j2kdec: move s->avctx initialization to j2kdec_init()
[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 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
24  * PCM codecs for encodings found in MPEG streams (DVD/Blu-ray)
25  */
26
27 #include "libavutil/audioconvert.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 == 16 || avctx->bits_per_coded_sample == 24)) {
73         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported sample depth (%d)\n", avctx->bits_per_coded_sample);
74         return -1;
75     }
76     avctx->sample_fmt = avctx->bits_per_coded_sample == 16 ? AV_SAMPLE_FMT_S16 :
77                                                              AV_SAMPLE_FMT_S32;
78     if (avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_S32)
79         avctx->bits_per_raw_sample = avctx->bits_per_coded_sample;
80
81     /* get the sample rate. Not all values are used. */
82     switch (header[2] & 0x0f) {
83     case 1:
84         avctx->sample_rate = 48000;
85         break;
86     case 4:
87         avctx->sample_rate = 96000;
88         break;
89     case 5:
90         avctx->sample_rate = 192000;
91         break;
92     default:
93         avctx->sample_rate = 0;
94         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "reserved sample rate (%d)\n",
95                header[2] & 0x0f);
96         return -1;
97     }
98
99     /*
100      * get the channel number (and mapping). Not all values are used.
101      * It must be noted that the number of channels in the MPEG stream can
102      * differ from the actual meaningful number, e.g. mono audio still has two
103      * channels, one being empty.
104      */
105     avctx->channel_layout  = channel_layouts[channel_layout];
106     avctx->channels        =        channels[channel_layout];
107     if (!avctx->channels) {
108         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "reserved channel configuration (%d)\n",
109                channel_layout);
110         return -1;
111     }
112
113     avctx->bit_rate = avctx->channels * avctx->sample_rate *
114                       avctx->bits_per_coded_sample;
115
116     if (avctx->debug & FF_DEBUG_PICT_INFO)
117         av_dlog(avctx,
118                 "pcm_bluray_parse_header: %d channels, %d bits per sample, %d kHz, %d kbit\n",
119                 avctx->channels, avctx->bits_per_coded_sample,
120                 avctx->sample_rate, avctx->bit_rate);
121     return 0;
122 }
123
124 typedef struct PCMBRDecode {
125     AVFrame frame;
126 } PCMBRDecode;
127
128 static av_cold int pcm_bluray_decode_init(AVCodecContext * avctx)
129 {
130     PCMBRDecode *s = avctx->priv_data;
131
132     avcodec_get_frame_defaults(&s->frame);
133     avctx->coded_frame = &s->frame;
134
135     return 0;
136 }
137
138 static int pcm_bluray_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
139                                    int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
140 {
141     const uint8_t *src = avpkt->data;
142     int buf_size = avpkt->size;
143     PCMBRDecode *s = avctx->priv_data;
144     GetByteContext gb;
145     int num_source_channels, channel, retval;
146     int sample_size, samples;
147     int16_t *dst16;
148     int32_t *dst32;
149
150     if (buf_size < 4) {
151         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "PCM packet too small\n");
152         return -1;
153     }
154
155     if (pcm_bluray_parse_header(avctx, src))
156         return -1;
157     src += 4;
158     buf_size -= 4;
159
160     bytestream2_init(&gb, src, buf_size);
161
162     /* There's always an even number of channels in the source */
163     num_source_channels = FFALIGN(avctx->channels, 2);
164     sample_size = (num_source_channels * (avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_S16 ? 16 : 24)) >> 3;
165     samples = buf_size / sample_size;
166
167     /* get output buffer */
168     s->frame.nb_samples = samples;
169     if ((retval = avctx->get_buffer(avctx, &s->frame)) < 0) {
170         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
171         return retval;
172     }
173     dst16 = (int16_t *)s->frame.data[0];
174     dst32 = (int32_t *)s->frame.data[0];
175
176     if (samples) {
177         switch (avctx->channel_layout) {
178             /* cases with same number of source and coded channels */
179         case AV_CH_LAYOUT_STEREO:
180         case AV_CH_LAYOUT_4POINT0:
181         case AV_CH_LAYOUT_2_2:
182             samples *= num_source_channels;
183             if (AV_SAMPLE_FMT_S16 == avctx->sample_fmt) {
184 #if HAVE_BIGENDIAN
185                 bytestream2_get_buffer(&gb, dst16, buf_size);
186 #else
187                 do {
188                     *dst16++ = bytestream2_get_be16u(&gb);
189                 } while (--samples);
190 #endif
191             } else {
192                 do {
193                     *dst32++ = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
194                 } while (--samples);
195             }
196             break;
197         /* cases where number of source channels = coded channels + 1 */
198         case AV_CH_LAYOUT_MONO:
199         case AV_CH_LAYOUT_SURROUND:
200         case AV_CH_LAYOUT_2_1:
201         case AV_CH_LAYOUT_5POINT0:
202             if (AV_SAMPLE_FMT_S16 == avctx->sample_fmt) {
203                 do {
204 #if HAVE_BIGENDIAN
205                     bytestream2_get_buffer(&gb, dst16, avctx->channels * 2);
206                     dst16 += avctx->channels;
207 #else
208                     channel = avctx->channels;
209                     do {
210                         *dst16++ = bytestream2_get_be16u(&gb);
211                     } while (--channel);
212 #endif
213                     bytestream2_skip(&gb, 2);
214                 } while (--samples);
215             } else {
216                 do {
217                     channel = avctx->channels;
218                     do {
219                         *dst32++ = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
220                     } while (--channel);
221                     bytestream2_skip(&gb, 3);
222                 } while (--samples);
223             }
224             break;
225             /* remapping: L, R, C, LBack, RBack, LF */
226         case AV_CH_LAYOUT_5POINT1:
227             if (AV_SAMPLE_FMT_S16 == avctx->sample_fmt) {
228                 do {
229                     dst16[0] = bytestream2_get_be16u(&gb);
230                     dst16[1] = bytestream2_get_be16u(&gb);
231                     dst16[2] = bytestream2_get_be16u(&gb);
232                     dst16[4] = bytestream2_get_be16u(&gb);
233                     dst16[5] = bytestream2_get_be16u(&gb);
234                     dst16[3] = bytestream2_get_be16u(&gb);
235                     dst16 += 6;
236                 } while (--samples);
237             } else {
238                 do {
239                     dst32[0] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
240                     dst32[1] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
241                     dst32[2] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
242                     dst32[4] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
243                     dst32[5] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
244                     dst32[3] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
245                     dst32 += 6;
246                 } while (--samples);
247             }
248             break;
249             /* remapping: L, R, C, LSide, LBack, RBack, RSide, <unused> */
250         case AV_CH_LAYOUT_7POINT0:
251             if (AV_SAMPLE_FMT_S16 == avctx->sample_fmt) {
252                 do {
253                     dst16[0] = bytestream2_get_be16u(&gb);
254                     dst16[1] = bytestream2_get_be16u(&gb);
255                     dst16[2] = bytestream2_get_be16u(&gb);
256                     dst16[5] = bytestream2_get_be16u(&gb);
257                     dst16[3] = bytestream2_get_be16u(&gb);
258                     dst16[4] = bytestream2_get_be16u(&gb);
259                     dst16[6] = bytestream2_get_be16u(&gb);
260                     dst16 += 7;
261                     bytestream2_skip(&gb, 2);
262                 } while (--samples);
263             } else {
264                 do {
265                     dst32[0] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
266                     dst32[1] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
267                     dst32[2] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
268                     dst32[5] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
269                     dst32[3] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
270                     dst32[4] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
271                     dst32[6] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
272                     dst32 += 7;
273                     bytestream2_skip(&gb, 3);
274                 } while (--samples);
275             }
276             break;
277             /* remapping: L, R, C, LSide, LBack, RBack, RSide, LF */
278         case AV_CH_LAYOUT_7POINT1:
279             if (AV_SAMPLE_FMT_S16 == avctx->sample_fmt) {
280                 do {
281                     dst16[0] = bytestream2_get_be16u(&gb);
282                     dst16[1] = bytestream2_get_be16u(&gb);
283                     dst16[2] = bytestream2_get_be16u(&gb);
284                     dst16[6] = bytestream2_get_be16u(&gb);
285                     dst16[4] = bytestream2_get_be16u(&gb);
286                     dst16[5] = bytestream2_get_be16u(&gb);
287                     dst16[7] = bytestream2_get_be16u(&gb);
288                     dst16[3] = bytestream2_get_be16u(&gb);
289                     dst16 += 8;
290                 } while (--samples);
291             } else {
292                 do {
293                     dst32[0] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
294                     dst32[1] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
295                     dst32[2] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
296                     dst32[6] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
297                     dst32[4] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
298                     dst32[5] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
299                     dst32[7] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
300                     dst32[3] = bytestream2_get_be24u(&gb) << 8;
301                     dst32 += 8;
302                 } while (--samples);
303             }
304             break;
305         }
306     }
307
308     *got_frame_ptr   = 1;
309     *(AVFrame *)data = s->frame;
310
311     retval = bytestream2_tell(&gb);
312     if (avctx->debug & FF_DEBUG_BITSTREAM)
313         av_dlog(avctx, "pcm_bluray_decode_frame: decoded %d -> %d bytes\n",
314                 retval, buf_size);
315     return retval + 4;
316 }
317
318 AVCodec ff_pcm_bluray_decoder = {
319     .name           = "pcm_bluray",
320     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
321     .id             = CODEC_ID_PCM_BLURAY,
322     .priv_data_size = sizeof(PCMBRDecode),
323     .init           = pcm_bluray_decode_init,
324     .decode         = pcm_bluray_decode_frame,
325     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
326     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]){
327         AV_SAMPLE_FMT_S16, AV_SAMPLE_FMT_S32, AV_SAMPLE_FMT_NONE
328     },
329     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("PCM signed 16|20|24-bit big-endian for Blu-ray media"),
330 };