Implement avcodec_decode_video2(), _audio3() and _subtitle2() which takes an
[ffmpeg.git] / libavcodec / mpc7.c
1 /*
2  * Musepack SV7 decoder
3  * Copyright (c) 2006 Konstantin Shishkov
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 libavcodec/mpc7.c Musepack SV7 decoder
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 "bitstream.h"
31 #include "dsputil.h"
32 #include "mpegaudio.h"
33
34 #include "mpc.h"
35 #include "mpc7data.h"
36
37 #define BANDS            32
38 #define SAMPLES_PER_BAND 36
39 #define MPC_FRAME_SIZE   (BANDS * SAMPLES_PER_BAND)
40
41 static VLC scfi_vlc, dscf_vlc, hdr_vlc, quant_vlc[MPC7_QUANT_VLC_TABLES][2];
42
43 static av_cold int mpc7_decode_init(AVCodecContext * avctx)
44 {
45     int i, j;
46     MPCContext *c = avctx->priv_data;
47     GetBitContext gb;
48     uint8_t buf[16];
49     static int vlc_initialized = 0;
50
51     if(avctx->extradata_size < 16){
52         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too small extradata size (%i)!\n", avctx->extradata_size);
53         return -1;
54     }
55     memset(c->oldDSCF, 0, sizeof(c->oldDSCF));
56     av_lfg_init(&c->rnd, 0xDEADBEEF);
57     dsputil_init(&c->dsp, avctx);
58     c->dsp.bswap_buf((uint32_t*)buf, (const uint32_t*)avctx->extradata, 4);
59     ff_mpc_init();
60     init_get_bits(&gb, buf, 128);
61
62     c->IS = get_bits1(&gb);
63     c->MSS = get_bits1(&gb);
64     c->maxbands = get_bits(&gb, 6);
65     if(c->maxbands >= BANDS){
66         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bands: %i\n", c->maxbands);
67         return -1;
68     }
69     skip_bits(&gb, 88);
70     c->gapless = get_bits1(&gb);
71     c->lastframelen = get_bits(&gb, 11);
72     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "IS: %d, MSS: %d, TG: %d, LFL: %d, bands: %d\n",
73             c->IS, c->MSS, c->gapless, c->lastframelen, c->maxbands);
74     c->frames_to_skip = 0;
75
76     if(vlc_initialized) return 0;
77     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Initing VLC\n");
78     if(init_vlc(&scfi_vlc, MPC7_SCFI_BITS, MPC7_SCFI_SIZE,
79                 &mpc7_scfi[1], 2, 1,
80                 &mpc7_scfi[0], 2, 1, INIT_VLC_USE_STATIC)){
81         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot init SCFI VLC\n");
82         return -1;
83     }
84     if(init_vlc(&dscf_vlc, MPC7_DSCF_BITS, MPC7_DSCF_SIZE,
85                 &mpc7_dscf[1], 2, 1,
86                 &mpc7_dscf[0], 2, 1, INIT_VLC_USE_STATIC)){
87         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot init DSCF VLC\n");
88         return -1;
89     }
90     if(init_vlc(&hdr_vlc, MPC7_HDR_BITS, MPC7_HDR_SIZE,
91                 &mpc7_hdr[1], 2, 1,
92                 &mpc7_hdr[0], 2, 1, INIT_VLC_USE_STATIC)){
93         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot init HDR VLC\n");
94         return -1;
95     }
96     for(i = 0; i < MPC7_QUANT_VLC_TABLES; i++){
97         for(j = 0; j < 2; j++){
98             if(init_vlc(&quant_vlc[i][j], 9, mpc7_quant_vlc_sizes[i],
99                         &mpc7_quant_vlc[i][j][1], 4, 2,
100                         &mpc7_quant_vlc[i][j][0], 4, 2, INIT_VLC_USE_STATIC)){
101                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot init QUANT VLC %i,%i\n",i,j);
102                 return -1;
103             }
104         }
105     }
106     vlc_initialized = 1;
107     avctx->sample_fmt = SAMPLE_FMT_S16;
108     avctx->channel_layout = (avctx->channels==2) ? CH_LAYOUT_STEREO : CH_LAYOUT_MONO;
109     return 0;
110 }
111
112 /**
113  * Fill samples for given subband
114  */
115 static inline void idx_to_quant(MPCContext *c, GetBitContext *gb, int idx, int *dst)
116 {
117     int i, i1, t;
118     switch(idx){
119     case -1:
120         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++){
121             *dst++ = (av_lfg_get(&c->rnd) & 0x3FC) - 510;
122         }
123         break;
124     case 1:
125         i1 = get_bits1(gb);
126         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND/3; i++){
127             t = get_vlc2(gb, quant_vlc[0][i1].table, 9, 2);
128             *dst++ = mpc7_idx30[t];
129             *dst++ = mpc7_idx31[t];
130             *dst++ = mpc7_idx32[t];
131         }
132         break;
133     case 2:
134         i1 = get_bits1(gb);
135         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND/2; i++){
136             t = get_vlc2(gb, quant_vlc[1][i1].table, 9, 2);
137             *dst++ = mpc7_idx50[t];
138             *dst++ = mpc7_idx51[t];
139         }
140         break;
141     case  3: case  4: case  5: case  6: case  7:
142         i1 = get_bits1(gb);
143         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++)
144             *dst++ = get_vlc2(gb, quant_vlc[idx-1][i1].table, 9, 2) - mpc7_quant_vlc_off[idx-1];
145         break;
146     case  8: case  9: case 10: case 11: case 12:
147     case 13: case 14: case 15: case 16: case 17:
148         t = (1 << (idx - 2)) - 1;
149         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++)
150             *dst++ = get_bits(gb, idx - 1) - t;
151         break;
152     default: // case 0 and -2..-17
153         return;
154     }
155 }
156
157 static int mpc7_decode_frame(AVCodecContext * avctx,
158                             void *data, int *data_size,
159                             AVPacket *avpkt)
160 {
161     const uint8_t *buf = avpkt->data;
162     int buf_size = avpkt->size;
163     MPCContext *c = avctx->priv_data;
164     GetBitContext gb;
165     uint8_t *bits;
166     int i, ch, t;
167     int mb = -1;
168     Band *bands = c->bands;
169     int off;
170     int bits_used, bits_avail;
171
172     memset(bands, 0, sizeof(bands));
173     if(buf_size <= 4){
174         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too small buffer passed (%i bytes)\n", buf_size);
175     }
176
177     bits = av_malloc(((buf_size - 1) & ~3) + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
178     c->dsp.bswap_buf((uint32_t*)bits, (const uint32_t*)(buf + 4), (buf_size - 4) >> 2);
179     init_get_bits(&gb, bits, (buf_size - 4)* 8);
180     skip_bits(&gb, buf[0]);
181
182     /* read subband indexes */
183     for(i = 0; i <= c->maxbands; i++){
184         for(ch = 0; ch < 2; ch++){
185             if(i) t = get_vlc2(&gb, hdr_vlc.table, MPC7_HDR_BITS, 1) - 5;
186             if(!i || (t == 4)) bands[i].res[ch] = get_bits(&gb, 4);
187             else bands[i].res[ch] = bands[i-1].res[ch] + t;
188         }
189
190         if(bands[i].res[0] || bands[i].res[1]){
191             mb = i;
192             if(c->MSS) bands[i].msf = get_bits1(&gb);
193         }
194     }
195     /* get scale indexes coding method */
196     for(i = 0; i <= mb; i++)
197         for(ch = 0; ch < 2; ch++)
198             if(bands[i].res[ch]) bands[i].scfi[ch] = get_vlc2(&gb, scfi_vlc.table, MPC7_SCFI_BITS, 1);
199     /* get scale indexes */
200     for(i = 0; i <= mb; i++){
201         for(ch = 0; ch < 2; ch++){
202             if(bands[i].res[ch]){
203                 bands[i].scf_idx[ch][2] = c->oldDSCF[ch][i];
204                 t = get_vlc2(&gb, dscf_vlc.table, MPC7_DSCF_BITS, 1) - 7;
205                 bands[i].scf_idx[ch][0] = (t == 8) ? get_bits(&gb, 6) : (bands[i].scf_idx[ch][2] + t);
206                 switch(bands[i].scfi[ch]){
207                 case 0:
208                     t = get_vlc2(&gb, dscf_vlc.table, MPC7_DSCF_BITS, 1) - 7;
209                     bands[i].scf_idx[ch][1] = (t == 8) ? get_bits(&gb, 6) : (bands[i].scf_idx[ch][0] + t);
210                     t = get_vlc2(&gb, dscf_vlc.table, MPC7_DSCF_BITS, 1) - 7;
211                     bands[i].scf_idx[ch][2] = (t == 8) ? get_bits(&gb, 6) : (bands[i].scf_idx[ch][1] + t);
212                     break;
213                 case 1:
214                     t = get_vlc2(&gb, dscf_vlc.table, MPC7_DSCF_BITS, 1) - 7;
215                     bands[i].scf_idx[ch][1] = (t == 8) ? get_bits(&gb, 6) : (bands[i].scf_idx[ch][0] + t);
216                     bands[i].scf_idx[ch][2] = bands[i].scf_idx[ch][1];
217                     break;
218                 case 2:
219                     bands[i].scf_idx[ch][1] = bands[i].scf_idx[ch][0];
220                     t = get_vlc2(&gb, dscf_vlc.table, MPC7_DSCF_BITS, 1) - 7;
221                     bands[i].scf_idx[ch][2] = (t == 8) ? get_bits(&gb, 6) : (bands[i].scf_idx[ch][1] + t);
222                     break;
223                 case 3:
224                     bands[i].scf_idx[ch][2] = bands[i].scf_idx[ch][1] = bands[i].scf_idx[ch][0];
225                     break;
226                 }
227                 c->oldDSCF[ch][i] = bands[i].scf_idx[ch][2];
228             }
229         }
230     }
231     /* get quantizers */
232     memset(c->Q, 0, sizeof(c->Q));
233     off = 0;
234     for(i = 0; i < BANDS; i++, off += SAMPLES_PER_BAND)
235         for(ch = 0; ch < 2; ch++)
236             idx_to_quant(c, &gb, bands[i].res[ch], c->Q[ch] + off);
237
238     ff_mpc_dequantize_and_synth(c, mb, data);
239
240     av_free(bits);
241
242     bits_used = get_bits_count(&gb);
243     bits_avail = (buf_size - 4) * 8;
244     if(!buf[1] && ((bits_avail < bits_used) || (bits_used + 32 <= bits_avail))){
245         av_log(NULL,0, "Error decoding frame: used %i of %i bits\n", bits_used, bits_avail);
246         return -1;
247     }
248     if(c->frames_to_skip){
249         c->frames_to_skip--;
250         *data_size = 0;
251         return buf_size;
252     }
253     *data_size = (buf[1] ? c->lastframelen : MPC_FRAME_SIZE) * 4;
254
255     return buf_size;
256 }
257
258 static void mpc7_decode_flush(AVCodecContext *avctx)
259 {
260     MPCContext *c = avctx->priv_data;
261
262     memset(c->oldDSCF, 0, sizeof(c->oldDSCF));
263     c->frames_to_skip = 32;
264 }
265
266 AVCodec mpc7_decoder = {
267     "mpc7",
268     CODEC_TYPE_AUDIO,
269     CODEC_ID_MUSEPACK7,
270     sizeof(MPCContext),
271     mpc7_decode_init,
272     NULL,
273     NULL,
274     mpc7_decode_frame,
275     .flush = mpc7_decode_flush,
276     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Musepack SV7"),
277 };