Original Commit: r11 | ods15 | 2006-09-17 19:41:28 +0300 (Sun, 17 Sep 2006) | 4 lines
[ffmpeg.git] / libavcodec / vorbis_enc.c
1 /*
2  * copyright (c) 2006 Oded Shimon <ods15@ods15.dyndns.org>
3  *
4  * This library is free software; you can redistribute it and/or
5  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
6  * License as published by the Free Software Foundation; either
7  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
8  *
9  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
12  * Lesser General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
15  * License along with this library; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
17  */
18
19 /**
20  * @file vorbis_enc.c
21  * Native Vorbis encoder.
22  * @author Oded Shimon <ods15@ods15.dyndns.org>
23  */
24
25 #include "avcodec.h"
26
27 #undef NDEBUG
28 #include <assert.h>
29
30 #define ALT_BITSTREAM_READER_LE
31 #include "bitstream.h"
32
33 #define VORBIS_FRAME_SIZE 64
34
35 #define BUFFER_SIZE (1024*64)
36
37 typedef struct {
38     int len;
39     uint32_t codeword;
40 } entry_t;
41
42 typedef struct {
43     int nentries;
44     entry_t * entries;
45     int ndimentions;
46     float min;
47     float delta;
48     int seq_p;
49     int lookup;
50     //float * dimentions;
51     int * quantlist;
52 } codebook_t;
53
54 typedef struct {
55     int dim;
56     int subclass;
57     int masterbook;
58     int * books;
59 } floor_class_t;
60
61 typedef struct {
62     int partitions;
63     int * partition_to_class;
64     int nclasses;
65     floor_class_t * classes;
66     int multiplier;
67     int rangebits;
68     int values;
69     struct { int x; } * list;
70 } floor_t;
71
72 typedef struct {
73     int type;
74     int begin;
75     int end;
76     int partition_size;
77     int classifications;
78     int classbook;
79     int (*books)[8];
80 } residue_t;
81
82 typedef struct {
83     int submaps;
84     int * mux;
85     int * floor;
86     int * residue;
87 } mapping_t;
88
89 typedef struct {
90     int blockflag;
91     int mapping;
92 } vorbis_mode_t;
93
94 typedef struct {
95     int channels;
96     int sample_rate;
97     int blocksize[2];
98
99     int ncodebooks;
100     codebook_t * codebooks;
101
102     int nfloors;
103     floor_t * floors;
104
105     int nresidues;
106     residue_t * residues;
107
108     int nmappings;
109     mapping_t * mappings;
110
111     int nmodes;
112     vorbis_mode_t * modes;
113 } venc_context_t;
114
115 static inline int ilog(unsigned int a) {
116     int i;
117     for (i = 0; a >> i; i++);
118     return i;
119 }
120
121 static void put_float(PutBitContext * pb, float f) {
122     int exp, mant;
123     uint32_t res = 0;
124     mant = (int)ldexp(frexp(f, &exp), 20);
125     exp += 788 - 20;
126     if (mant < 0) { res |= (1 << 31); mant = -mant; }
127     res |= mant | (exp << 21);
128     put_bits(pb, 32, res);
129 }
130
131 static void put_codebook_header(PutBitContext * pb, codebook_t * cb) {
132     int i;
133     int ordered = 0;
134
135     put_bits(pb, 24, 0x564342); //magic
136     put_bits(pb, 16, cb->ndimentions);
137     put_bits(pb, 24, cb->nentries);
138
139     for (i = 1; i < cb->nentries; i++) if (cb->entries[i].len < cb->entries[i-1].len) break;
140     if (i == cb->nentries) ordered = 1;
141
142     put_bits(pb, 1, ordered);
143     if (ordered) {
144         int len = cb->entries[0].len;
145         put_bits(pb, 5, len);
146         i = 0;
147         while (i < cb->nentries) {
148             int j;
149             for (j = 0; j+i < cb->nentries; j++) if (cb->entries[j+i].len != len) break;
150             put_bits(pb, 5, j);
151             i += j;
152             len++;
153         }
154     } else {
155         int sparse = 0;
156         for (i = 0; i < cb->nentries; i++) if (!cb->entries[i].len) break;
157         if (i != cb->nentries) sparse = 1;
158         put_bits(pb, 1, sparse);
159
160         for (i = 0; i < cb->nentries; i++) {
161             if (sparse) put_bits(pb, 1, !!cb->entries[i].len);
162             if (cb->entries[i].len) put_bits(pb, 5, cb->entries[i].len);
163         }
164     }
165
166     put_bits(pb, 4, cb->lookup);
167     if (cb->lookup) {
168         int tmp, bits = ilog(cb->quantlist[0]);
169
170         if (cb->lookup == 1) {
171             for (tmp = 0; ; tmp++) {
172                 int n = 1;
173                 for (i = 0; i < cb->ndimentions; i++) n *= tmp;
174                 if (n > cb->nentries) break;
175             }
176             tmp--;
177         } else tmp = cb->ndimentions * cb->nentries;
178
179         for (i = 1; i < tmp; i++) bits = FFMIN(bits, ilog(cb->quantlist[i]));
180
181         put_float(pb, cb->min);
182         put_float(pb, cb->delta);
183
184         put_bits(pb, 4, bits - 1);
185         put_bits(pb, 1, cb->seq_p);
186
187         for (i = 0; i < tmp; i++) put_bits(pb, bits, cb->quantlist[i]);
188     }
189 }
190
191 static void put_floor_header(PutBitContext * pb, floor_t * fc) {
192     int i;
193
194     put_bits(pb, 16, 1); // type, only floor1 is supported
195
196     put_bits(pb, 5, fc->partitions);
197
198     for (i = 0; i < fc->partitions; i++) put_bits(pb, 4, fc->partition_to_class[i]);
199
200     for (i = 0; i < fc->nclasses; i++) {
201         int j, books;
202
203         put_bits(pb, 3, fc->classes[i].dim - 1);
204         put_bits(pb, 2, fc->classes[i].subclass);
205
206         if (fc->classes[i].subclass) put_bits(pb, 8, fc->classes[i].masterbook);
207
208         books = (1 << fc->classes[i].subclass);
209
210         for (j = 0; j < books; j++) put_bits(pb, 8, fc->classes[i].books[j] + 1);
211     }
212
213     put_bits(pb, 2, fc->multiplier - 1);
214     put_bits(pb, 4, fc->rangebits);
215
216     for (i = 2; i < fc->values; i++) put_bits(pb, fc->rangebits, fc->list[i].x);
217 }
218
219 static void put_residue_header(PutBitContext * pb, residue_t * rc) {
220     int i;
221
222     put_bits(pb, 16, rc->type);
223
224     put_bits(pb, 24, rc->begin);
225     put_bits(pb, 24, rc->end);
226     put_bits(pb, 24, rc->partition_size - 1);
227     put_bits(pb, 6, rc->classifications);
228     put_bits(pb, 8, rc->classbook);
229
230     for (i = 0; i < rc->classifications; i++) {
231         int j, tmp = 0;
232         for (j = 0; j < 8; j++) tmp |= (!!rc->books[i][j]) << j;
233
234         put_bits(pb, 3, tmp & 7);
235         put_bits(pb, 1, tmp > 7);
236
237         if (tmp > 7) put_bits(pb, 5, tmp >> 3);
238     }
239
240     for (i = 0; i < rc->classifications; i++) {
241         int j;
242         for (j = 0; j < 8; j++)
243             if (rc->books[i][j])
244                 put_bits(pb, 8, rc->books[i][j]);
245     }
246 }
247
248 static int put_main_header(venc_context_t * venc, uint8_t ** out) {
249     int i;
250     PutBitContext pb;
251     uint8_t buffer[50000] = {0}, * p = buffer;
252     int buffer_len = sizeof buffer;
253     int len, hlens[3];
254
255     // identification header
256     init_put_bits(&pb, p, buffer_len);
257     put_bits(&pb, 8, 1); //magic
258     for (i = 0; "vorbis"[i]; i++) put_bits(&pb, 8, "vorbis"[i]);
259     put_bits(&pb, 32, 0); // version
260     put_bits(&pb, 8, venc->channels);
261     put_bits(&pb, 32, venc->sample_rate);
262     put_bits(&pb, 32, 0); // bitrate
263     put_bits(&pb, 32, 0); // bitrate
264     put_bits(&pb, 32, 0); // bitrate
265     put_bits(&pb, 4, venc->blocksize[0]);
266     put_bits(&pb, 4, venc->blocksize[1]);
267     put_bits(&pb, 1, 1); // framing
268
269     flush_put_bits(&pb);
270     hlens[0] = (put_bits_count(&pb) + 7) / 8;
271     buffer_len -= hlens[0];
272     p += hlens[0];
273
274     // comment header
275     init_put_bits(&pb, p, buffer_len);
276     put_bits(&pb, 8, 3); //magic
277     for (i = 0; "vorbis"[i]; i++) put_bits(&pb, 8, "vorbis"[i]);
278     put_bits(&pb, 32, 0); // vendor length TODO
279     put_bits(&pb, 32, 0); // amount of comments
280     put_bits(&pb, 1, 1); // framing
281
282     flush_put_bits(&pb);
283     hlens[1] = (put_bits_count(&pb) + 7) / 8;
284     buffer_len -= hlens[1];
285     p += hlens[1];
286
287     // setup header
288     init_put_bits(&pb, p, buffer_len);
289     put_bits(&pb, 8, 5); //magic
290     for (i = 0; "vorbis"[i]; i++) put_bits(&pb, 8, "vorbis"[i]);
291
292     // codebooks
293     put_bits(&pb, 8, venc->ncodebooks - 1);
294     for (i = 0; i < venc->ncodebooks; i++) put_codebook_header(&pb, &venc->codebooks[0]);
295
296     // time domain, reserved, zero
297     put_bits(&pb, 6, 0);
298     put_bits(&pb, 16, 0);
299
300     // floors
301     put_bits(&pb, 6, venc->nfloors - 1);
302     for (i = 0; i < venc->nfloors; i++) put_floor_header(&pb, &venc->floors[0]);
303
304     // residues
305     put_bits(&pb, 6, venc->nresidues - 1);
306     for (i = 0; i < venc->nresidues; i++) put_residue_header(&pb, &venc->residues[0]);
307
308     // mappings
309     put_bits(&pb, 6, venc->nmappings - 1);
310     for (i = 0; i < venc->nmappings; i++) {
311         mapping_t * mc = &venc->mappings[i];
312         int j;
313         put_bits(&pb, 16, 0); // mapping type
314
315         put_bits(&pb, 1, mc->submaps > 1);
316         if (mc->submaps > 1) put_bits(&pb, 4, mc->submaps - 1);
317
318         put_bits(&pb, 1, 0); // channel coupling
319
320         put_bits(&pb, 2, 0); // reserved
321
322         if (mc->submaps > 1) for (j = 0; j < venc->channels; j++) put_bits(&pb, 4, mc->mux[j]);
323
324         for (j = 0; j < mc->submaps; j++) {
325             put_bits(&pb, 8, 0); // reserved time configuration
326             put_bits(&pb, 8, mc->floor[j]);
327             put_bits(&pb, 8, mc->residue[j]);
328         }
329     }
330
331     // modes
332     put_bits(&pb, 6, venc->nmodes - 1);
333     for (i = 0; i < venc->nmodes; i++) {
334         put_bits(&pb, 1, venc->modes[i].blockflag);
335         put_bits(&pb, 16, 0); // reserved window type
336         put_bits(&pb, 16, 0); // reserved transform type
337         put_bits(&pb, 8, venc->modes[i].mapping);
338     }
339
340     flush_put_bits(&pb);
341     hlens[2] = (put_bits_count(&pb) + 7) / 8;
342
343     len = hlens[0] + hlens[1] + hlens[2];
344     p = *out = av_mallocz(64 + len + len/255);
345
346     *p++ = 2;
347     p += av_xiphlacing(p, hlens[0]);
348     p += av_xiphlacing(p, hlens[1]);
349     buffer_len = 0;
350     for (i = 0; i < 3; i++) {
351         memcpy(p, buffer + buffer_len, hlens[i]);
352         p += hlens[i];
353         buffer_len += hlens[i];
354     }
355
356     return p - *out;
357 }
358
359 static int vorbis_encode_init(AVCodecContext * avccontext)
360 {
361     venc_context_t * venc = avccontext->priv_data;
362
363     venc->channels = avccontext->channels;
364     venc->sample_rate = avccontext->sample_rate;
365
366     //if (avccontext->flags & CODEC_FLAG_QSCALE) avccontext->global_quality / (float)FF_QP2LAMBDA); else avccontext->bit_rate;
367     //if(avccontext->cutoff > 0) cfreq = avccontext->cutoff / 1000.0;
368
369     avccontext->extradata_size = put_main_header(venc, (uint8_t**)&avccontext->extradata);
370
371     avccontext->frame_size = VORBIS_FRAME_SIZE;
372
373     avccontext->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
374     avccontext->coded_frame->key_frame = 1;
375
376     return 0;
377 }
378
379
380 static int vorbis_encode_frame(AVCodecContext * avccontext, unsigned char * packets, int buf_size, void *data)
381 {
382 #if 0
383     venc_context_t * venc = avccontext->priv_data;
384     signed short * audio = data;
385     int samples = data ? VORBIS_FRAME_SIZE : 0;
386
387     avccontext->coded_frame->pts = av_rescale_q(op2->granulepos, (AVRational){1, avccontext->sample_rate}, avccontext->time_base);
388     memcpy(packets, compressed_frame, l);
389 #endif
390     return 0;
391 }
392
393
394 static int vorbis_encode_close(AVCodecContext * avccontext)
395 {
396     venc_context_t * venc = avccontext->priv_data;
397
398     av_freep(&avccontext->coded_frame);
399     av_freep(&avccontext->extradata);
400
401     return 0 ;
402 }
403
404 AVCodec oggvorbis_encoder = {
405     "vorbis",
406     CODEC_TYPE_AUDIO,
407     CODEC_ID_VORBIS,
408     sizeof(venc_context_t),
409     vorbis_encode_init,
410     vorbis_encode_frame,
411     vorbis_encode_close,
412     .capabilities= CODEC_CAP_DELAY,
413 };