cbr audio muxing fix
[ffmpeg.git] / libavcodec / pcm.c
1 /*
2  * PCM codecs
3  * Copyright (c) 2001 Fabrice Bellard.
4  *
5  * This library is free software; you can redistribute it and/or
6  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
7  * License as published by the Free Software Foundation; either
8  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
9  *
10  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
13  * Lesser General Public License for more details.
14  *
15  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
16  * License along with this library; if not, write to the Free Software
17  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
18  */
19  
20 /**
21  * @file pcm.c
22  * PCM codecs
23  */
24  
25 #include "avcodec.h"
26
27 /* from g711.c by SUN microsystems (unrestricted use) */
28
29 #define SIGN_BIT        (0x80)          /* Sign bit for a A-law byte. */
30 #define QUANT_MASK      (0xf)           /* Quantization field mask. */
31 #define NSEGS           (8)             /* Number of A-law segments. */
32 #define SEG_SHIFT       (4)             /* Left shift for segment number. */
33 #define SEG_MASK        (0x70)          /* Segment field mask. */
34
35 #define BIAS            (0x84)          /* Bias for linear code. */
36
37 /*
38  * alaw2linear() - Convert an A-law value to 16-bit linear PCM
39  *
40  */
41 static int alaw2linear(unsigned char    a_val)
42 {
43         int             t;
44         int             seg;
45
46         a_val ^= 0x55;
47
48         t = a_val & QUANT_MASK;
49         seg = ((unsigned)a_val & SEG_MASK) >> SEG_SHIFT;
50         if(seg) t= (t + t + 1 + 32) << (seg + 2);
51         else    t= (t + t + 1     ) << 3;
52
53         return ((a_val & SIGN_BIT) ? t : -t);
54 }
55
56 static int ulaw2linear(unsigned char    u_val)
57 {
58         int             t;
59
60         /* Complement to obtain normal u-law value. */
61         u_val = ~u_val;
62
63         /*
64          * Extract and bias the quantization bits. Then
65          * shift up by the segment number and subtract out the bias.
66          */
67         t = ((u_val & QUANT_MASK) << 3) + BIAS;
68         t <<= ((unsigned)u_val & SEG_MASK) >> SEG_SHIFT;
69
70         return ((u_val & SIGN_BIT) ? (BIAS - t) : (t - BIAS));
71 }
72
73 /* 16384 entries per table */
74 static uint8_t *linear_to_alaw = NULL;
75 static int linear_to_alaw_ref = 0;
76
77 static uint8_t *linear_to_ulaw = NULL;
78 static int linear_to_ulaw_ref = 0;
79
80 static void build_xlaw_table(uint8_t *linear_to_xlaw, 
81                              int (*xlaw2linear)(unsigned char),
82                              int mask) 
83 {
84     int i, j, v, v1, v2;
85
86     j = 0;
87     for(i=0;i<128;i++) {
88         if (i != 127) {
89             v1 = xlaw2linear(i ^ mask);
90             v2 = xlaw2linear((i + 1) ^ mask);
91             v = (v1 + v2 + 4) >> 3;
92         } else {
93             v = 8192;
94         }
95         for(;j<v;j++) {
96             linear_to_xlaw[8192 + j] = (i ^ mask);
97             if (j > 0)
98                 linear_to_xlaw[8192 - j] = (i ^ (mask ^ 0x80));
99         }
100     }
101     linear_to_xlaw[0] = linear_to_xlaw[1];
102 }
103
104 static int pcm_encode_init(AVCodecContext *avctx)
105 {
106     avctx->frame_size = 1;
107     switch(avctx->codec->id) {
108     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
109         if (linear_to_alaw_ref == 0) {
110             linear_to_alaw = av_malloc(16384);
111             if (!linear_to_alaw)
112                 return -1;
113             build_xlaw_table(linear_to_alaw, alaw2linear, 0xd5);
114         }
115         linear_to_alaw_ref++;
116         break;
117     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
118         if (linear_to_ulaw_ref == 0) {
119             linear_to_ulaw = av_malloc(16384);
120             if (!linear_to_ulaw)
121                 return -1;
122             build_xlaw_table(linear_to_ulaw, ulaw2linear, 0xff);
123         }
124         linear_to_ulaw_ref++;
125         break;
126     default:
127         break;
128     }
129     
130     switch(avctx->codec->id) {
131     case CODEC_ID_PCM_S16LE:
132     case CODEC_ID_PCM_S16BE:
133     case CODEC_ID_PCM_U16LE:
134     case CODEC_ID_PCM_U16BE:
135         avctx->block_align = 2 * avctx->channels;
136         break;
137     case CODEC_ID_PCM_S8:
138     case CODEC_ID_PCM_U8:
139     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
140     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
141         avctx->block_align = avctx->channels;
142         break;
143     default:
144         break;
145     }
146
147     avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
148     avctx->coded_frame->key_frame= 1;
149     
150     return 0;
151 }
152
153 static int pcm_encode_close(AVCodecContext *avctx)
154 {
155     av_freep(&avctx->coded_frame);
156
157     switch(avctx->codec->id) {
158     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
159         if (--linear_to_alaw_ref == 0)
160             av_free(linear_to_alaw);
161         break;
162     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
163         if (--linear_to_ulaw_ref == 0)
164             av_free(linear_to_ulaw);
165         break;
166     default:
167         /* nothing to free */
168         break;
169     }
170     return 0;
171 }
172
173 static int pcm_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
174                             unsigned char *frame, int buf_size, void *data)
175 {
176     int n, sample_size, v;
177     short *samples;
178     unsigned char *dst;
179
180     switch(avctx->codec->id) {
181     case CODEC_ID_PCM_S16LE:
182     case CODEC_ID_PCM_S16BE:
183     case CODEC_ID_PCM_U16LE:
184     case CODEC_ID_PCM_U16BE:
185         sample_size = 2;
186         break;
187     default:
188         sample_size = 1;
189         break;
190     }
191     n = buf_size / sample_size;
192     samples = data;
193     dst = frame;
194
195     switch(avctx->codec->id) {
196     case CODEC_ID_PCM_S16LE:
197         for(;n>0;n--) {
198             v = *samples++;
199             dst[0] = v & 0xff;
200             dst[1] = v >> 8;
201             dst += 2;
202         }
203         break;
204     case CODEC_ID_PCM_S16BE:
205         for(;n>0;n--) {
206             v = *samples++;
207             dst[0] = v >> 8;
208             dst[1] = v;
209             dst += 2;
210         }
211         break;
212     case CODEC_ID_PCM_U16LE:
213         for(;n>0;n--) {
214             v = *samples++;
215             v += 0x8000;
216             dst[0] = v & 0xff;
217             dst[1] = v >> 8;
218             dst += 2;
219         }
220         break;
221     case CODEC_ID_PCM_U16BE:
222         for(;n>0;n--) {
223             v = *samples++;
224             v += 0x8000;
225             dst[0] = v >> 8;
226             dst[1] = v;
227             dst += 2;
228         }
229         break;
230     case CODEC_ID_PCM_S8:
231         for(;n>0;n--) {
232             v = *samples++;
233             dst[0] = v >> 8;
234             dst++;
235         }
236         break;
237     case CODEC_ID_PCM_U8:
238         for(;n>0;n--) {
239             v = *samples++;
240             dst[0] = (v >> 8) + 128;
241             dst++;
242         }
243         break;
244     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
245         for(;n>0;n--) {
246             v = *samples++;
247             dst[0] = linear_to_alaw[(v + 32768) >> 2];
248             dst++;
249         }
250         break;
251     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
252         for(;n>0;n--) {
253             v = *samples++;
254             dst[0] = linear_to_ulaw[(v + 32768) >> 2];
255             dst++;
256         }
257         break;
258     default:
259         return -1;
260     }
261     //avctx->frame_size = (dst - frame) / (sample_size * avctx->channels);
262
263     return dst - frame;
264 }
265
266 typedef struct PCMDecode {
267     short table[256];
268 } PCMDecode;
269
270 static int pcm_decode_init(AVCodecContext * avctx)
271 {
272     PCMDecode *s = avctx->priv_data;
273     int i;
274
275     switch(avctx->codec->id) {
276     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
277         for(i=0;i<256;i++)
278             s->table[i] = alaw2linear(i);
279         break;
280     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
281         for(i=0;i<256;i++)
282             s->table[i] = ulaw2linear(i);
283         break;
284     default:
285         break;
286     }
287     return 0;
288 }
289
290 static int pcm_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
291                             void *data, int *data_size,
292                             uint8_t *buf, int buf_size)
293 {
294     PCMDecode *s = avctx->priv_data;
295     int n;
296     short *samples;
297     uint8_t *src;
298
299     samples = data;
300     src = buf;
301
302     switch(avctx->codec->id) {
303     case CODEC_ID_PCM_S16LE:
304         n = buf_size >> 1;
305         for(;n>0;n--) {
306             *samples++ = src[0] | (src[1] << 8);
307             src += 2;
308         }
309         break;
310     case CODEC_ID_PCM_S16BE:
311         n = buf_size >> 1;
312         for(;n>0;n--) {
313             *samples++ = (src[0] << 8) | src[1];
314             src += 2;
315         }
316         break;
317     case CODEC_ID_PCM_U16LE:
318         n = buf_size >> 1;
319         for(;n>0;n--) {
320             *samples++ = (src[0] | (src[1] << 8)) - 0x8000;
321             src += 2;
322         }
323         break;
324     case CODEC_ID_PCM_U16BE:
325         n = buf_size >> 1;
326         for(;n>0;n--) {
327             *samples++ = ((src[0] << 8) | src[1]) - 0x8000;
328             src += 2;
329         }
330         break;
331     case CODEC_ID_PCM_S8:
332         n = buf_size;
333         for(;n>0;n--) {
334             *samples++ = src[0] << 8;
335             src++;
336         }
337         break;
338     case CODEC_ID_PCM_U8:
339         n = buf_size;
340         for(;n>0;n--) {
341             *samples++ = ((int)src[0] - 128) << 8;
342             src++;
343         }
344         break;
345     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
346     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
347         n = buf_size;
348         for(;n>0;n--) {
349             *samples++ = s->table[src[0]];
350             src++;
351         }
352         break;
353     default:
354         return -1;
355     }
356     *data_size = (uint8_t *)samples - (uint8_t *)data;
357     return src - buf;
358 }
359
360 #define PCM_CODEC(id, name)                     \
361 AVCodec name ## _encoder = {                    \
362     #name,                                      \
363     CODEC_TYPE_AUDIO,                           \
364     id,                                         \
365     0,                                          \
366     pcm_encode_init,                            \
367     pcm_encode_frame,                           \
368     pcm_encode_close,                           \
369     NULL,                                       \
370 };                                              \
371 AVCodec name ## _decoder = {                    \
372     #name,                                      \
373     CODEC_TYPE_AUDIO,                           \
374     id,                                         \
375     sizeof(PCMDecode),                          \
376     pcm_decode_init,                            \
377     NULL,                                       \
378     NULL,                                       \
379     pcm_decode_frame,                           \
380 }
381
382 PCM_CODEC(CODEC_ID_PCM_S16LE, pcm_s16le);
383 PCM_CODEC(CODEC_ID_PCM_S16BE, pcm_s16be);
384 PCM_CODEC(CODEC_ID_PCM_U16LE, pcm_u16le);
385 PCM_CODEC(CODEC_ID_PCM_U16BE, pcm_u16be);
386 PCM_CODEC(CODEC_ID_PCM_S8, pcm_s8);
387 PCM_CODEC(CODEC_ID_PCM_U8, pcm_u8);
388 PCM_CODEC(CODEC_ID_PCM_ALAW, pcm_alaw);
389 PCM_CODEC(CODEC_ID_PCM_MULAW, pcm_mulaw);
390
391 #undef PCM_CODEC