pcm_bluray: cosmetics
[ffmpeg.git] / libavcodec / pcm-bluray.c
1 /*
2  * LPCM codecs for PCM format found in Blu-ray PCM streams
3  * Copyright (c) 2009, 2013 Christian Schmidt
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  * PCM codec for Blu-ray PCM audio tracks
25  */
26
27 #include "libavutil/channel_layout.h"
28 #include "avcodec.h"
29 #include "bytestream.h"
30 #include "internal.h"
31
32 /*
33  * Channel Mapping according to
34  * Blu-ray Disc Read-Only Format Version 1
35  * Part 3: Audio Visual Basic Specifications
36  * mono     M1    X
37  * stereo   L     R
38  * 3/0      L     R    C    X
39  * 2/1      L     R    S    X
40  * 3/1      L     R    C    S
41  * 2/2      L     R    LS   RS
42  * 3/2      L     R    C    LS    RS    X
43  * 3/2+lfe  L     R    C    LS    RS    lfe
44  * 3/4      L     R    C    LS    Rls   Rrs  RS   X
45  * 3/4+lfe  L     R    C    LS    Rls   Rrs  RS   lfe
46  */
47
48 /**
49  * Parse the header of a LPCM frame read from a Blu-ray MPEG-TS stream
50  * @param avctx the codec context
51  * @param header pointer to the first four bytes of the data packet
52  */
53 static int pcm_bluray_parse_header(AVCodecContext *avctx,
54                                    const uint8_t *header)
55 {
56     static const uint8_t bits_per_samples[4] = { 0, 16, 20, 24 };
57     static const uint32_t channel_layouts[16] = {
58         0, AV_CH_LAYOUT_MONO, 0, AV_CH_LAYOUT_STEREO, AV_CH_LAYOUT_SURROUND,
59         AV_CH_LAYOUT_2_1, AV_CH_LAYOUT_4POINT0, AV_CH_LAYOUT_2_2,
60         AV_CH_LAYOUT_5POINT0, AV_CH_LAYOUT_5POINT1, AV_CH_LAYOUT_7POINT0,
61         AV_CH_LAYOUT_7POINT1, 0, 0, 0, 0
62     };
63     static const uint8_t channels[16] = {
64         0, 1, 0, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 6, 7, 8, 0, 0, 0, 0
65     };
66     uint8_t channel_layout = header[2] >> 4;
67
68     if (avctx->debug & FF_DEBUG_PICT_INFO)
69         av_dlog(avctx, "pcm_bluray_parse_header: header = %02x%02x%02x%02x\n",
70                 header[0], header[1], header[2], header[3]);
71
72     /* get the sample depth and derive the sample format from it */
73     avctx->bits_per_coded_sample = bits_per_samples[header[3] >> 6];
74     if (!avctx->bits_per_coded_sample) {
75         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "reserved sample depth (0)\n");
76         return AVERROR_INVALIDDATA;
77     }
78     avctx->sample_fmt = avctx->bits_per_coded_sample == 16 ? AV_SAMPLE_FMT_S16
79                                                            : AV_SAMPLE_FMT_S32;
80     avctx->bits_per_raw_sample = avctx->bits_per_coded_sample;
81
82     /* get the sample rate. Not all values are used. */
83     switch (header[2] & 0x0f) {
84     case 1:
85         avctx->sample_rate = 48000;
86         break;
87     case 4:
88         avctx->sample_rate = 96000;
89         break;
90     case 5:
91         avctx->sample_rate = 192000;
92         break;
93     default:
94         avctx->sample_rate = 0;
95         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "reserved sample rate (%d)\n",
96                header[2] & 0x0f);
97         return AVERROR_INVALIDDATA;
98     }
99
100     /*
101      * get the channel number (and mapping). Not all values are used.
102      * It must be noted that the number of channels in the MPEG stream can
103      * differ from the actual meaningful number, e.g. mono audio still has two
104      * channels, one being empty.
105      */
106     avctx->channel_layout  = channel_layouts[channel_layout];
107     avctx->channels        =        channels[channel_layout];
108     if (!avctx->channels) {
109         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "reserved channel configuration (%d)\n",
110                channel_layout);
111         return AVERROR_INVALIDDATA;
112     }
113
114     avctx->bit_rate = FFALIGN(avctx->channels, 2) * avctx->sample_rate *
115                       avctx->bits_per_coded_sample;
116
117     if (avctx->debug & FF_DEBUG_PICT_INFO)
118         av_dlog(avctx,
119                 "pcm_bluray_parse_header: %d channels, %d bits per sample, %d Hz, %d bit/s\n",
120                 avctx->channels, avctx->bits_per_coded_sample,
121                 avctx->sample_rate, avctx->bit_rate);
122     return 0;
123 }
124
125 static int pcm_bluray_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
126                                    int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
127 {
128     AVFrame *frame     = data;
129     const uint8_t *src = avpkt->data;
130     int buf_size = avpkt->size;
131     GetByteContext gb;
132     int num_source_channels, channel, retval;
133     int sample_size, samples;
134     int16_t *dst16;
135     int32_t *dst32;
136
137     if (buf_size < 4) {
138         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "PCM packet too small\n");
139         return AVERROR_INVALIDDATA;
140     }
141
142     if ((retval = pcm_bluray_parse_header(avctx, src)))
143         return retval;
144     src += 4;
145     buf_size -= 4;
146
147     bytestream2_init(&gb, src, buf_size);
148
149     /* There's always an even number of channels in the source */
150     num_source_channels = FFALIGN(avctx->channels, 2);
151     sample_size = (num_source_channels *
152                    (avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_S16 ? 16 : 24)) >> 3;
153     samples = buf_size / sample_size;
154
155     /* get output buffer */
156     frame->nb_samples = samples;
157     if ((retval = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0) {
158         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
159         return retval;
160     }
161     dst16 = (int16_t *)frame->data[0];
162     dst32 = (int32_t *)frame->data[0];
163
164     if (samples) {
165         switch (avctx->channel_layout) {
166             /* cases with same number of source and coded channels */
167         case AV_CH_LAYOUT_STEREO:
168         case AV_CH_LAYOUT_4POINT0:
169         case AV_CH_LAYOUT_2_2:
170             samples *= num_source_channels;
171             if (AV_SAMPLE_FMT_S16 == avctx->sample_fmt) {
172 #if HAVE_BIGENDIAN
173                 bytestream2_get_buffer(&gb, dst16, buf_size);
174 #else
175                 do {
176                     *dst16++ = bytestream2_get_be16u(&gb);
177                 } while (--samples);
178 #endif
179             } else {
180                 do {
181                     *dst32++ = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
182                 } while (--samples);
183             }
184             break;
185         /* cases where number of source channels = coded channels + 1 */
186         case AV_CH_LAYOUT_MONO:
187         case AV_CH_LAYOUT_SURROUND:
188         case AV_CH_LAYOUT_2_1:
189         case AV_CH_LAYOUT_5POINT0:
190             if (AV_SAMPLE_FMT_S16 == avctx->sample_fmt) {
191                 do {
192 #if HAVE_BIGENDIAN
193                     bytestream2_get_buffer(&gb, dst16, avctx->channels * 2);
194                     dst16 += avctx->channels;
195 #else
196                     channel = avctx->channels;
197                     do {
198                         *dst16++ = bytestream2_get_be16u(&gb);
199                     } while (--channel);
200 #endif
201                     bytestream2_skip(&gb, 2);
202                 } while (--samples);
203             } else {
204                 do {
205                     channel = avctx->channels;
206                     do {
207                         *dst32++ = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
208                     } while (--channel);
209                     bytestream2_skip(&gb, 3);
210                 } while (--samples);
211             }
212             break;
213             /* remapping: L, R, C, LBack, RBack, LF */
214         case AV_CH_LAYOUT_5POINT1:
215             if (AV_SAMPLE_FMT_S16 == avctx->sample_fmt) {
216                 do {
217                     dst16[0] = bytestream2_get_be16u(&gb);
218                     dst16[1] = bytestream2_get_be16u(&gb);
219                     dst16[2] = bytestream2_get_be16u(&gb);
220                     dst16[4] = bytestream2_get_be16u(&gb);
221                     dst16[5] = bytestream2_get_be16u(&gb);
222                     dst16[3] = bytestream2_get_be16u(&gb);
223                     dst16 += 6;
224                 } while (--samples);
225             } else {
226                 do {
227                     dst32[0] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
228                     dst32[1] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
229                     dst32[2] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
230                     dst32[4] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
231                     dst32[5] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
232                     dst32[3] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
233                     dst32 += 6;
234                 } while (--samples);
235             }
236             break;
237             /* remapping: L, R, C, LSide, LBack, RBack, RSide, <unused> */
238         case AV_CH_LAYOUT_7POINT0:
239             if (AV_SAMPLE_FMT_S16 == avctx->sample_fmt) {
240                 do {
241                     dst16[0] = bytestream2_get_be16u(&gb);
242                     dst16[1] = bytestream2_get_be16u(&gb);
243                     dst16[2] = bytestream2_get_be16u(&gb);
244                     dst16[5] = bytestream2_get_be16u(&gb);
245                     dst16[3] = bytestream2_get_be16u(&gb);
246                     dst16[4] = bytestream2_get_be16u(&gb);
247                     dst16[6] = bytestream2_get_be16u(&gb);
248                     dst16 += 7;
249                     bytestream2_skip(&gb, 2);
250                 } while (--samples);
251             } else {
252                 do {
253                     dst32[0] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
254                     dst32[1] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
255                     dst32[2] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
256                     dst32[5] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
257                     dst32[3] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
258                     dst32[4] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
259                     dst32[6] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
260                     dst32 += 7;
261                     bytestream2_skip(&gb, 3);
262                 } while (--samples);
263             }
264             break;
265             /* remapping: L, R, C, LSide, LBack, RBack, RSide, LF */
266         case AV_CH_LAYOUT_7POINT1:
267             if (AV_SAMPLE_FMT_S16 == avctx->sample_fmt) {
268                 do {
269                     dst16[0] = bytestream2_get_be16u(&gb);
270                     dst16[1] = bytestream2_get_be16u(&gb);
271                     dst16[2] = bytestream2_get_be16u(&gb);
272                     dst16[6] = bytestream2_get_be16u(&gb);
273                     dst16[4] = bytestream2_get_be16u(&gb);
274                     dst16[5] = bytestream2_get_be16u(&gb);
275                     dst16[7] = bytestream2_get_be16u(&gb);
276                     dst16[3] = bytestream2_get_be16u(&gb);
277                     dst16 += 8;
278                 } while (--samples);
279             } else {
280                 do {
281                     dst32[0] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
282                     dst32[1] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
283                     dst32[2] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
284                     dst32[6] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
285                     dst32[4] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
286                     dst32[5] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
287                     dst32[7] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
288                     dst32[3] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
289                     dst32 += 8;
290                 } while (--samples);
291             }
292             break;
293         }
294     }
295
296     *got_frame_ptr = 1;
297
298     retval = bytestream2_tell(&gb);
299     if (avctx->debug & FF_DEBUG_BITSTREAM)
300         av_dlog(avctx, "pcm_bluray_decode_frame: decoded %d -> %d bytes\n",
301                 retval, buf_size);
302     return retval + 4;
303 }
304
305 AVCodec ff_pcm_bluray_decoder = {
306     .name           = "pcm_bluray",
307     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
308     .id             = AV_CODEC_ID_PCM_BLURAY,
309     .decode         = pcm_bluray_decode_frame,
310     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
311     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]){
312         AV_SAMPLE_FMT_S16, AV_SAMPLE_FMT_S32, AV_SAMPLE_FMT_NONE
313     },
314     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("PCM signed 16|20|24-bit big-endian for Blu-ray media"),
315 };