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4f52c3126b
1 changed files with 651 additions and 0 deletions
@ -0,0 +1,651 @@ |
||||
/*
|
||||
* FLAC (Free Lossless Audio Codec) decoder |
||||
* Copyright (c) 2003 Alex Beregszaszi |
||||
* |
||||
* This library is free software; you can redistribute it and/or |
||||
* modify it under the terms of the GNU Lesser General Public |
||||
* License as published by the Free Software Foundation; either |
||||
* version 2 of the License, or (at your option) any later version. |
||||
* |
||||
* This library is distributed in the hope that it will be useful, |
||||
* but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of |
||||
* MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU |
||||
* Lesser General Public License for more details. |
||||
* |
||||
* You should have received a copy of the GNU Lesser General Public |
||||
* License along with this library; if not, write to the Free Software |
||||
* Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA |
||||
*/ |
||||
|
||||
/**
|
||||
* @file flac.c |
||||
* FLAC (Free Lossless Audio Codec) decoder |
||||
* @author Alex Beregszaszi |
||||
*/ |
||||
|
||||
#include "avcodec.h" |
||||
#include "golomb.h" |
||||
|
||||
#define MAX_CHANNELS 8 |
||||
#define MAX_BLOCKSIZE 65535 |
||||
|
||||
enum channel_order { |
||||
INDEPENDENT, |
||||
LEFT_SIDE, |
||||
RIGHT_SIDE, |
||||
MID_SIDE, |
||||
}; |
||||
|
||||
typedef struct FLACContext { |
||||
AVCodecContext *avctx; |
||||
GetBitContext gb; |
||||
|
||||
int min_blocksize, max_blocksize; |
||||
int min_framesize, max_framesize; |
||||
int samplerate, channels; |
||||
int blocksize, last_blocksize; |
||||
int bps, curr_bps; |
||||
enum channel_order order; |
||||
|
||||
uint8_t *residual[MAX_CHANNELS]; |
||||
uint32_t *decoded[MAX_CHANNELS]; |
||||
} FLACContext; |
||||
|
||||
#define METADATA_TYPE_STREAMINFO 0 |
||||
|
||||
static int sample_rate_table[] = |
||||
{ 0, 0, 0, 0, |
||||
8000, 16000, 22050, 24000, 32000, 44100, 48000, 96000, |
||||
0, 0, 0, 0 };
|
||||
|
||||
static int sample_size_table[] =
|
||||
{ 0, 8, 12, 0, 16, 20, 24, 0 }; |
||||
|
||||
static uint64_t get_uvlc(GetBitContext *gb, int is64) |
||||
{ |
||||
uint64_t val = 0; |
||||
int i = 0; |
||||
|
||||
while(i++ < 5+is64) |
||||
{ |
||||
const int tmp = get_bits(gb, 8); |
||||
|
||||
if (tmp & 0x80) |
||||
val = (val << 7) + tmp - 0x80; |
||||
else |
||||
return (val << 7) + tmp; |
||||
} |
||||
return -1; |
||||
} |
||||
|
||||
static int flac_decode_init(AVCodecContext * avctx) |
||||
{ |
||||
return 0; |
||||
} |
||||
|
||||
static void dump_headers(FLACContext *s) |
||||
{ |
||||
printf(" Blocksize: %d .. %d (%d)\n", s->min_blocksize, s->max_blocksize, s->blocksize); |
||||
printf(" Framesize: %d .. %d\n", s->min_framesize, s->max_framesize); |
||||
printf(" Samplerate: %d\n", s->samplerate); |
||||
printf(" Channels: %d\n", s->channels); |
||||
printf(" Bits: %d\n", s->bps); |
||||
} |
||||
|
||||
static void metadata_streaminfo(FLACContext *s) |
||||
{ |
||||
int i; |
||||
|
||||
/* mandatory streaminfo */ |
||||
s->min_blocksize = get_bits(&s->gb, 16); |
||||
s->max_blocksize = get_bits(&s->gb, 16); |
||||
|
||||
s->min_framesize = get_bits_long(&s->gb, 24); |
||||
s->max_framesize = get_bits_long(&s->gb, 24); |
||||
|
||||
s->samplerate = get_bits_long(&s->gb, 20); |
||||
s->channels = get_bits(&s->gb, 3) + 1; |
||||
s->bps = get_bits(&s->gb, 5) + 1; |
||||
|
||||
s->avctx->channels = s->channels; |
||||
s->avctx->sample_rate = s->samplerate; |
||||
|
||||
skip_bits(&s->gb, 36); /* total num of samples */ |
||||
|
||||
skip_bits(&s->gb, 64); /* md5 sum */ |
||||
skip_bits(&s->gb, 64); /* md5 sum */ |
||||
|
||||
for (i = 0; i < s->channels; i++) |
||||
{ |
||||
s->decoded[i] = av_realloc(s->decoded[i], sizeof(uint32_t)*s->max_blocksize); |
||||
s->residual[i] = av_realloc(s->residual[i], sizeof(uint8_t)*s->max_blocksize); |
||||
} |
||||
} |
||||
|
||||
static int decode_residuals(FLACContext *s, int channel, int pred_order) |
||||
{ |
||||
int i, tmp, partition, method_type, rice_order; |
||||
int sample = 0, samples; |
||||
|
||||
method_type = get_bits(&s->gb, 2); |
||||
if (method_type != 0) |
||||
return -1; |
||||
|
||||
rice_order = get_bits(&s->gb, 4); |
||||
|
||||
samples = (rice_order > 0) ? |
||||
(s->blocksize >> rice_order) : (s->blocksize - pred_order); |
||||
|
||||
for (partition = 0; partition < (1 << rice_order); partition++) |
||||
{ |
||||
tmp = get_bits(&s->gb, 4); |
||||
if (tmp == 0) |
||||
{ |
||||
i = (!rice_order || partition) ? 0 : pred_order; |
||||
for (; i < samples; i++, sample++) |
||||
s->residual[channel][sample] = get_sr_golomb_flac(&s->gb, tmp, 0, 0); |
||||
printf("zero k\n"); |
||||
} |
||||
else if (tmp == 15) |
||||
{ |
||||
printf("fixed len partition\n"); |
||||
tmp = get_bits(&s->gb, 5); |
||||
i = (!rice_order || partition) ? 0 : pred_order; |
||||
for (; i < samples; i++, sample++) |
||||
s->residual[channel][sample] = get_bits(&s->gb, tmp); |
||||
} |
||||
else |
||||
{ |
||||
// printf("rice coded partition\n");
|
||||
#if 1 |
||||
i = (!rice_order || partition) ? 0 : pred_order; |
||||
for (; i < samples; i++, sample++) |
||||
s->residual[channel][sample] = get_sr_golomb_flac(&s->gb, tmp, 0, 0); |
||||
#else |
||||
i = ((!rice_order || partition) ? samples : samples - pred_order) + sample; |
||||
for (; sample < i; sample++) |
||||
s->residual[channel][sample] = get_ur_golomb(&s->gb, tmp, 0, 0); |
||||
// s->residual[channel][sample] = get_se_golomb(&s->gb);
|
||||
#endif |
||||
} |
||||
} |
||||
|
||||
printf("partitions: %d, samples: %d\n", 1 << rice_order, sample); |
||||
|
||||
return 0; |
||||
}
|
||||
|
||||
static int decode_subframe_fixed(FLACContext *s, int channel, int pred_order) |
||||
{ |
||||
int i; |
||||
|
||||
printf(" SUBFRAME FIXED\n"); |
||||
|
||||
/* warm up samples */ |
||||
printf(" warm up samples: %d\n", pred_order); |
||||
|
||||
for (i = 0; i < pred_order; i++) |
||||
{ |
||||
s->decoded[channel][i] = get_bits(&s->gb, s->curr_bps); |
||||
printf(" %d: %d\n", i, s->decoded[channel][i]); |
||||
} |
||||
|
||||
if (decode_residuals(s, channel, pred_order) < 0) |
||||
return -1; |
||||
|
||||
switch(pred_order) |
||||
{ |
||||
case 0: |
||||
for (i = pred_order; i < s->blocksize; i++) |
||||
s->decoded[channel][i] = s->residual[channel][i]; |
||||
break; |
||||
case 1: |
||||
for (i = pred_order; i < s->blocksize; i++) |
||||
s->decoded[channel][i] = s->residual[channel][i] + |
||||
s->decoded[channel][i-1]; |
||||
break; |
||||
case 2: |
||||
for (i = pred_order; i < s->blocksize; i++) |
||||
s->decoded[channel][i] = s->residual[channel][i] + |
||||
(s->decoded[channel][i-1] << 1) - |
||||
s->decoded[channel][i-2]; |
||||
break; |
||||
case 3: |
||||
for (i = pred_order; i < s->blocksize; i++) |
||||
s->decoded[channel][i] = s->residual[channel][i] + |
||||
(((s->decoded[channel][i-1] - |
||||
s->decoded[channel][i-2]) << 1) + |
||||
(s->decoded[channel][i-1] - |
||||
s->decoded[channel][i-2])) + |
||||
s->decoded[channel][i-3]; |
||||
break; |
||||
case 4: |
||||
for (i = pred_order; i < s->blocksize; i++) |
||||
s->decoded[channel][i] = s->residual[channel][i] + |
||||
((s->decoded[channel][i-1] + |
||||
s->decoded[channel][i-3]) << 2) - |
||||
((s->decoded[channel][i-2] << 2) + |
||||
(s->decoded[channel][i-2] << 1)) - |
||||
s->decoded[channel][i-4]; |
||||
break; |
||||
} |
||||
|
||||
return 0; |
||||
} |
||||
|
||||
static int decode_subframe_lpc(FLACContext *s, int channel, int pred_order) |
||||
{ |
||||
int sum, i, j; |
||||
int coeff_prec, qlevel; |
||||
int coeffs[pred_order]; |
||||
|
||||
printf(" SUBFRAME LPC\n"); |
||||
|
||||
/* warm up samples */ |
||||
printf(" warm up samples: %d\n", pred_order); |
||||
|
||||
for (i = 0; i < pred_order; i++) |
||||
{ |
||||
s->decoded[channel][i] = get_bits(&s->gb, s->curr_bps); |
||||
printf(" %d: %d\n", i, s->decoded[channel][i]); |
||||
} |
||||
|
||||
coeff_prec = get_bits(&s->gb, 4) + 1; |
||||
if (coeff_prec == 16) |
||||
{ |
||||
printf("invalid coeff precision\n"); |
||||
return -1; |
||||
} |
||||
printf(" qlp coeff prec: %d\n", coeff_prec); |
||||
qlevel = get_bits(&s->gb, 5); |
||||
printf(" quant level: %d\n", qlevel); |
||||
|
||||
for (i = 0; i < pred_order; i++) |
||||
{ |
||||
coeffs[i] = get_bits(&s->gb, coeff_prec); |
||||
printf(" %d: %d\n", i, coeffs[i]); |
||||
} |
||||
|
||||
if (decode_residuals(s, channel, pred_order) < 0) |
||||
return -1; |
||||
|
||||
for (i = pred_order; i < s->blocksize; i++) |
||||
{ |
||||
sum = 0; |
||||
for (j = 0; j < pred_order; j++) |
||||
sum += coeffs[j] * s->decoded[channel][i-j-1]; |
||||
s->decoded[channel][i] = s->residual[channel][i] + (sum >> qlevel); |
||||
} |
||||
|
||||
return 0; |
||||
} |
||||
|
||||
static inline int decode_subframe(FLACContext *s, int channel) |
||||
{ |
||||
int type, wasted = 0; |
||||
int i, tmp; |
||||
|
||||
s->curr_bps = s->bps; |
||||
|
||||
if (get_bits1(&s->gb)) |
||||
{ |
||||
printf("invalid subframe padding\n"); |
||||
return -1; |
||||
} |
||||
type = get_bits(&s->gb, 6); |
||||
// wasted = get_bits1(&s->gb);
|
||||
|
||||
// if (wasted)
|
||||
// {
|
||||
// while (!get_bits1(&s->gb))
|
||||
// wasted++;
|
||||
// if (wasted)
|
||||
// wasted++;
|
||||
// s->curr_bps -= wasted;
|
||||
// }
|
||||
|
||||
if (get_bits1(&s->gb)) |
||||
{ |
||||
wasted = 1; |
||||
while (!get_bits1(&s->gb)) |
||||
wasted++; |
||||
s->curr_bps -= wasted; |
||||
} |
||||
|
||||
if (type == 0) |
||||
{ |
||||
printf("coding type: constant\n"); |
||||
tmp = get_bits(&s->gb, s->curr_bps); |
||||
for (i = 0; i < s->blocksize; i++) |
||||
s->decoded[channel][i] = tmp; |
||||
} |
||||
else if (type == 1) |
||||
{ |
||||
printf("coding type: verbatim\n"); |
||||
for (i = 0; i < s->blocksize; i++) |
||||
s->decoded[channel][i] = get_bits(&s->gb, s->curr_bps); |
||||
} |
||||
else if ((type >= 8) && (type <= 12)) |
||||
{ |
||||
printf("coding type: fixed\n"); |
||||
if (decode_subframe_fixed(s, channel, type & ~0x8) < 0) |
||||
return -1; |
||||
} |
||||
else if (type >= 32) |
||||
{ |
||||
printf("coding type: lpc\n"); |
||||
if (decode_subframe_lpc(s, channel, (type & ~0x20)+1) < 0) |
||||
return -1; |
||||
} |
||||
else |
||||
{ |
||||
printf("invalid coding type\n"); |
||||
return -1; |
||||
} |
||||
|
||||
if (wasted) |
||||
{ |
||||
int i; |
||||
for (i = 0; i < s->blocksize; i++) |
||||
s->decoded[channel][i] <<= wasted; |
||||
} |
||||
|
||||
return 0; |
||||
} |
||||
|
||||
static int decode_frame(FLACContext *s) |
||||
{ |
||||
int blocksize_code, sample_rate_code, sample_size_code, assignment, i; |
||||
|
||||
blocksize_code = get_bits(&s->gb, 4); |
||||
if (blocksize_code == 0) |
||||
s->blocksize = s->min_blocksize; |
||||
else if (blocksize_code == 1) |
||||
s->blocksize = 192; |
||||
else if (blocksize_code <= 5) |
||||
s->blocksize = 576 << (blocksize_code - 2); |
||||
else if (blocksize_code >= 8) |
||||
s->blocksize = 256 << (blocksize_code - 8); |
||||
|
||||
sample_rate_code = get_bits(&s->gb, 4); |
||||
if ((sample_rate_code > 3) && (sample_rate_code < 12)) |
||||
s->samplerate = sample_rate_table[sample_rate_code]; |
||||
|
||||
assignment = get_bits(&s->gb, 4); /* channel assignment */ |
||||
if (assignment < 8) |
||||
{ |
||||
s->order = INDEPENDENT; |
||||
if (s->channels != assignment+1) |
||||
printf("channel number and number of assigned channels differ!\n"); |
||||
printf("channels: %d\n", assignment+1); |
||||
} |
||||
else if (assignment == 8) |
||||
{ |
||||
s->order = LEFT_SIDE; |
||||
printf("left/side\n"); |
||||
} |
||||
else if (assignment == 9) |
||||
{ |
||||
s->order = RIGHT_SIDE; |
||||
printf("right/side\n"); |
||||
} |
||||
else if (assignment == 10) |
||||
{ |
||||
s->order = MID_SIDE; |
||||
printf("mid/side\n"); |
||||
} |
||||
else |
||||
{ |
||||
printf("unsupported channel assignment\n"); |
||||
return -1; |
||||
} |
||||
|
||||
if ((assignment >= 8) && (s->channels != 2)) |
||||
{ |
||||
return -1; |
||||
} |
||||
|
||||
sample_size_code = get_bits(&s->gb, 3); |
||||
if (s->bps != 0) |
||||
s->bps = sample_size_table[sample_size_code]; |
||||
|
||||
if ((sample_size_code == 3) || (sample_size_code == 7)) |
||||
{ |
||||
printf("invalid sample size code (%d)\n", sample_size_code); |
||||
return -1; |
||||
} |
||||
|
||||
if (get_bits1(&s->gb)) |
||||
{ |
||||
printf("broken stream, invalid padding\n"); |
||||
// return -1;
|
||||
} |
||||
|
||||
if (((blocksize_code == 6) || (blocksize_code == 7)) && |
||||
(s->min_blocksize != s->max_blocksize)) |
||||
{ |
||||
get_uvlc(&s->gb, 1); |
||||
} |
||||
else |
||||
get_uvlc(&s->gb, 0); |
||||
|
||||
if (blocksize_code == 6) |
||||
s->blocksize = get_bits(&s->gb, 8)+1; |
||||
if (blocksize_code == 7) |
||||
s->blocksize = get_bits(&s->gb, 16)+1; |
||||
|
||||
if ((sample_rate_code > 11) && (sample_rate_code < 15)) |
||||
{ |
||||
switch(sample_rate_code) |
||||
{ |
||||
case 12: |
||||
s->samplerate = get_bits(&s->gb, 8) * 1000; |
||||
break; |
||||
case 13: |
||||
s->samplerate = get_bits(&s->gb, 16); |
||||
break; |
||||
case 14: |
||||
s->samplerate = get_bits(&s->gb, 16) * 10; |
||||
break; |
||||
} |
||||
} |
||||
|
||||
skip_bits(&s->gb, 8); /* header crc */ |
||||
|
||||
dump_headers(s); |
||||
|
||||
/* subframes */ |
||||
for (i = 0; i < s->channels; i++) |
||||
{ |
||||
if (s->blocksize != s->last_blocksize) |
||||
{ |
||||
s->decoded[i] = av_realloc(s->decoded[i], sizeof(uint32_t)*s->blocksize); |
||||
s->residual[i] = av_realloc(s->residual[i], sizeof(uint8_t)*s->blocksize); |
||||
} |
||||
printf("decoded: %x residual: %x\n", s->decoded[i], s->residual[i]); |
||||
if (decode_subframe(s, i) < 0) |
||||
return -1; |
||||
} |
||||
|
||||
align_get_bits(&s->gb); |
||||
|
||||
/* frame footer */ |
||||
skip_bits(&s->gb, 16); /* data crc */ |
||||
|
||||
return 0; |
||||
} |
||||
|
||||
static int flac_decode_frame(AVCodecContext *avctx, |
||||
void *data, int *data_size, |
||||
uint8_t *buf, int buf_size) |
||||
{ |
||||
FLACContext *s = avctx->priv_data; |
||||
int metadata_flag, metadata_type, metadata_size; |
||||
int tmp = 0, i, j = 0; |
||||
int16_t *samples = data, *left, *right; |
||||
|
||||
*data_size = 0; |
||||
|
||||
s->avctx = avctx; |
||||
|
||||
init_get_bits(&s->gb, buf, buf_size*8); |
||||
|
||||
/* fLaC signature (be) */ |
||||
if (get_bits_long(&s->gb, 32) == bswap_32(ff_get_fourcc("fLaC"))) |
||||
{ |
||||
printf("STREAM HEADER\n"); |
||||
do { |
||||
metadata_flag = get_bits(&s->gb, 1); |
||||
metadata_type = get_bits(&s->gb, 7); |
||||
metadata_size = get_bits_long(&s->gb, 24); |
||||
|
||||
printf(" metadata block: flag = %d, type = %d, size = %d\n", |
||||
metadata_flag, metadata_type, |
||||
metadata_size); |
||||
|
||||
switch(metadata_type) |
||||
{ |
||||
case METADATA_TYPE_STREAMINFO: |
||||
metadata_streaminfo(s); |
||||
dump_headers(s); |
||||
break; |
||||
default: |
||||
while ((metadata_size -= 8) > 0) |
||||
skip_bits(&s->gb, 8); |
||||
} |
||||
} while(metadata_flag != 1); |
||||
} |
||||
else |
||||
{ |
||||
init_get_bits(&s->gb, buf, buf_size*8); |
||||
tmp = get_bits(&s->gb, 16); |
||||
if (tmp == 0xfff8) |
||||
printf("FRAME HEADER\n"); |
||||
|
||||
if (decode_frame(s) < 0) |
||||
return -1; |
||||
} |
||||
|
||||
#if 0 |
||||
/* fix the channel order here */ |
||||
if (s->order == MID_SIDE) |
||||
{ |
||||
short *left = samples; |
||||
short *right = samples + s->blocksize; |
||||
for (i = 0; i < s->blocksize; i += 2) |
||||
{ |
||||
uint32_t x = s->decoded[0][i]; |
||||
uint32_t y = s->decoded[0][i+1]; |
||||
|
||||
right[i] = x - (y / 2); |
||||
left[i] = right[i] + y; |
||||
} |
||||
*data_size = 2 * s->blocksize; |
||||
} |
||||
else |
||||
{ |
||||
for (i = 0; i < s->channels; i++) |
||||
{ |
||||
switch(s->order) |
||||
{ |
||||
case INDEPENDENT: |
||||
for (j = 0; j < s->blocksize; j++) |
||||
samples[(s->blocksize*i)+j] = s->decoded[i][j]; |
||||
break; |
||||
case LEFT_SIDE: |
||||
case RIGHT_SIDE: |
||||
if (i == 0) |
||||
for (j = 0; j < s->blocksize; j++) |
||||
samples[(s->blocksize*i)+j] = s->decoded[0][j]; |
||||
else |
||||
for (j = 0; j < s->blocksize; j++) |
||||
samples[(s->blocksize*i)+j] = s->decoded[0][j] - s->decoded[i][j]; |
||||
break; |
||||
// case MID_SIDE:
|
||||
// printf("mid-side unsupported\n");
|
||||
} |
||||
*data_size += s->blocksize; |
||||
} |
||||
} |
||||
#else |
||||
switch(s->order) |
||||
{ |
||||
case INDEPENDENT: |
||||
for (i = 0; i < s->channels; i++) |
||||
{ |
||||
for (j = 0; j < s->blocksize; j++) |
||||
*(samples++) = s->decoded[i][j]; |
||||
*data_size += s->blocksize; |
||||
} |
||||
break; |
||||
case LEFT_SIDE: |
||||
assert(s->channels == 2); |
||||
for (i = 0; i < s->blocksize; i++) |
||||
{ |
||||
*(samples++) = s->decoded[0][i]; |
||||
*(samples++) = s->decoded[0][i] - s->decoded[1][i]; |
||||
} |
||||
*data_size = 2*s->blocksize; |
||||
break; |
||||
case RIGHT_SIDE: |
||||
assert(s->channels == 2); |
||||
for (i = 0; i < s->blocksize; i++) |
||||
{ |
||||
*(samples++) = s->decoded[0][i] + s->decoded[1][i]; |
||||
*(samples++) = s->decoded[1][i]; |
||||
} |
||||
*data_size = 2*s->blocksize; |
||||
break; |
||||
case MID_SIDE: |
||||
assert(s->channels == 2); |
||||
for (i = 0; i < s->blocksize; i++) |
||||
{ |
||||
int16_t mid, side; |
||||
mid = s->decoded[0][i]; |
||||
side = s->decoded[1][i]; |
||||
|
||||
mid <<= 1; |
||||
if (side & 1) |
||||
mid++; |
||||
*(samples++) = (mid + side) >> 1; |
||||
*(samples++) = (mid - side) >> 1; |
||||
} |
||||
*data_size = 2*s->blocksize; |
||||
break; |
||||
} |
||||
#endif |
||||
|
||||
// *data_size = (int8_t *)samples - (int8_t *)data;
|
||||
printf("data size: %d\n", *data_size); |
||||
|
||||
s->last_blocksize = s->blocksize; |
||||
|
||||
return (get_bits_count(&s->gb)+7)/8; |
||||
} |
||||
|
||||
static int flac_decode_close(AVCodecContext *avctx) |
||||
{ |
||||
FLACContext *s = avctx->priv_data; |
||||
int i; |
||||
|
||||
for (i = 0; i < s->channels; i++) |
||||
{ |
||||
if (s->decoded[i]) |
||||
av_free(s->decoded[i]); |
||||
if (s->residual[i]) |
||||
av_free(s->residual[i]); |
||||
} |
||||
|
||||
return 0; |
||||
} |
||||
|
||||
AVCodec flac_decoder = { |
||||
"flac", |
||||
CODEC_TYPE_AUDIO, |
||||
CODEC_ID_FLAC, |
||||
sizeof(FLACContext), |
||||
flac_decode_init, |
||||
NULL, |
||||
flac_decode_close, |
||||
flac_decode_frame, |
||||
}; |
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