avformat/mp3dec: 4x faster probing
[ffmpeg.git] / libavformat / mp3dec.c
1 /*
2  * MP3 demuxer
3  * Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard
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 #include "libavutil/opt.h"
23 #include "libavutil/avstring.h"
24 #include "libavutil/intreadwrite.h"
25 #include "libavutil/dict.h"
26 #include "libavutil/mathematics.h"
27 #include "avformat.h"
28 #include "internal.h"
29 #include "id3v2.h"
30 #include "id3v1.h"
31 #include "libavcodec/mpegaudiodecheader.h"
32
33 #define XING_FLAG_FRAMES 0x01
34 #define XING_FLAG_SIZE   0x02
35 #define XING_FLAG_TOC    0x04
36
37 #define XING_TOC_COUNT 100
38
39 typedef struct {
40     AVClass *class;
41     int64_t filesize;
42     int64_t header_filesize;
43     int xing_toc;
44     int start_pad;
45     int end_pad;
46     int usetoc;
47     int is_cbr;
48 } MP3DecContext;
49
50 /* mp3 read */
51
52 static int mp3_read_probe(AVProbeData *p)
53 {
54     int max_frames, first_frames = 0;
55     int fsize, frames, sample_rate;
56     uint32_t header;
57     const uint8_t *buf, *buf0, *buf2, *end;
58     AVCodecContext avctx;
59
60     buf0 = p->buf;
61     end = p->buf + p->buf_size - sizeof(uint32_t);
62     while(buf0 < end && !*buf0)
63         buf0++;
64
65     max_frames = 0;
66     buf = buf0;
67
68     for(; buf < end; buf= buf2+1) {
69         buf2 = buf;
70         if(ff_mpa_check_header(AV_RB32(buf2)))
71             continue;
72
73         for(frames = 0; buf2 < end; frames++) {
74             header = AV_RB32(buf2);
75             fsize = avpriv_mpa_decode_header(&avctx, header, &sample_rate, &sample_rate, &sample_rate, &sample_rate);
76             if(fsize < 0)
77                 break;
78             buf2 += fsize;
79         }
80         max_frames = FFMAX(max_frames, frames);
81         if(buf == buf0)
82             first_frames= frames;
83     }
84     // keep this in sync with ac3 probe, both need to avoid
85     // issues with MPEG-files!
86     if   (first_frames>=4) return AVPROBE_SCORE_EXTENSION + 1;
87     else if(max_frames>200)return AVPROBE_SCORE_EXTENSION;
88     else if(max_frames>=4) return AVPROBE_SCORE_EXTENSION / 2;
89     else if(ff_id3v2_match(buf0, ID3v2_DEFAULT_MAGIC) && 2*ff_id3v2_tag_len(buf0) >= p->buf_size)
90                            return p->buf_size < PROBE_BUF_MAX ? AVPROBE_SCORE_EXTENSION / 4 : AVPROBE_SCORE_EXTENSION - 2;
91     else if(max_frames>=1) return 1;
92     else                   return 0;
93 //mpegps_mp3_unrecognized_format.mpg has max_frames=3
94 }
95
96 static void read_xing_toc(AVFormatContext *s, int64_t filesize, int64_t duration)
97 {
98     int i;
99     MP3DecContext *mp3 = s->priv_data;
100     int fill_index = mp3->usetoc && duration > 0;
101
102     if (!filesize &&
103         !(filesize = avio_size(s->pb))) {
104         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "Cannot determine file size, skipping TOC table.\n");
105         fill_index = 0;
106     }
107
108     for (i = 0; i < XING_TOC_COUNT; i++) {
109         uint8_t b = avio_r8(s->pb);
110         if (fill_index)
111             av_add_index_entry(s->streams[0],
112                            av_rescale(b, filesize, 256),
113                            av_rescale(i, duration, XING_TOC_COUNT),
114                            0, 0, AVINDEX_KEYFRAME);
115     }
116     if (fill_index)
117         mp3->xing_toc = 1;
118 }
119
120 /**
121  * Try to find Xing/Info/VBRI tags and compute duration from info therein
122  */
123 static int mp3_parse_vbr_tags(AVFormatContext *s, AVStream *st, int64_t base)
124 {
125     MP3DecContext *mp3 = s->priv_data;
126     uint32_t v, spf;
127     unsigned frames = 0; /* Total number of frames in file */
128     unsigned size = 0; /* Total number of bytes in the stream */
129     static const int64_t xing_offtbl[2][2] = {{32, 17}, {17,9}};
130     MPADecodeHeader c;
131     int vbrtag_size = 0;
132     int is_cbr;
133
134     v = avio_rb32(s->pb);
135     if(ff_mpa_check_header(v) < 0)
136       return -1;
137
138     if (avpriv_mpegaudio_decode_header(&c, v) == 0)
139         vbrtag_size = c.frame_size;
140     if(c.layer != 3)
141         return -1;
142
143     spf = c.lsf ? 576 : 1152; /* Samples per frame, layer 3 */
144
145     /* Check for Xing / Info tag */
146     avio_skip(s->pb, xing_offtbl[c.lsf == 1][c.nb_channels == 1]);
147     v = avio_rb32(s->pb);
148     is_cbr = v == MKBETAG('I', 'n', 'f', 'o');
149     if (v == MKBETAG('X', 'i', 'n', 'g') || is_cbr) {
150         v = avio_rb32(s->pb);
151         if(v & XING_FLAG_FRAMES)
152             frames = avio_rb32(s->pb);
153         if(v & XING_FLAG_SIZE)
154             size = avio_rb32(s->pb);
155         if (v & XING_FLAG_TOC)
156             read_xing_toc(s, size, av_rescale_q(frames, (AVRational){spf, c.sample_rate},
157                                     st->time_base));
158         if(v & 8)
159             avio_skip(s->pb, 4);
160
161         v = avio_rb32(s->pb);
162         if(v == MKBETAG('L', 'A', 'M', 'E') || v == MKBETAG('L', 'a', 'v', 'f')) {
163             avio_skip(s->pb, 21-4);
164             v= avio_rb24(s->pb);
165             mp3->start_pad = v>>12;
166             mp3->  end_pad = v&4095;
167             st->skip_samples = mp3->start_pad + 528 + 1;
168             av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "pad %d %d\n", mp3->start_pad, mp3->  end_pad);
169         }
170     }
171
172     /* Check for VBRI tag (always 32 bytes after end of mpegaudio header) */
173     avio_seek(s->pb, base + 4 + 32, SEEK_SET);
174     v = avio_rb32(s->pb);
175     if(v == MKBETAG('V', 'B', 'R', 'I')) {
176         /* Check tag version */
177         if(avio_rb16(s->pb) == 1) {
178             /* skip delay and quality */
179             avio_skip(s->pb, 4);
180             size = avio_rb32(s->pb);
181             frames = avio_rb32(s->pb);
182         }
183     }
184
185     if(!frames && !size)
186         return -1;
187
188     /* Skip the vbr tag frame */
189     avio_seek(s->pb, base + vbrtag_size, SEEK_SET);
190
191     if(frames)
192         st->duration = av_rescale_q(frames, (AVRational){spf, c.sample_rate},
193                                     st->time_base);
194     if (size && frames && !is_cbr)
195         st->codec->bit_rate = av_rescale(size, 8 * c.sample_rate, frames * (int64_t)spf);
196
197     mp3->is_cbr          = is_cbr;
198     mp3->header_filesize = size;
199
200     return 0;
201 }
202
203 static int mp3_read_header(AVFormatContext *s)
204 {
205     MP3DecContext *mp3 = s->priv_data;
206     AVStream *st;
207     int64_t off;
208
209     st = avformat_new_stream(s, NULL);
210     if (!st)
211         return AVERROR(ENOMEM);
212
213     st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO;
214     st->codec->codec_id = AV_CODEC_ID_MP3;
215     st->need_parsing = AVSTREAM_PARSE_FULL_RAW;
216     st->start_time = 0;
217
218     // lcm of all mp3 sample rates
219     avpriv_set_pts_info(st, 64, 1, 14112000);
220
221     s->pb->maxsize = -1;
222     off = avio_tell(s->pb);
223
224     if (!av_dict_get(s->metadata, "", NULL, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX))
225         ff_id3v1_read(s);
226
227     if(s->pb->seekable)
228         mp3->filesize = avio_size(s->pb);
229
230     if (mp3_parse_vbr_tags(s, st, off) < 0)
231         avio_seek(s->pb, off, SEEK_SET);
232
233     /* the parameters will be extracted from the compressed bitstream */
234     return 0;
235 }
236
237 #define MP3_PACKET_SIZE 1024
238
239 static int mp3_read_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
240 {
241     MP3DecContext *mp3 = s->priv_data;
242     int ret, size;
243     int64_t pos;
244
245     size= MP3_PACKET_SIZE;
246     pos = avio_tell(s->pb);
247     if(mp3->filesize > ID3v1_TAG_SIZE && pos < mp3->filesize)
248         size= FFMIN(size, mp3->filesize - pos);
249
250     ret= av_get_packet(s->pb, pkt, size);
251     if (ret <= 0) {
252         if(ret<0)
253             return ret;
254         return AVERROR_EOF;
255     }
256
257     pkt->flags &= ~AV_PKT_FLAG_CORRUPT;
258     pkt->stream_index = 0;
259
260     if (ret >= ID3v1_TAG_SIZE &&
261         memcmp(&pkt->data[ret - ID3v1_TAG_SIZE], "TAG", 3) == 0)
262         ret -= ID3v1_TAG_SIZE;
263
264     /* note: we need to modify the packet size here to handle the last
265        packet */
266     pkt->size = ret;
267     return ret;
268 }
269
270 static int check(AVFormatContext *s, int64_t pos)
271 {
272     int64_t ret = avio_seek(s->pb, pos, SEEK_SET);
273     unsigned header;
274     MPADecodeHeader sd;
275     if (ret < 0)
276         return ret;
277     header = avio_rb32(s->pb);
278     if (ff_mpa_check_header(header) < 0)
279         return -1;
280     if (avpriv_mpegaudio_decode_header(&sd, header) == 1)
281         return -1;
282     return sd.frame_size;
283 }
284
285 static int mp3_seek(AVFormatContext *s, int stream_index, int64_t timestamp,
286                     int flags)
287 {
288     MP3DecContext *mp3 = s->priv_data;
289     AVIndexEntry *ie, ie1;
290     AVStream *st = s->streams[0];
291     int64_t ret  = av_index_search_timestamp(st, timestamp, flags);
292     int i, j;
293     int dir = (flags&AVSEEK_FLAG_BACKWARD) ? -1 : 1;
294
295     if (mp3->is_cbr && st->duration > 0 && mp3->header_filesize > s->data_offset) {
296         int64_t filesize = avio_size(s->pb);
297         int64_t duration;
298         if (filesize <= s->data_offset)
299             filesize = mp3->header_filesize;
300         filesize -= s->data_offset;
301         duration = av_rescale(st->duration, filesize, mp3->header_filesize - s->data_offset);
302         ie = &ie1;
303         timestamp = av_clip64(timestamp, 0, duration);
304         ie->timestamp = timestamp;
305         ie->pos       = av_rescale(timestamp, filesize, duration) + s->data_offset;
306     } else if (mp3->xing_toc) {
307         if (ret < 0)
308             return ret;
309
310         ie = &st->index_entries[ret];
311     } else {
312         st->skip_samples = timestamp <= 0 ? mp3->start_pad + 528 + 1 : 0;
313
314         return -1;
315     }
316
317     ret = avio_seek(s->pb, ie->pos, SEEK_SET);
318     if (ret < 0)
319         return ret;
320
321 #define MIN_VALID 3
322     for(i=0; i<4096; i++) {
323         int64_t pos = ie->pos + i*dir;
324         for(j=0; j<MIN_VALID; j++) {
325             ret = check(s, pos);
326             if(ret < 0)
327                 break;
328             pos += ret;
329         }
330         if(j==MIN_VALID)
331             break;
332     }
333     if(j!=MIN_VALID)
334         i=0;
335
336     ret = avio_seek(s->pb, ie->pos + i*dir, SEEK_SET);
337     if (ret < 0)
338         return ret;
339     ff_update_cur_dts(s, st, ie->timestamp);
340     st->skip_samples = ie->timestamp <= 0 ? mp3->start_pad + 528 + 1 : 0;
341     return 0;
342 }
343
344 static const AVOption options[] = {
345     { "usetoc", "use table of contents", offsetof(MP3DecContext, usetoc), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1}, -1, 1, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM},
346     { NULL },
347 };
348
349 static const AVClass demuxer_class = {
350     .class_name = "mp3",
351     .item_name  = av_default_item_name,
352     .option     = options,
353     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
354     .category   = AV_CLASS_CATEGORY_DEMUXER,
355 };
356
357 AVInputFormat ff_mp3_demuxer = {
358     .name           = "mp3",
359     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MP2/3 (MPEG audio layer 2/3)"),
360     .read_probe     = mp3_read_probe,
361     .read_header    = mp3_read_header,
362     .read_packet    = mp3_read_packet,
363     .read_seek      = mp3_seek,
364     .priv_data_size = sizeof(MP3DecContext),
365     .flags          = AVFMT_GENERIC_INDEX,
366     .extensions     = "mp2,mp3,m2a,mpa", /* XXX: use probe */
367     .priv_class     = &demuxer_class,
368 };