Include libavutil/channel_layout.h instead of libavutil/audioconvert.h
[ffmpeg.git] / libavcodec / pcm-mpeg.c
1 /*
2  * LPCM codecs for PCM formats found in MPEG streams
3  * Copyright (c) 2009 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 codecs for encodings found in MPEG streams (DVD/Blu-ray)
25  */
26
27 #include "libavutil/channel_layout.h"
28 #include "avcodec.h"
29 #include "bytestream.h"
30
31 /*
32  * Channel Mapping according to
33  * Blu-ray Disc Read-Only Format Version 1
34  * Part 3: Audio Visual Basic Specifications
35  * mono     M1    X
36  * stereo   L     R
37  * 3/0      L     R    C    X
38  * 2/1      L     R    S    X
39  * 3/1      L     R    C    S
40  * 2/2      L     R    LS   RS
41  * 3/2      L     R    C    LS    RS    X
42  * 3/2+lfe  L     R    C    LS    RS    lfe
43  * 3/4      L     R    C    LS    Rls   Rrs  RS   X
44  * 3/4+lfe  L     R    C    LS    Rls   Rrs  RS   lfe
45  */
46
47 /**
48  * Parse the header of a LPCM frame read from a MPEG-TS stream
49  * @param avctx the codec context
50  * @param header pointer to the first four bytes of the data packet
51  */
52 static int pcm_bluray_parse_header(AVCodecContext *avctx,
53                                    const uint8_t *header)
54 {
55     static const uint8_t bits_per_samples[4] = { 0, 16, 20, 24 };
56     static const uint32_t channel_layouts[16] = {
57         0, AV_CH_LAYOUT_MONO, 0, AV_CH_LAYOUT_STEREO, AV_CH_LAYOUT_SURROUND,
58         AV_CH_LAYOUT_2_1, AV_CH_LAYOUT_4POINT0, AV_CH_LAYOUT_2_2, AV_CH_LAYOUT_5POINT0,
59         AV_CH_LAYOUT_5POINT1, AV_CH_LAYOUT_7POINT0, AV_CH_LAYOUT_7POINT1, 0, 0, 0, 0
60     };
61     static const uint8_t channels[16] = {
62         0, 1, 0, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 6, 7, 8, 0, 0, 0, 0
63     };
64     uint8_t channel_layout = header[2] >> 4;
65
66     if (avctx->debug & FF_DEBUG_PICT_INFO)
67         av_dlog(avctx, "pcm_bluray_parse_header: header = %02x%02x%02x%02x\n",
68                 header[0], header[1], header[2], header[3]);
69
70     /* get the sample depth and derive the sample format from it */
71     avctx->bits_per_coded_sample = bits_per_samples[header[3] >> 6];
72     if (!avctx->bits_per_coded_sample) {
73         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "reserved sample depth (0)\n");
74         return -1;
75     }
76     avctx->sample_fmt = avctx->bits_per_coded_sample == 16 ? AV_SAMPLE_FMT_S16 :
77                                                              AV_SAMPLE_FMT_S32;
78     avctx->bits_per_raw_sample = avctx->bits_per_coded_sample;
79
80     /* get the sample rate. Not all values are used. */
81     switch (header[2] & 0x0f) {
82     case 1:
83         avctx->sample_rate = 48000;
84         break;
85     case 4:
86         avctx->sample_rate = 96000;
87         break;
88     case 5:
89         avctx->sample_rate = 192000;
90         break;
91     default:
92         avctx->sample_rate = 0;
93         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "reserved sample rate (%d)\n",
94                header[2] & 0x0f);
95         return -1;
96     }
97
98     /*
99      * get the channel number (and mapping). Not all values are used.
100      * It must be noted that the number of channels in the MPEG stream can
101      * differ from the actual meaningful number, e.g. mono audio still has two
102      * channels, one being empty.
103      */
104     avctx->channel_layout  = channel_layouts[channel_layout];
105     avctx->channels        =        channels[channel_layout];
106     if (!avctx->channels) {
107         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "reserved channel configuration (%d)\n",
108                channel_layout);
109         return -1;
110     }
111
112     avctx->bit_rate = FFALIGN(avctx->channels, 2) * avctx->sample_rate *
113                       avctx->bits_per_coded_sample;
114
115     if (avctx->debug & FF_DEBUG_PICT_INFO)
116         av_dlog(avctx,
117                 "pcm_bluray_parse_header: %d channels, %d bits per sample, %d Hz, %d bit/s\n",
118                 avctx->channels, avctx->bits_per_coded_sample,
119                 avctx->sample_rate, avctx->bit_rate);
120     return 0;
121 }
122
123 typedef struct PCMBRDecode {
124     AVFrame frame;
125 } PCMBRDecode;
126
127 static av_cold int pcm_bluray_decode_init(AVCodecContext * avctx)
128 {
129     PCMBRDecode *s = avctx->priv_data;
130
131     avcodec_get_frame_defaults(&s->frame);
132     avctx->coded_frame = &s->frame;
133
134     return 0;
135 }
136
137 static int pcm_bluray_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
138                                    int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
139 {
140     const uint8_t *src = avpkt->data;
141     int buf_size = avpkt->size;
142     PCMBRDecode *s = avctx->priv_data;
143     GetByteContext gb;
144     int num_source_channels, channel, retval;
145     int sample_size, samples;
146     int16_t *dst16;
147     int32_t *dst32;
148
149     if (buf_size < 4) {
150         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "PCM packet too small\n");
151         return -1;
152     }
153
154     if (pcm_bluray_parse_header(avctx, src))
155         return -1;
156     src += 4;
157     buf_size -= 4;
158
159     bytestream2_init(&gb, src, buf_size);
160
161     /* There's always an even number of channels in the source */
162     num_source_channels = FFALIGN(avctx->channels, 2);
163     sample_size = (num_source_channels * (avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_S16 ? 16 : 24)) >> 3;
164     samples = buf_size / sample_size;
165
166     /* get output buffer */
167     s->frame.nb_samples = samples;
168     if ((retval = avctx->get_buffer(avctx, &s->frame)) < 0) {
169         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
170         return retval;
171     }
172     dst16 = (int16_t *)s->frame.data[0];
173     dst32 = (int32_t *)s->frame.data[0];
174
175     if (samples) {
176         switch (avctx->channel_layout) {
177             /* cases with same number of source and coded channels */
178         case AV_CH_LAYOUT_STEREO:
179         case AV_CH_LAYOUT_4POINT0:
180         case AV_CH_LAYOUT_2_2:
181             samples *= num_source_channels;
182             if (AV_SAMPLE_FMT_S16 == avctx->sample_fmt) {
183 #if HAVE_BIGENDIAN
184                 bytestream2_get_buffer(&gb, dst16, buf_size);
185 #else
186                 do {
187                     *dst16++ = bytestream2_get_be16u(&gb);
188                 } while (--samples);
189 #endif
190             } else {
191                 do {
192                     *dst32++ = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
193                 } while (--samples);
194             }
195             break;
196         /* cases where number of source channels = coded channels + 1 */
197         case AV_CH_LAYOUT_MONO:
198         case AV_CH_LAYOUT_SURROUND:
199         case AV_CH_LAYOUT_2_1:
200         case AV_CH_LAYOUT_5POINT0:
201             if (AV_SAMPLE_FMT_S16 == avctx->sample_fmt) {
202                 do {
203 #if HAVE_BIGENDIAN
204                     bytestream2_get_buffer(&gb, dst16, avctx->channels * 2);
205                     dst16 += avctx->channels;
206 #else
207                     channel = avctx->channels;
208                     do {
209                         *dst16++ = bytestream2_get_be16u(&gb);
210                     } while (--channel);
211 #endif
212                     bytestream2_skip(&gb, 2);
213                 } while (--samples);
214             } else {
215                 do {
216                     channel = avctx->channels;
217                     do {
218                         *dst32++ = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
219                     } while (--channel);
220                     bytestream2_skip(&gb, 3);
221                 } while (--samples);
222             }
223             break;
224             /* remapping: L, R, C, LBack, RBack, LF */
225         case AV_CH_LAYOUT_5POINT1:
226             if (AV_SAMPLE_FMT_S16 == avctx->sample_fmt) {
227                 do {
228                     dst16[0] = bytestream2_get_be16u(&gb);
229                     dst16[1] = bytestream2_get_be16u(&gb);
230                     dst16[2] = bytestream2_get_be16u(&gb);
231                     dst16[4] = bytestream2_get_be16u(&gb);
232                     dst16[5] = bytestream2_get_be16u(&gb);
233                     dst16[3] = bytestream2_get_be16u(&gb);
234                     dst16 += 6;
235                 } while (--samples);
236             } else {
237                 do {
238                     dst32[0] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
239                     dst32[1] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
240                     dst32[2] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
241                     dst32[4] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
242                     dst32[5] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
243                     dst32[3] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
244                     dst32 += 6;
245                 } while (--samples);
246             }
247             break;
248             /* remapping: L, R, C, LSide, LBack, RBack, RSide, <unused> */
249         case AV_CH_LAYOUT_7POINT0:
250             if (AV_SAMPLE_FMT_S16 == avctx->sample_fmt) {
251                 do {
252                     dst16[0] = bytestream2_get_be16u(&gb);
253                     dst16[1] = bytestream2_get_be16u(&gb);
254                     dst16[2] = bytestream2_get_be16u(&gb);
255                     dst16[5] = bytestream2_get_be16u(&gb);
256                     dst16[3] = bytestream2_get_be16u(&gb);
257                     dst16[4] = bytestream2_get_be16u(&gb);
258                     dst16[6] = bytestream2_get_be16u(&gb);
259                     dst16 += 7;
260                     bytestream2_skip(&gb, 2);
261                 } while (--samples);
262             } else {
263                 do {
264                     dst32[0] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
265                     dst32[1] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
266                     dst32[2] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
267                     dst32[5] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
268                     dst32[3] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
269                     dst32[4] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
270                     dst32[6] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
271                     dst32 += 7;
272                     bytestream2_skip(&gb, 3);
273                 } while (--samples);
274             }
275             break;
276             /* remapping: L, R, C, LSide, LBack, RBack, RSide, LF */
277         case AV_CH_LAYOUT_7POINT1:
278             if (AV_SAMPLE_FMT_S16 == avctx->sample_fmt) {
279                 do {
280                     dst16[0] = bytestream2_get_be16u(&gb);
281                     dst16[1] = bytestream2_get_be16u(&gb);
282                     dst16[2] = bytestream2_get_be16u(&gb);
283                     dst16[6] = bytestream2_get_be16u(&gb);
284                     dst16[4] = bytestream2_get_be16u(&gb);
285                     dst16[5] = bytestream2_get_be16u(&gb);
286                     dst16[7] = bytestream2_get_be16u(&gb);
287                     dst16[3] = bytestream2_get_be16u(&gb);
288                     dst16 += 8;
289                 } while (--samples);
290             } else {
291                 do {
292                     dst32[0] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
293                     dst32[1] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
294                     dst32[2] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
295                     dst32[6] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
296                     dst32[4] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
297                     dst32[5] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
298                     dst32[7] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
299                     dst32[3] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
300                     dst32 += 8;
301                 } while (--samples);
302             }
303             break;
304         }
305     }
306
307     *got_frame_ptr   = 1;
308     *(AVFrame *)data = s->frame;
309
310     retval = bytestream2_tell(&gb);
311     if (avctx->debug & FF_DEBUG_BITSTREAM)
312         av_dlog(avctx, "pcm_bluray_decode_frame: decoded %d -> %d bytes\n",
313                 retval, buf_size);
314     return retval + 4;
315 }
316
317 AVCodec ff_pcm_bluray_decoder = {
318     .name           = "pcm_bluray",
319     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
320     .id             = AV_CODEC_ID_PCM_BLURAY,
321     .priv_data_size = sizeof(PCMBRDecode),
322     .init           = pcm_bluray_decode_init,
323     .decode         = pcm_bluray_decode_frame,
324     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
325     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]){
326         AV_SAMPLE_FMT_S16, AV_SAMPLE_FMT_S32, AV_SAMPLE_FMT_NONE
327     },
328     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("PCM signed 16|20|24-bit big-endian for Blu-ray media"),
329 };