pcmdec: move number of channels check to pcm_decode_init()
[ffmpeg.git] / libavcodec / pcm.c
1 /*
2  * PCM codecs
3  * Copyright (c) 2001 Fabrice Bellard
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
25  */
26
27 #include "avcodec.h"
28 #include "libavutil/common.h" /* for av_reverse */
29 #include "bytestream.h"
30 #include "pcm_tablegen.h"
31
32 #define MAX_CHANNELS 64
33
34 static av_cold int pcm_encode_init(AVCodecContext *avctx)
35 {
36     avctx->frame_size = 1;
37     switch(avctx->codec->id) {
38     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
39         pcm_alaw_tableinit();
40         break;
41     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
42         pcm_ulaw_tableinit();
43         break;
44     default:
45         break;
46     }
47
48     avctx->bits_per_coded_sample = av_get_bits_per_sample(avctx->codec->id);
49     avctx->block_align = avctx->channels * avctx->bits_per_coded_sample/8;
50     avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
51     avctx->coded_frame->key_frame= 1;
52
53     return 0;
54 }
55
56 static av_cold int pcm_encode_close(AVCodecContext *avctx)
57 {
58     av_freep(&avctx->coded_frame);
59
60     return 0;
61 }
62
63 /**
64  * Write PCM samples macro
65  * @param type Datatype of native machine format
66  * @param endian bytestream_put_xxx() suffix
67  * @param src Source pointer (variable name)
68  * @param dst Destination pointer (variable name)
69  * @param n Total number of samples (variable name)
70  * @param shift Bitshift (bits)
71  * @param offset Sample value offset
72  */
73 #define ENCODE(type, endian, src, dst, n, shift, offset) \
74     samples_##type = (const type*) src; \
75     for(;n>0;n--) { \
76         register type v = (*samples_##type++ >> shift) + offset; \
77         bytestream_put_##endian(&dst, v); \
78     }
79
80 static int pcm_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
81                             unsigned char *frame, int buf_size, void *data)
82 {
83     int n, sample_size, v;
84     const short *samples;
85     unsigned char *dst;
86     const uint8_t *srcu8;
87     const int16_t *samples_int16_t;
88     const int32_t *samples_int32_t;
89     const int64_t *samples_int64_t;
90     const uint16_t *samples_uint16_t;
91     const uint32_t *samples_uint32_t;
92
93     sample_size = av_get_bits_per_sample(avctx->codec->id)/8;
94     n = buf_size / sample_size;
95     samples = data;
96     dst = frame;
97
98     if (avctx->sample_fmt!=avctx->codec->sample_fmts[0]) {
99         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sample_fmt\n");
100         return -1;
101     }
102
103     switch(avctx->codec->id) {
104     case CODEC_ID_PCM_U32LE:
105         ENCODE(uint32_t, le32, samples, dst, n, 0, 0x80000000)
106         break;
107     case CODEC_ID_PCM_U32BE:
108         ENCODE(uint32_t, be32, samples, dst, n, 0, 0x80000000)
109         break;
110     case CODEC_ID_PCM_S24LE:
111         ENCODE(int32_t, le24, samples, dst, n, 8, 0)
112         break;
113     case CODEC_ID_PCM_S24BE:
114         ENCODE(int32_t, be24, samples, dst, n, 8, 0)
115         break;
116     case CODEC_ID_PCM_U24LE:
117         ENCODE(uint32_t, le24, samples, dst, n, 8, 0x800000)
118         break;
119     case CODEC_ID_PCM_U24BE:
120         ENCODE(uint32_t, be24, samples, dst, n, 8, 0x800000)
121         break;
122     case CODEC_ID_PCM_S24DAUD:
123         for(;n>0;n--) {
124             uint32_t tmp = av_reverse[(*samples >> 8) & 0xff] +
125                            (av_reverse[*samples & 0xff] << 8);
126             tmp <<= 4; // sync flags would go here
127             bytestream_put_be24(&dst, tmp);
128             samples++;
129         }
130         break;
131     case CODEC_ID_PCM_U16LE:
132         ENCODE(uint16_t, le16, samples, dst, n, 0, 0x8000)
133         break;
134     case CODEC_ID_PCM_U16BE:
135         ENCODE(uint16_t, be16, samples, dst, n, 0, 0x8000)
136         break;
137     case CODEC_ID_PCM_S8:
138         srcu8= data;
139         for(;n>0;n--) {
140             v = *srcu8++;
141             *dst++ = v - 128;
142         }
143         break;
144 #if HAVE_BIGENDIAN
145     case CODEC_ID_PCM_F64LE:
146         ENCODE(int64_t, le64, samples, dst, n, 0, 0)
147         break;
148     case CODEC_ID_PCM_S32LE:
149     case CODEC_ID_PCM_F32LE:
150         ENCODE(int32_t, le32, samples, dst, n, 0, 0)
151         break;
152     case CODEC_ID_PCM_S16LE:
153         ENCODE(int16_t, le16, samples, dst, n, 0, 0)
154         break;
155     case CODEC_ID_PCM_F64BE:
156     case CODEC_ID_PCM_F32BE:
157     case CODEC_ID_PCM_S32BE:
158     case CODEC_ID_PCM_S16BE:
159 #else
160     case CODEC_ID_PCM_F64BE:
161         ENCODE(int64_t, be64, samples, dst, n, 0, 0)
162         break;
163     case CODEC_ID_PCM_F32BE:
164     case CODEC_ID_PCM_S32BE:
165         ENCODE(int32_t, be32, samples, dst, n, 0, 0)
166         break;
167     case CODEC_ID_PCM_S16BE:
168         ENCODE(int16_t, be16, samples, dst, n, 0, 0)
169         break;
170     case CODEC_ID_PCM_F64LE:
171     case CODEC_ID_PCM_F32LE:
172     case CODEC_ID_PCM_S32LE:
173     case CODEC_ID_PCM_S16LE:
174 #endif /* HAVE_BIGENDIAN */
175     case CODEC_ID_PCM_U8:
176         memcpy(dst, samples, n*sample_size);
177         dst += n*sample_size;
178         break;
179     case CODEC_ID_PCM_ZORK:
180         for(;n>0;n--) {
181             v= *samples++ >> 8;
182             if(v<0)   v = -v;
183             else      v+= 128;
184             *dst++ = v;
185         }
186         break;
187     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
188         for(;n>0;n--) {
189             v = *samples++;
190             *dst++ = linear_to_alaw[(v + 32768) >> 2];
191         }
192         break;
193     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
194         for(;n>0;n--) {
195             v = *samples++;
196             *dst++ = linear_to_ulaw[(v + 32768) >> 2];
197         }
198         break;
199     default:
200         return -1;
201     }
202     //avctx->frame_size = (dst - frame) / (sample_size * avctx->channels);
203
204     return dst - frame;
205 }
206
207 typedef struct PCMDecode {
208     short table[256];
209 } PCMDecode;
210
211 static av_cold int pcm_decode_init(AVCodecContext * avctx)
212 {
213     PCMDecode *s = avctx->priv_data;
214     int i;
215
216     if (avctx->channels <= 0 || avctx->channels > MAX_CHANNELS) {
217         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "PCM channels out of bounds\n");
218         return AVERROR(EINVAL);
219     }
220
221     switch(avctx->codec->id) {
222     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
223         for(i=0;i<256;i++)
224             s->table[i] = alaw2linear(i);
225         break;
226     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
227         for(i=0;i<256;i++)
228             s->table[i] = ulaw2linear(i);
229         break;
230     default:
231         break;
232     }
233
234     avctx->sample_fmt = avctx->codec->sample_fmts[0];
235
236     if (avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_S32)
237         avctx->bits_per_raw_sample = av_get_bits_per_sample(avctx->codec->id);
238
239     return 0;
240 }
241
242 /**
243  * Read PCM samples macro
244  * @param size Data size of native machine format
245  * @param endian bytestream_get_xxx() endian suffix
246  * @param src Source pointer (variable name)
247  * @param dst Destination pointer (variable name)
248  * @param n Total number of samples (variable name)
249  * @param shift Bitshift (bits)
250  * @param offset Sample value offset
251  */
252 #define DECODE(size, endian, src, dst, n, shift, offset) \
253     for(;n>0;n--) { \
254         uint##size##_t v = bytestream_get_##endian(&src); \
255         AV_WN##size##A(dst, (v - offset) << shift); \
256         dst += size / 8; \
257     }
258
259 static int pcm_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
260                             void *data, int *data_size,
261                             AVPacket *avpkt)
262 {
263     const uint8_t *buf = avpkt->data;
264     int buf_size = avpkt->size;
265     PCMDecode *s = avctx->priv_data;
266     int sample_size, c, n, i;
267     uint8_t *samples;
268     const uint8_t *src, *src8, *src2[MAX_CHANNELS];
269     int32_t *dst_int32_t;
270
271     samples = data;
272     src = buf;
273
274     sample_size = av_get_bits_per_sample(avctx->codec_id)/8;
275
276     /* av_get_bits_per_sample returns 0 for CODEC_ID_PCM_DVD */
277     if (CODEC_ID_PCM_DVD == avctx->codec_id) {
278         if (avctx->bits_per_coded_sample != 20 &&
279             avctx->bits_per_coded_sample != 24) {
280             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "PCM DVD unsupported sample depth\n");
281             return AVERROR(EINVAL);
282         }
283         /* 2 samples are interleaved per block in PCM_DVD */
284         sample_size = avctx->bits_per_coded_sample * 2 / 8;
285     } else if (avctx->codec_id == CODEC_ID_PCM_LXF)
286         /* we process 40-bit blocks per channel for LXF */
287         sample_size = 5;
288
289     if (sample_size == 0) {
290         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid sample_size\n");
291         return AVERROR(EINVAL);
292     }
293
294     n = avctx->channels * sample_size;
295
296     if(n && buf_size % n){
297         if (buf_size < n) {
298             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid PCM packet\n");
299             return -1;
300         }else
301             buf_size -= buf_size % n;
302     }
303
304     buf_size= FFMIN(buf_size, *data_size/2);
305
306     n = buf_size/sample_size;
307
308     switch(avctx->codec->id) {
309     case CODEC_ID_PCM_U32LE:
310         DECODE(32, le32, src, samples, n, 0, 0x80000000)
311         break;
312     case CODEC_ID_PCM_U32BE:
313         DECODE(32, be32, src, samples, n, 0, 0x80000000)
314         break;
315     case CODEC_ID_PCM_S24LE:
316         DECODE(32, le24, src, samples, n, 8, 0)
317         break;
318     case CODEC_ID_PCM_S24BE:
319         DECODE(32, be24, src, samples, n, 8, 0)
320         break;
321     case CODEC_ID_PCM_U24LE:
322         DECODE(32, le24, src, samples, n, 8, 0x800000)
323         break;
324     case CODEC_ID_PCM_U24BE:
325         DECODE(32, be24, src, samples, n, 8, 0x800000)
326         break;
327     case CODEC_ID_PCM_S24DAUD:
328         for(;n>0;n--) {
329           uint32_t v = bytestream_get_be24(&src);
330           v >>= 4; // sync flags are here
331           AV_WN16A(samples, av_reverse[(v >> 8) & 0xff] +
332                            (av_reverse[v & 0xff] << 8));
333           samples += 2;
334         }
335         break;
336     case CODEC_ID_PCM_S16LE_PLANAR:
337         n /= avctx->channels;
338         for(c=0;c<avctx->channels;c++)
339             src2[c] = &src[c*n*2];
340         for(;n>0;n--)
341             for(c=0;c<avctx->channels;c++) {
342                 AV_WN16A(samples, bytestream_get_le16(&src2[c]));
343                 samples += 2;
344             }
345         src = src2[avctx->channels-1];
346         break;
347     case CODEC_ID_PCM_U16LE:
348         DECODE(16, le16, src, samples, n, 0, 0x8000)
349         break;
350     case CODEC_ID_PCM_U16BE:
351         DECODE(16, be16, src, samples, n, 0, 0x8000)
352         break;
353     case CODEC_ID_PCM_S8:
354         for(;n>0;n--) {
355             *samples++ = *src++ + 128;
356         }
357         break;
358 #if HAVE_BIGENDIAN
359     case CODEC_ID_PCM_F64LE:
360         DECODE(64, le64, src, samples, n, 0, 0)
361         break;
362     case CODEC_ID_PCM_S32LE:
363     case CODEC_ID_PCM_F32LE:
364         DECODE(32, le32, src, samples, n, 0, 0)
365         break;
366     case CODEC_ID_PCM_S16LE:
367         DECODE(16, le16, src, samples, n, 0, 0)
368         break;
369     case CODEC_ID_PCM_F64BE:
370     case CODEC_ID_PCM_F32BE:
371     case CODEC_ID_PCM_S32BE:
372     case CODEC_ID_PCM_S16BE:
373 #else
374     case CODEC_ID_PCM_F64BE:
375         DECODE(64, be64, src, samples, n, 0, 0)
376         break;
377     case CODEC_ID_PCM_F32BE:
378     case CODEC_ID_PCM_S32BE:
379         DECODE(32, be32, src, samples, n, 0, 0)
380         break;
381     case CODEC_ID_PCM_S16BE:
382         DECODE(16, be16, src, samples, n, 0, 0)
383         break;
384     case CODEC_ID_PCM_F64LE:
385     case CODEC_ID_PCM_F32LE:
386     case CODEC_ID_PCM_S32LE:
387     case CODEC_ID_PCM_S16LE:
388 #endif /* HAVE_BIGENDIAN */
389     case CODEC_ID_PCM_U8:
390         memcpy(samples, src, n*sample_size);
391         src += n*sample_size;
392         samples += n * sample_size;
393         break;
394     case CODEC_ID_PCM_ZORK:
395         for(;n>0;n--) {
396             int x= *src++;
397             if(x&128) x-= 128;
398             else      x = -x;
399             AV_WN16A(samples, x << 8);
400             samples += 2;
401         }
402         break;
403     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
404     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
405         for(;n>0;n--) {
406             AV_WN16A(samples, s->table[*src++]);
407             samples += 2;
408         }
409         break;
410     case CODEC_ID_PCM_DVD:
411         dst_int32_t = data;
412         n /= avctx->channels;
413         switch (avctx->bits_per_coded_sample) {
414         case 20:
415             while (n--) {
416                 c = avctx->channels;
417                 src8 = src + 4*c;
418                 while (c--) {
419                     *dst_int32_t++ = (bytestream_get_be16(&src) << 16) + ((*src8   &0xf0) << 8);
420                     *dst_int32_t++ = (bytestream_get_be16(&src) << 16) + ((*src8++ &0x0f) << 12);
421                 }
422                 src = src8;
423             }
424             break;
425         case 24:
426             while (n--) {
427                 c = avctx->channels;
428                 src8 = src + 4*c;
429                 while (c--) {
430                     *dst_int32_t++ = (bytestream_get_be16(&src) << 16) + ((*src8++) << 8);
431                     *dst_int32_t++ = (bytestream_get_be16(&src) << 16) + ((*src8++) << 8);
432                 }
433                 src = src8;
434             }
435             break;
436         }
437         samples = (uint8_t *) dst_int32_t;
438         break;
439     case CODEC_ID_PCM_LXF:
440         dst_int32_t = data;
441         n /= avctx->channels;
442         //unpack and de-planerize
443         for (i = 0; i < n; i++) {
444             for (c = 0, src8 = src + i*5; c < avctx->channels; c++, src8 += n*5) {
445                 //extract low 20 bits and expand to 32 bits
446                 *dst_int32_t++ = (src8[2] << 28) | (src8[1] << 20) | (src8[0] << 12) |
447                                  ((src8[2] & 0xF) << 8) | src8[1];
448             }
449
450             for (c = 0, src8 = src + i*5; c < avctx->channels; c++, src8 += n*5) {
451                 //extract high 20 bits and expand to 32 bits
452                 *dst_int32_t++ = (src8[4] << 24) | (src8[3] << 16) |
453                                  ((src8[2] & 0xF0) << 8) | (src8[4] << 4) | (src8[3] >> 4);
454             }
455         }
456         src += n * avctx->channels * 5;
457         samples = (uint8_t *) dst_int32_t;
458         break;
459     default:
460         return -1;
461     }
462     *data_size = samples - (uint8_t *)data;
463     return src - buf;
464 }
465
466 #if CONFIG_ENCODERS
467 #define PCM_ENCODER(id_,sample_fmt_,name_,long_name_) \
468 AVCodec ff_ ## name_ ## _encoder = {            \
469     .name        = #name_,                      \
470     .type        = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,          \
471     .id          = id_,                         \
472     .init        = pcm_encode_init,             \
473     .encode      = pcm_encode_frame,            \
474     .close       = pcm_encode_close,            \
475     .sample_fmts = (const enum AVSampleFormat[]){sample_fmt_,AV_SAMPLE_FMT_NONE}, \
476     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL(long_name_), \
477 }
478 #else
479 #define PCM_ENCODER(id,sample_fmt_,name,long_name_)
480 #endif
481
482 #if CONFIG_DECODERS
483 #define PCM_DECODER(id_,sample_fmt_,name_,long_name_)         \
484 AVCodec ff_ ## name_ ## _decoder = {            \
485     .name           = #name_,                   \
486     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,       \
487     .id             = id_,                      \
488     .priv_data_size = sizeof(PCMDecode),        \
489     .init           = pcm_decode_init,          \
490     .decode         = pcm_decode_frame,         \
491     .sample_fmts = (const enum AVSampleFormat[]){sample_fmt_,AV_SAMPLE_FMT_NONE}, \
492     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL(long_name_), \
493 }
494 #else
495 #define PCM_DECODER(id,sample_fmt_,name,long_name_)
496 #endif
497
498 #define PCM_CODEC(id, sample_fmt_, name, long_name_)         \
499     PCM_ENCODER(id,sample_fmt_,name,long_name_); PCM_DECODER(id,sample_fmt_,name,long_name_)
500
501 /* Note: Do not forget to add new entries to the Makefile as well. */
502 PCM_CODEC  (CODEC_ID_PCM_ALAW,  AV_SAMPLE_FMT_S16, pcm_alaw, "PCM A-law");
503 PCM_DECODER(CODEC_ID_PCM_DVD,   AV_SAMPLE_FMT_S32, pcm_dvd, "PCM signed 20|24-bit big-endian");
504 PCM_CODEC  (CODEC_ID_PCM_F32BE, AV_SAMPLE_FMT_FLT, pcm_f32be, "PCM 32-bit floating point big-endian");
505 PCM_CODEC  (CODEC_ID_PCM_F32LE, AV_SAMPLE_FMT_FLT, pcm_f32le, "PCM 32-bit floating point little-endian");
506 PCM_CODEC  (CODEC_ID_PCM_F64BE, AV_SAMPLE_FMT_DBL, pcm_f64be, "PCM 64-bit floating point big-endian");
507 PCM_CODEC  (CODEC_ID_PCM_F64LE, AV_SAMPLE_FMT_DBL, pcm_f64le, "PCM 64-bit floating point little-endian");
508 PCM_DECODER(CODEC_ID_PCM_LXF,   AV_SAMPLE_FMT_S32, pcm_lxf, "PCM signed 20-bit little-endian planar");
509 PCM_CODEC  (CODEC_ID_PCM_MULAW, AV_SAMPLE_FMT_S16, pcm_mulaw, "PCM mu-law");
510 PCM_CODEC  (CODEC_ID_PCM_S8,    AV_SAMPLE_FMT_U8,  pcm_s8, "PCM signed 8-bit");
511 PCM_CODEC  (CODEC_ID_PCM_S16BE, AV_SAMPLE_FMT_S16, pcm_s16be, "PCM signed 16-bit big-endian");
512 PCM_CODEC  (CODEC_ID_PCM_S16LE, AV_SAMPLE_FMT_S16, pcm_s16le, "PCM signed 16-bit little-endian");
513 PCM_DECODER(CODEC_ID_PCM_S16LE_PLANAR, AV_SAMPLE_FMT_S16, pcm_s16le_planar, "PCM 16-bit little-endian planar");
514 PCM_CODEC  (CODEC_ID_PCM_S24BE, AV_SAMPLE_FMT_S32, pcm_s24be, "PCM signed 24-bit big-endian");
515 PCM_CODEC  (CODEC_ID_PCM_S24DAUD, AV_SAMPLE_FMT_S16,  pcm_s24daud, "PCM D-Cinema audio signed 24-bit");
516 PCM_CODEC  (CODEC_ID_PCM_S24LE, AV_SAMPLE_FMT_S32, pcm_s24le, "PCM signed 24-bit little-endian");
517 PCM_CODEC  (CODEC_ID_PCM_S32BE, AV_SAMPLE_FMT_S32, pcm_s32be, "PCM signed 32-bit big-endian");
518 PCM_CODEC  (CODEC_ID_PCM_S32LE, AV_SAMPLE_FMT_S32, pcm_s32le, "PCM signed 32-bit little-endian");
519 PCM_CODEC  (CODEC_ID_PCM_U8,    AV_SAMPLE_FMT_U8,  pcm_u8, "PCM unsigned 8-bit");
520 PCM_CODEC  (CODEC_ID_PCM_U16BE, AV_SAMPLE_FMT_S16, pcm_u16be, "PCM unsigned 16-bit big-endian");
521 PCM_CODEC  (CODEC_ID_PCM_U16LE, AV_SAMPLE_FMT_S16, pcm_u16le, "PCM unsigned 16-bit little-endian");
522 PCM_CODEC  (CODEC_ID_PCM_U24BE, AV_SAMPLE_FMT_S32, pcm_u24be, "PCM unsigned 24-bit big-endian");
523 PCM_CODEC  (CODEC_ID_PCM_U24LE, AV_SAMPLE_FMT_S32, pcm_u24le, "PCM unsigned 24-bit little-endian");
524 PCM_CODEC  (CODEC_ID_PCM_U32BE, AV_SAMPLE_FMT_S32, pcm_u32be, "PCM unsigned 32-bit big-endian");
525 PCM_CODEC  (CODEC_ID_PCM_U32LE, AV_SAMPLE_FMT_S32, pcm_u32le, "PCM unsigned 32-bit little-endian");
526 PCM_CODEC  (CODEC_ID_PCM_ZORK,  AV_SAMPLE_FMT_S16, pcm_zork, "PCM Zork");