     AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
292     CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT,
293     sizeof(BinkAudioContext),
294     decode_init,
295     NULL,
296     decode_end,
297     decode_frame,
298     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Bink Audio (RDFT)")
299 };
300
301 AVCodec ff_binkaudio_dct_decoder = {
302     "binkaudio_dct",
303     AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
304     CODEC_ID_BINKAUDIO_DCT,
305     sizeof(BinkAudioContext),
306     decode_init,
307     NULL,
308     decode_end,
309     decode_frame,
310     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Bink Audio (DCT)")
311 };