Merge remote branch 'qatar/master'
[ffmpeg.git] / tests / audiogen.c
1 /*
2  * Generates a synthetic stereo sound
3  * NOTE: No floats are used to guarantee a bit exact output.
4  *
5  * Copyright (c) 2002 Fabrice Bellard
6  *
7  * This file is part of FFmpeg.
8  *
9  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
11  * License as published by the Free Software Foundation; either
12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
13  *
14  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
17  * Lesser General Public License for more details.
18  *
19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
20  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
22  */
23
24 #include <stdlib.h>
25 #include <stdio.h>
26
27 #define MAX_CHANNELS 8
28
29 static unsigned int myrnd(unsigned int *seed_ptr, int n)
30 {
31     unsigned int seed, val;
32
33     seed = *seed_ptr;
34     seed = (seed * 314159) + 1;
35     if (n == 256) {
36         val = seed >> 24;
37     } else {
38         val = seed % n;
39     }
40     *seed_ptr = seed;
41     return val;
42 }
43
44 #define FRAC_BITS 16
45 #define FRAC_ONE (1 << FRAC_BITS)
46
47 #define COS_TABLE_BITS 7
48
49 /* integer cosinus */
50 static const unsigned short cos_table[(1 << COS_TABLE_BITS) + 2] = {
51  0x8000, 0x7ffe, 0x7ff6, 0x7fea, 0x7fd9, 0x7fc2, 0x7fa7, 0x7f87,
52  0x7f62, 0x7f38, 0x7f0a, 0x7ed6, 0x7e9d, 0x7e60, 0x7e1e, 0x7dd6,
53  0x7d8a, 0x7d3a, 0x7ce4, 0x7c89, 0x7c2a, 0x7bc6, 0x7b5d, 0x7aef,
54  0x7a7d, 0x7a06, 0x798a, 0x790a, 0x7885, 0x77fb, 0x776c, 0x76d9,
55  0x7642, 0x75a6, 0x7505, 0x7460, 0x73b6, 0x7308, 0x7255, 0x719e,
56  0x70e3, 0x7023, 0x6f5f, 0x6e97, 0x6dca, 0x6cf9, 0x6c24, 0x6b4b,
57  0x6a6e, 0x698c, 0x68a7, 0x67bd, 0x66d0, 0x65de, 0x64e9, 0x63ef,
58  0x62f2, 0x61f1, 0x60ec, 0x5fe4, 0x5ed7, 0x5dc8, 0x5cb4, 0x5b9d,
59  0x5a82, 0x5964, 0x5843, 0x571e, 0x55f6, 0x54ca, 0x539b, 0x5269,
60  0x5134, 0x4ffb, 0x4ec0, 0x4d81, 0x4c40, 0x4afb, 0x49b4, 0x486a,
61  0x471d, 0x45cd, 0x447b, 0x4326, 0x41ce, 0x4074, 0x3f17, 0x3db8,
62  0x3c57, 0x3af3, 0x398d, 0x3825, 0x36ba, 0x354e, 0x33df, 0x326e,
63  0x30fc, 0x2f87, 0x2e11, 0x2c99, 0x2b1f, 0x29a4, 0x2827, 0x26a8,
64  0x2528, 0x23a7, 0x2224, 0x209f, 0x1f1a, 0x1d93, 0x1c0c, 0x1a83,
65  0x18f9, 0x176e, 0x15e2, 0x1455, 0x12c8, 0x113a, 0x0fab, 0x0e1c,
66  0x0c8c, 0x0afb, 0x096b, 0x07d9, 0x0648, 0x04b6, 0x0324, 0x0192,
67  0x0000, 0x0000,
68 };
69
70 #define CSHIFT (FRAC_BITS - COS_TABLE_BITS - 2)
71
72 static int int_cos(int a)
73 {
74     int neg, v, f;
75     const unsigned short *p;
76
77     a = a & (FRAC_ONE - 1); /* modulo 2 * pi */
78     if (a >= (FRAC_ONE / 2))
79         a = FRAC_ONE - a;
80     neg = 0;
81     if (a > (FRAC_ONE / 4)) {
82         neg = -1;
83         a = (FRAC_ONE / 2) - a;
84     }
85     p = cos_table + (a >> CSHIFT);
86     /* linear interpolation */
87     f = a & ((1 << CSHIFT) - 1);
88     v = p[0] + (((p[1] - p[0]) * f + (1 << (CSHIFT - 1))) >> CSHIFT);
89     v = (v ^ neg) - neg;
90     v = v << (FRAC_BITS - 15);
91     return v;
92 }
93
94 FILE *outfile;
95
96 static void put_sample(int v)
97 {
98     fputc(v & 0xff, outfile);
99     fputc((v >> 8) & 0xff, outfile);
100 }
101
102 int main(int argc, char **argv)
103 {
104     int i, a, v, j, f, amp, ampa;
105     unsigned int seed = 1;
106     int tabf1[MAX_CHANNELS], tabf2[MAX_CHANNELS];
107     int taba[MAX_CHANNELS];
108     int sample_rate = 44100;
109     int nb_channels = 2;
110
111     if (argc < 2 || argc > 4) {
112         printf("usage: %s file [<sample rate> [<channels>]]\n"
113                "generate a test raw 16 bit audio stream\n"
114                "default: 44100 Hz stereo\n", argv[0]);
115         exit(1);
116     }
117
118     if (argc > 2) {
119         sample_rate = atoi(argv[2]);
120         if (sample_rate <= 0) {
121             fprintf(stderr, "invalid sample rate: %d\n", sample_rate);
122             return 1;
123         }
124     }
125
126     if (argc > 3) {
127         nb_channels = atoi(argv[3]);
128         if (nb_channels < 1 || nb_channels > MAX_CHANNELS) {
129             fprintf(stderr, "invalid number of channels: %d\n", nb_channels);
130             return 1;
131         }
132     }
133
134     outfile = fopen(argv[1], "wb");
135     if (!outfile) {
136         perror(argv[1]);
137         return 1;
138     }
139
140     /* 1 second of single freq sinus at 1000 Hz */
141     a = 0;
142     for(i=0;i<1 * sample_rate;i++) {
143         v = (int_cos(a) * 10000) >> FRAC_BITS;
144         for(j=0;j<nb_channels;j++)
145             put_sample(v);
146         a += (1000 * FRAC_ONE) / sample_rate;
147     }
148
149     /* 1 second of varing frequency between 100 and 10000 Hz */
150     a = 0;
151     for(i=0;i<1 * sample_rate;i++) {
152         v = (int_cos(a) * 10000) >> FRAC_BITS;
153         for(j=0;j<nb_channels;j++)
154             put_sample(v);
155         f = 100 + (((10000 - 100) * i) / sample_rate);
156         a += (f * FRAC_ONE) / sample_rate;
157     }
158
159     /* 0.5 second of low amplitude white noise */
160     for(i=0;i<sample_rate / 2;i++) {
161         v = myrnd(&seed, 20000) - 10000;
162         for(j=0;j<nb_channels;j++)
163             put_sample(v);
164     }
165
166     /* 0.5 second of high amplitude white noise */
167     for(i=0;i<sample_rate / 2;i++) {
168         v = myrnd(&seed, 65535) - 32768;
169         for(j=0;j<nb_channels;j++)
170             put_sample(v);
171     }
172
173     /* 1 second of unrelated ramps for each channel */
174     for(j=0;j<nb_channels;j++) {
175         taba[j] = 0;
176         tabf1[j] = 100 + myrnd(&seed, 5000);
177         tabf2[j] = 100 + myrnd(&seed, 5000);
178     }
179     for(i=0;i<1 * sample_rate;i++) {
180         for(j=0;j<nb_channels;j++) {
181             v = (int_cos(taba[j]) * 10000) >> FRAC_BITS;
182             put_sample(v);
183             f = tabf1[j] + (((tabf2[j] - tabf1[j]) * i) / sample_rate);
184             taba[j] += (f * FRAC_ONE) / sample_rate;
185         }
186     }
187
188     /* 2 seconds of 500 Hz with varying volume */
189     a = 0;
190     ampa = 0;
191     for(i=0;i<2 * sample_rate;i++) {
192         for(j=0;j<nb_channels;j++) {
193             amp = ((FRAC_ONE + int_cos(ampa)) * 5000) >> FRAC_BITS;
194             if (j & 1)
195                 amp = 10000 - amp;
196             v = (int_cos(a) * amp) >> FRAC_BITS;
197             put_sample(v);
198             a += (500 * FRAC_ONE) / sample_rate;
199             ampa += (2 * FRAC_ONE) / sample_rate;
200         }
201     }
202
203     fclose(outfile);
204     return 0;
205 }