simpler
[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     avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
131     avctx->coded_frame->key_frame= 1;
132     
133     return 0;
134 }
135
136 static int pcm_encode_close(AVCodecContext *avctx)
137 {
138     av_freep(&avctx->coded_frame);
139
140     switch(avctx->codec->id) {
141     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
142         if (--linear_to_alaw_ref == 0)
143             av_free(linear_to_alaw);
144         break;
145     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
146         if (--linear_to_ulaw_ref == 0)
147             av_free(linear_to_ulaw);
148         break;
149     default:
150         /* nothing to free */
151         break;
152     }
153     return 0;
154 }
155
156 static int pcm_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
157                             unsigned char *frame, int buf_size, void *data)
158 {
159     int n, sample_size, v;
160     short *samples;
161     unsigned char *dst;
162
163     switch(avctx->codec->id) {
164     case CODEC_ID_PCM_S16LE:
165     case CODEC_ID_PCM_S16BE:
166     case CODEC_ID_PCM_U16LE:
167     case CODEC_ID_PCM_U16BE:
168         sample_size = 2;
169         break;
170     default:
171         sample_size = 1;
172         break;
173     }
174     n = buf_size / sample_size;
175     samples = data;
176     dst = frame;
177
178     switch(avctx->codec->id) {
179     case CODEC_ID_PCM_S16LE:
180         for(;n>0;n--) {
181             v = *samples++;
182             dst[0] = v & 0xff;
183             dst[1] = v >> 8;
184             dst += 2;
185         }
186         break;
187     case CODEC_ID_PCM_S16BE:
188         for(;n>0;n--) {
189             v = *samples++;
190             dst[0] = v >> 8;
191             dst[1] = v;
192             dst += 2;
193         }
194         break;
195     case CODEC_ID_PCM_U16LE:
196         for(;n>0;n--) {
197             v = *samples++;
198             v += 0x8000;
199             dst[0] = v & 0xff;
200             dst[1] = v >> 8;
201             dst += 2;
202         }
203         break;
204     case CODEC_ID_PCM_U16BE:
205         for(;n>0;n--) {
206             v = *samples++;
207             v += 0x8000;
208             dst[0] = v >> 8;
209             dst[1] = v;
210             dst += 2;
211         }
212         break;
213     case CODEC_ID_PCM_S8:
214         for(;n>0;n--) {
215             v = *samples++;
216             dst[0] = v >> 8;
217             dst++;
218         }
219         break;
220     case CODEC_ID_PCM_U8:
221         for(;n>0;n--) {
222             v = *samples++;
223             dst[0] = (v >> 8) + 128;
224             dst++;
225         }
226         break;
227     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
228         for(;n>0;n--) {
229             v = *samples++;
230             dst[0] = linear_to_alaw[(v + 32768) >> 2];
231             dst++;
232         }
233         break;
234     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
235         for(;n>0;n--) {
236             v = *samples++;
237             dst[0] = linear_to_ulaw[(v + 32768) >> 2];
238             dst++;
239         }
240         break;
241     default:
242         return -1;
243     }
244     //avctx->frame_size = (dst - frame) / (sample_size * avctx->channels);
245
246     return dst - frame;
247 }
248
249 typedef struct PCMDecode {
250     short table[256];
251 } PCMDecode;
252
253 static int pcm_decode_init(AVCodecContext * avctx)
254 {
255     PCMDecode *s = avctx->priv_data;
256     int i;
257
258     switch(avctx->codec->id) {
259     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
260         for(i=0;i<256;i++)
261             s->table[i] = alaw2linear(i);
262         break;
263     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
264         for(i=0;i<256;i++)
265             s->table[i] = ulaw2linear(i);
266         break;
267     default:
268         break;
269     }
270     return 0;
271 }
272
273 static int pcm_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
274                             void *data, int *data_size,
275                             uint8_t *buf, int buf_size)
276 {
277     PCMDecode *s = avctx->priv_data;
278     int n;
279     short *samples;
280     uint8_t *src;
281
282     samples = data;
283     src = buf;
284
285     switch(avctx->codec->id) {
286     case CODEC_ID_PCM_S16LE:
287         n = buf_size >> 1;
288         for(;n>0;n--) {
289             *samples++ = src[0] | (src[1] << 8);
290             src += 2;
291         }
292         break;
293     case CODEC_ID_PCM_S16BE:
294         n = buf_size >> 1;
295         for(;n>0;n--) {
296             *samples++ = (src[0] << 8) | src[1];
297             src += 2;
298         }
299         break;
300     case CODEC_ID_PCM_U16LE:
301         n = buf_size >> 1;
302         for(;n>0;n--) {
303             *samples++ = (src[0] | (src[1] << 8)) - 0x8000;
304             src += 2;
305         }
306         break;
307     case CODEC_ID_PCM_U16BE:
308         n = buf_size >> 1;
309         for(;n>0;n--) {
310             *samples++ = ((src[0] << 8) | src[1]) - 0x8000;
311             src += 2;
312         }
313         break;
314     case CODEC_ID_PCM_S8:
315         n = buf_size;
316         for(;n>0;n--) {
317             *samples++ = src[0] << 8;
318             src++;
319         }
320         break;
321     case CODEC_ID_PCM_U8:
322         n = buf_size;
323         for(;n>0;n--) {
324             *samples++ = ((int)src[0] - 128) << 8;
325             src++;
326         }
327         break;
328     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
329     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
330         n = buf_size;
331         for(;n>0;n--) {
332             *samples++ = s->table[src[0]];
333             src++;
334         }
335         break;
336     default:
337         *data_size = 0;
338         return -1;
339     }
340     *data_size = (uint8_t *)samples - (uint8_t *)data;
341     return src - buf;
342 }
343
344 #define PCM_CODEC(id, name)                     \
345 AVCodec name ## _encoder = {                    \
346     #name,                                      \
347     CODEC_TYPE_AUDIO,                           \
348     id,                                         \
349     0,                                          \
350     pcm_encode_init,                            \
351     pcm_encode_frame,                           \
352     pcm_encode_close,                           \
353     NULL,                                       \
354 };                                              \
355 AVCodec name ## _decoder = {                    \
356     #name,                                      \
357     CODEC_TYPE_AUDIO,                           \
358     id,                                         \
359     sizeof(PCMDecode),                          \
360     pcm_decode_init,                            \
361     NULL,                                       \
362     NULL,                                       \
363     pcm_decode_frame,                           \
364 }
365
366 PCM_CODEC(CODEC_ID_PCM_S16LE, pcm_s16le);
367 PCM_CODEC(CODEC_ID_PCM_S16BE, pcm_s16be);
368 PCM_CODEC(CODEC_ID_PCM_U16LE, pcm_u16le);
369 PCM_CODEC(CODEC_ID_PCM_U16BE, pcm_u16be);
370 PCM_CODEC(CODEC_ID_PCM_S8, pcm_s8);
371 PCM_CODEC(CODEC_ID_PCM_U8, pcm_u8);
372 PCM_CODEC(CODEC_ID_PCM_ALAW, pcm_alaw);
373 PCM_CODEC(CODEC_ID_PCM_MULAW, pcm_mulaw);
374
375 #undef PCM_CODEC