Subversion Repositories Kolibri OS

Rev

Go to most recent revision | Blame | Last modification | View Log | RSS feed

  1. /*
  2.  * RealAudio Lossless decoder
  3.  *
  4.  * Copyright (c) 2012 Konstantin Shishkov
  5.  *
  6.  * This file is part of FFmpeg.
  7.  *
  8.  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  9.  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10.  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11.  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12.  *
  13.  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  14.  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15.  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16.  * Lesser General Public License for more details.
  17.  *
  18.  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19.  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  20.  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21.  */
  22.  
  23. /**
  24.  * @file
  25.  * This is a decoder for Real Audio Lossless format.
  26.  * Dedicated to the mastermind behind it, Ralph Wiggum.
  27.  */
  28.  
  29. #include "libavutil/attributes.h"
  30. #include "libavutil/channel_layout.h"
  31. #include "avcodec.h"
  32. #include "get_bits.h"
  33. #include "golomb.h"
  34. #include "internal.h"
  35. #include "unary.h"
  36. #include "ralfdata.h"
  37.  
  38. #define FILTER_NONE 0
  39. #define FILTER_RAW  642
  40.  
  41. typedef struct VLCSet {
  42.     VLC filter_params;
  43.     VLC bias;
  44.     VLC coding_mode;
  45.     VLC filter_coeffs[10][11];
  46.     VLC short_codes[15];
  47.     VLC long_codes[125];
  48. } VLCSet;
  49.  
  50. #define RALF_MAX_PKT_SIZE 8192
  51.  
  52. typedef struct RALFContext {
  53.     int version;
  54.     int max_frame_size;
  55.     VLCSet sets[3];
  56.     int32_t channel_data[2][4096];
  57.  
  58.     int     filter_params;   ///< combined filter parameters for the current channel data
  59.     int     filter_length;   ///< length of the filter for the current channel data
  60.     int     filter_bits;     ///< filter precision for the current channel data
  61.     int32_t filter[64];
  62.  
  63.     int     bias[2];         ///< a constant value added to channel data after filtering
  64.  
  65.     int num_blocks;          ///< number of blocks inside the frame
  66.     int sample_offset;
  67.     int block_size[1 << 12]; ///< size of the blocks
  68.     int block_pts[1 << 12];  ///< block start time (in milliseconds)
  69.  
  70.     uint8_t pkt[16384];
  71.     int     has_pkt;
  72. } RALFContext;
  73.  
  74. #define MAX_ELEMS 644 // no RALF table uses more than that
  75.  
  76. static av_cold int init_ralf_vlc(VLC *vlc, const uint8_t *data, int elems)
  77. {
  78.     uint8_t  lens[MAX_ELEMS];
  79.     uint16_t codes[MAX_ELEMS];
  80.     int counts[17], prefixes[18];
  81.     int i, cur_len;
  82.     int max_bits = 0;
  83.     int nb = 0;
  84.  
  85.     for (i = 0; i <= 16; i++)
  86.         counts[i] = 0;
  87.     for (i = 0; i < elems; i++) {
  88.         cur_len  = (nb ? *data & 0xF : *data >> 4) + 1;
  89.         counts[cur_len]++;
  90.         max_bits = FFMAX(max_bits, cur_len);
  91.         lens[i]  = cur_len;
  92.         data    += nb;
  93.         nb      ^= 1;
  94.     }
  95.     prefixes[1] = 0;
  96.     for (i = 1; i <= 16; i++)
  97.         prefixes[i + 1] = (prefixes[i] + counts[i]) << 1;
  98.  
  99.     for (i = 0; i < elems; i++)
  100.         codes[i] = prefixes[lens[i]]++;
  101.  
  102.     return ff_init_vlc_sparse(vlc, FFMIN(max_bits, 9), elems,
  103.                               lens, 1, 1, codes, 2, 2, NULL, 0, 0, 0);
  104. }
  105.  
  106. static av_cold int decode_close(AVCodecContext *avctx)
  107. {
  108.     RALFContext *ctx = avctx->priv_data;
  109.     int i, j, k;
  110.  
  111.     for (i = 0; i < 3; i++) {
  112.         ff_free_vlc(&ctx->sets[i].filter_params);
  113.         ff_free_vlc(&ctx->sets[i].bias);
  114.         ff_free_vlc(&ctx->sets[i].coding_mode);
  115.         for (j = 0; j < 10; j++)
  116.             for (k = 0; k < 11; k++)
  117.                 ff_free_vlc(&ctx->sets[i].filter_coeffs[j][k]);
  118.         for (j = 0; j < 15; j++)
  119.             ff_free_vlc(&ctx->sets[i].short_codes[j]);
  120.         for (j = 0; j < 125; j++)
  121.             ff_free_vlc(&ctx->sets[i].long_codes[j]);
  122.     }
  123.  
  124.     return 0;
  125. }
  126.  
  127. static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
  128. {
  129.     RALFContext *ctx = avctx->priv_data;
  130.     int i, j, k;
  131.     int ret;
  132.  
  133.     if (avctx->extradata_size < 24 || memcmp(avctx->extradata, "LSD:", 4)) {
  134.         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Extradata is not groovy, dude\n");
  135.         return AVERROR_INVALIDDATA;
  136.     }
  137.  
  138.     ctx->version = AV_RB16(avctx->extradata + 4);
  139.     if (ctx->version != 0x103) {
  140.         avpriv_request_sample(avctx, "Unknown version %X", ctx->version);
  141.         return AVERROR_PATCHWELCOME;
  142.     }
  143.  
  144.     avctx->channels    = AV_RB16(avctx->extradata + 8);
  145.     avctx->sample_rate = AV_RB32(avctx->extradata + 12);
  146.     if (avctx->channels < 1 || avctx->channels > 2
  147.         || avctx->sample_rate < 8000 || avctx->sample_rate > 96000) {
  148.         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid coding parameters %d Hz %d ch\n",
  149.                avctx->sample_rate, avctx->channels);
  150.         return AVERROR_INVALIDDATA;
  151.     }
  152.     avctx->sample_fmt     = AV_SAMPLE_FMT_S16P;
  153.     avctx->channel_layout = (avctx->channels == 2) ? AV_CH_LAYOUT_STEREO
  154.                                                    : AV_CH_LAYOUT_MONO;
  155.  
  156.     ctx->max_frame_size = AV_RB32(avctx->extradata + 16);
  157.     if (ctx->max_frame_size > (1 << 20) || !ctx->max_frame_size) {
  158.         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid frame size %d\n",
  159.                ctx->max_frame_size);
  160.     }
  161.     ctx->max_frame_size = FFMAX(ctx->max_frame_size, avctx->sample_rate);
  162.  
  163.     for (i = 0; i < 3; i++) {
  164.         ret = init_ralf_vlc(&ctx->sets[i].filter_params, filter_param_def[i],
  165.                             FILTERPARAM_ELEMENTS);
  166.         if (ret < 0) {
  167.             decode_close(avctx);
  168.             return ret;
  169.         }
  170.         ret = init_ralf_vlc(&ctx->sets[i].bias, bias_def[i], BIAS_ELEMENTS);
  171.         if (ret < 0) {
  172.             decode_close(avctx);
  173.             return ret;
  174.         }
  175.         ret = init_ralf_vlc(&ctx->sets[i].coding_mode, coding_mode_def[i],
  176.                             CODING_MODE_ELEMENTS);
  177.         if (ret < 0) {
  178.             decode_close(avctx);
  179.             return ret;
  180.         }
  181.         for (j = 0; j < 10; j++) {
  182.             for (k = 0; k < 11; k++) {
  183.                 ret = init_ralf_vlc(&ctx->sets[i].filter_coeffs[j][k],
  184.                                     filter_coeffs_def[i][j][k],
  185.                                     FILTER_COEFFS_ELEMENTS);
  186.                 if (ret < 0) {
  187.                     decode_close(avctx);
  188.                     return ret;
  189.                 }
  190.             }
  191.         }
  192.         for (j = 0; j < 15; j++) {
  193.             ret = init_ralf_vlc(&ctx->sets[i].short_codes[j],
  194.                                 short_codes_def[i][j], SHORT_CODES_ELEMENTS);
  195.             if (ret < 0) {
  196.                 decode_close(avctx);
  197.                 return ret;
  198.             }
  199.         }
  200.         for (j = 0; j < 125; j++) {
  201.             ret = init_ralf_vlc(&ctx->sets[i].long_codes[j],
  202.                                 long_codes_def[i][j], LONG_CODES_ELEMENTS);
  203.             if (ret < 0) {
  204.                 decode_close(avctx);
  205.                 return ret;
  206.             }
  207.         }
  208.     }
  209.  
  210.     return 0;
  211. }
  212.  
  213. static inline int extend_code(GetBitContext *gb, int val, int range, int bits)
  214. {
  215.     if (val == 0) {
  216.         val = -range - get_ue_golomb(gb);
  217.     } else if (val == range * 2) {
  218.         val =  range + get_ue_golomb(gb);
  219.     } else {
  220.         val -= range;
  221.     }
  222.     if (bits)
  223.         val = (val << bits) | get_bits(gb, bits);
  224.     return val;
  225. }
  226.  
  227. static int decode_channel(RALFContext *ctx, GetBitContext *gb, int ch,
  228.                           int length, int mode, int bits)
  229. {
  230.     int i, t;
  231.     int code_params;
  232.     VLCSet *set = ctx->sets + mode;
  233.     VLC *code_vlc; int range, range2, add_bits;
  234.     int *dst = ctx->channel_data[ch];
  235.  
  236.     ctx->filter_params = get_vlc2(gb, set->filter_params.table, 9, 2);
  237.     ctx->filter_bits   = (ctx->filter_params - 2) >> 6;
  238.     ctx->filter_length = ctx->filter_params - (ctx->filter_bits << 6) - 1;
  239.  
  240.     if (ctx->filter_params == FILTER_RAW) {
  241.         for (i = 0; i < length; i++)
  242.             dst[i] = get_bits(gb, bits);
  243.         ctx->bias[ch] = 0;
  244.         return 0;
  245.     }
  246.  
  247.     ctx->bias[ch] = get_vlc2(gb, set->bias.table, 9, 2);
  248.     ctx->bias[ch] = extend_code(gb, ctx->bias[ch], 127, 4);
  249.  
  250.     if (ctx->filter_params == FILTER_NONE) {
  251.         memset(dst, 0, sizeof(*dst) * length);
  252.         return 0;
  253.     }
  254.  
  255.     if (ctx->filter_params > 1) {
  256.         int cmode = 0, coeff = 0;
  257.         VLC *vlc = set->filter_coeffs[ctx->filter_bits] + 5;
  258.  
  259.         add_bits = ctx->filter_bits;
  260.  
  261.         for (i = 0; i < ctx->filter_length; i++) {
  262.             t = get_vlc2(gb, vlc[cmode].table, vlc[cmode].bits, 2);
  263.             t = extend_code(gb, t, 21, add_bits);
  264.             if (!cmode)
  265.                 coeff -= 12 << add_bits;
  266.             coeff = t - coeff;
  267.             ctx->filter[i] = coeff;
  268.  
  269.             cmode = coeff >> add_bits;
  270.             if (cmode < 0) {
  271.                 cmode = -1 - av_log2(-cmode);
  272.                 if (cmode < -5)
  273.                     cmode = -5;
  274.             } else if (cmode > 0) {
  275.                 cmode =  1 + av_log2(cmode);
  276.                 if (cmode > 5)
  277.                     cmode = 5;
  278.             }
  279.         }
  280.     }
  281.  
  282.     code_params = get_vlc2(gb, set->coding_mode.table, set->coding_mode.bits, 2);
  283.     if (code_params >= 15) {
  284.         add_bits = av_clip((code_params / 5 - 3) / 2, 0, 10);
  285.         if (add_bits > 9 && (code_params % 5) != 2)
  286.             add_bits--;
  287.         range    = 10;
  288.         range2   = 21;
  289.         code_vlc = set->long_codes + code_params - 15;
  290.     } else {
  291.         add_bits = 0;
  292.         range    = 6;
  293.         range2   = 13;
  294.         code_vlc = set->short_codes + code_params;
  295.     }
  296.  
  297.     for (i = 0; i < length; i += 2) {
  298.         int code1, code2;
  299.  
  300.         t = get_vlc2(gb, code_vlc->table, code_vlc->bits, 2);
  301.         code1 = t / range2;
  302.         code2 = t % range2;
  303.         dst[i]     = extend_code(gb, code1, range, 0) << add_bits;
  304.         dst[i + 1] = extend_code(gb, code2, range, 0) << add_bits;
  305.         if (add_bits) {
  306.             dst[i]     |= get_bits(gb, add_bits);
  307.             dst[i + 1] |= get_bits(gb, add_bits);
  308.         }
  309.     }
  310.  
  311.     return 0;
  312. }
  313.  
  314. static void apply_lpc(RALFContext *ctx, int ch, int length, int bits)
  315. {
  316.     int i, j, acc;
  317.     int *audio = ctx->channel_data[ch];
  318.     int bias = 1 << (ctx->filter_bits - 1);
  319.     int max_clip = (1 << bits) - 1, min_clip = -max_clip - 1;
  320.  
  321.     for (i = 1; i < length; i++) {
  322.         int flen = FFMIN(ctx->filter_length, i);
  323.  
  324.         acc = 0;
  325.         for (j = 0; j < flen; j++)
  326.             acc += ctx->filter[j] * audio[i - j - 1];
  327.         if (acc < 0) {
  328.             acc = (acc + bias - 1) >> ctx->filter_bits;
  329.             acc = FFMAX(acc, min_clip);
  330.         } else {
  331.             acc = (acc + bias) >> ctx->filter_bits;
  332.             acc = FFMIN(acc, max_clip);
  333.         }
  334.         audio[i] += acc;
  335.     }
  336. }
  337.  
  338. static int decode_block(AVCodecContext *avctx, GetBitContext *gb,
  339.                         int16_t *dst0, int16_t *dst1)
  340. {
  341.     RALFContext *ctx = avctx->priv_data;
  342.     int len, ch, ret;
  343.     int dmode, mode[2], bits[2];
  344.     int *ch0, *ch1;
  345.     int i, t, t2;
  346.  
  347.     len = 12 - get_unary(gb, 0, 6);
  348.  
  349.     if (len <= 7) len ^= 1; // codes for length = 6 and 7 are swapped
  350.     len = 1 << len;
  351.  
  352.     if (ctx->sample_offset + len > ctx->max_frame_size) {
  353.         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
  354.                "Decoder's stomach is crying, it ate too many samples\n");
  355.         return AVERROR_INVALIDDATA;
  356.     }
  357.  
  358.     if (avctx->channels > 1)
  359.         dmode = get_bits(gb, 2) + 1;
  360.     else
  361.         dmode = 0;
  362.  
  363.     mode[0] = (dmode == 4) ? 1 : 0;
  364.     mode[1] = (dmode >= 2) ? 2 : 0;
  365.     bits[0] = 16;
  366.     bits[1] = (mode[1] == 2) ? 17 : 16;
  367.  
  368.     for (ch = 0; ch < avctx->channels; ch++) {
  369.         if ((ret = decode_channel(ctx, gb, ch, len, mode[ch], bits[ch])) < 0)
  370.             return ret;
  371.         if (ctx->filter_params > 1 && ctx->filter_params != FILTER_RAW) {
  372.             ctx->filter_bits += 3;
  373.             apply_lpc(ctx, ch, len, bits[ch]);
  374.         }
  375.         if (get_bits_left(gb) < 0)
  376.             return AVERROR_INVALIDDATA;
  377.     }
  378.     ch0 = ctx->channel_data[0];
  379.     ch1 = ctx->channel_data[1];
  380.     switch (dmode) {
  381.     case 0:
  382.         for (i = 0; i < len; i++)
  383.             dst0[i] = ch0[i] + ctx->bias[0];
  384.         break;
  385.     case 1:
  386.         for (i = 0; i < len; i++) {
  387.             dst0[i] = ch0[i] + ctx->bias[0];
  388.             dst1[i] = ch1[i] + ctx->bias[1];
  389.         }
  390.         break;
  391.     case 2:
  392.         for (i = 0; i < len; i++) {
  393.             ch0[i] += ctx->bias[0];
  394.             dst0[i] = ch0[i];
  395.             dst1[i] = ch0[i] - (ch1[i] + ctx->bias[1]);
  396.         }
  397.         break;
  398.     case 3:
  399.         for (i = 0; i < len; i++) {
  400.             t  = ch0[i] + ctx->bias[0];
  401.             t2 = ch1[i] + ctx->bias[1];
  402.             dst0[i] = t + t2;
  403.             dst1[i] = t;
  404.         }
  405.         break;
  406.     case 4:
  407.         for (i = 0; i < len; i++) {
  408.             t  =   ch1[i] + ctx->bias[1];
  409.             t2 = ((ch0[i] + ctx->bias[0]) << 1) | (t & 1);
  410.             dst0[i] = (t2 + t) / 2;
  411.             dst1[i] = (t2 - t) / 2;
  412.         }
  413.         break;
  414.     }
  415.  
  416.     ctx->sample_offset += len;
  417.  
  418.     return 0;
  419. }
  420.  
  421. static int decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data, int *got_frame_ptr,
  422.                         AVPacket *avpkt)
  423. {
  424.     RALFContext *ctx = avctx->priv_data;
  425.     AVFrame *frame   = data;
  426.     int16_t *samples0;
  427.     int16_t *samples1;
  428.     int ret;
  429.     GetBitContext gb;
  430.     int table_size, table_bytes, i;
  431.     const uint8_t *src, *block_pointer;
  432.     int src_size;
  433.     int bytes_left;
  434.  
  435.     if (ctx->has_pkt) {
  436.         ctx->has_pkt = 0;
  437.         table_bytes = (AV_RB16(avpkt->data) + 7) >> 3;
  438.         if (table_bytes + 3 > avpkt->size || avpkt->size > RALF_MAX_PKT_SIZE) {
  439.             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Wrong packet's breath smells of wrong data!\n");
  440.             return AVERROR_INVALIDDATA;
  441.         }
  442.         if (memcmp(ctx->pkt, avpkt->data, 2 + table_bytes)) {
  443.             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Wrong packet tails are wrong!\n");
  444.             return AVERROR_INVALIDDATA;
  445.         }
  446.  
  447.         src      = ctx->pkt;
  448.         src_size = RALF_MAX_PKT_SIZE + avpkt->size;
  449.         memcpy(ctx->pkt + RALF_MAX_PKT_SIZE, avpkt->data + 2 + table_bytes,
  450.                avpkt->size - 2 - table_bytes);
  451.     } else {
  452.         if (avpkt->size == RALF_MAX_PKT_SIZE) {
  453.             memcpy(ctx->pkt, avpkt->data, avpkt->size);
  454.             ctx->has_pkt   = 1;
  455.             *got_frame_ptr = 0;
  456.  
  457.             return avpkt->size;
  458.         }
  459.         src      = avpkt->data;
  460.         src_size = avpkt->size;
  461.     }
  462.  
  463.     frame->nb_samples = ctx->max_frame_size;
  464.     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
  465.         return ret;
  466.     samples0 = (int16_t *)frame->data[0];
  467.     samples1 = (int16_t *)frame->data[1];
  468.  
  469.     if (src_size < 5) {
  470.         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "too short packets are too short!\n");
  471.         return AVERROR_INVALIDDATA;
  472.     }
  473.     table_size  = AV_RB16(src);
  474.     table_bytes = (table_size + 7) >> 3;
  475.     if (src_size < table_bytes + 3) {
  476.         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "short packets are short!\n");
  477.         return AVERROR_INVALIDDATA;
  478.     }
  479.     init_get_bits(&gb, src + 2, table_size);
  480.     ctx->num_blocks = 0;
  481.     while (get_bits_left(&gb) > 0) {
  482.         ctx->block_size[ctx->num_blocks] = get_bits(&gb, 15);
  483.         if (get_bits1(&gb)) {
  484.             ctx->block_pts[ctx->num_blocks] = get_bits(&gb, 9);
  485.         } else {
  486.             ctx->block_pts[ctx->num_blocks] = 0;
  487.         }
  488.         ctx->num_blocks++;
  489.     }
  490.  
  491.     block_pointer = src      + table_bytes + 2;
  492.     bytes_left    = src_size - table_bytes - 2;
  493.     ctx->sample_offset = 0;
  494.     for (i = 0; i < ctx->num_blocks; i++) {
  495.         if (bytes_left < ctx->block_size[i]) {
  496.             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "I'm pedaling backwards\n");
  497.             break;
  498.         }
  499.         init_get_bits(&gb, block_pointer, ctx->block_size[i] * 8);
  500.         if (decode_block(avctx, &gb, samples0 + ctx->sample_offset,
  501.                                      samples1 + ctx->sample_offset) < 0) {
  502.             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Sir, I got carsick in your office. Not decoding the rest of packet.\n");
  503.             break;
  504.         }
  505.         block_pointer += ctx->block_size[i];
  506.         bytes_left    -= ctx->block_size[i];
  507.     }
  508.  
  509.     frame->nb_samples = ctx->sample_offset;
  510.     *got_frame_ptr    = ctx->sample_offset > 0;
  511.  
  512.     return avpkt->size;
  513. }
  514.  
  515. static void decode_flush(AVCodecContext *avctx)
  516. {
  517.     RALFContext *ctx = avctx->priv_data;
  518.  
  519.     ctx->has_pkt = 0;
  520. }
  521.  
  522.  
  523. AVCodec ff_ralf_decoder = {
  524.     .name           = "ralf",
  525.     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("RealAudio Lossless"),
  526.     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
  527.     .id             = AV_CODEC_ID_RALF,
  528.     .priv_data_size = sizeof(RALFContext),
  529.     .init           = decode_init,
  530.     .close          = decode_close,
  531.     .decode         = decode_frame,
  532.     .flush          = decode_flush,
  533.     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
  534.     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_S16P,
  535.                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
  536. };
  537.