ext/wavpack/gstwavpackdec.c

   1 /* GStreamer Wavpack plugin
   2  * Copyright (c) 2005 Arwed v. Merkatz <v.merkatz@gmx.net>
   3  * Copyright (c) 2006 Edward Hervey <bilboed@gmail.com>
   4  * Copyright (c) 2006 Sebastian Dröge <slomo@circular-chaos.org>
   5  *
   6  * gstwavpackdec.c: raw Wavpack bitstream decoder
   7  *
   8  * This library is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Library General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * This library 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  * Library General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Library General Public
  19  * License along with this library; if not, write to the
  20  * Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
  21  * Boston, MA 02111-1307, USA.
  22  */
  23
  24 /**
  25  * SECTION:element-wavpackdec
  26  *
  27  * <refsect2>
  28  * WavpackDec decodes framed (for example by the WavpackParse element)
  29  * Wavpack streams and decodes them to raw audio.
  30  * <ulink url="http://www.wavpack.com/">Wavpack</ulink> is an open-source
  31  * audio codec that features both lossless and lossy encoding.
  32  * <title>Example launch line</title>
  33  * <para>
  34  * <programlisting>
  35  * gst-launch filesrc location=test.wv ! wavpackparse ! wavpackdec ! audioconvert ! audioresample ! autoaudiosink
  36  * </programlisting>
  37  * This pipeline decodes the Wavpack file test.wv into raw audio buffers and
  38  * tries to play it back using an automatically found audio sink.
  39  * </para>
  40  * </refsect2>
  41  */
  42
  43 #include <gst/gst.h>
  44 #include <gst/audio/audio.h>
  45 #include <gst/audio/multichannel.h>
  46
  47 #include <math.h>
  48 #include <string.h>
  49
  50 #include <wavpack/wavpack.h>
  51 #include "gstwavpackdec.h"
  52 #include "gstwavpackcommon.h"
  53 #include "gstwavpackstreamreader.h"
  54
  55
  56 #define WAVPACK_DEC_MAX_ERRORS 16
  57
  58 GST_DEBUG_CATEGORY_STATIC (gst_wavpack_dec_debug);
  59 #define GST_CAT_DEFAULT gst_wavpack_dec_debug
  60
  61 static GstStaticPadTemplate sink_factory = GST_STATIC_PAD_TEMPLATE ("sink",
  62     GST_PAD_SINK,
  63     GST_PAD_ALWAYS,
  64     GST_STATIC_CAPS ("audio/x-wavpack, "
  65         "width = (int) [ 1, 32 ], "
  66         "channels = (int) [ 1, 8 ], "
  67         "rate = (int) [ 6000, 192000 ], " "framed = (boolean) true")
  68     );
  69
  70 static GstStaticPadTemplate src_factory = GST_STATIC_PAD_TEMPLATE ("src",
  71     GST_PAD_SRC,
  72     GST_PAD_ALWAYS,
  73     GST_STATIC_CAPS ("audio/x-raw-int, "
  74         "width = (int) 32, "
  75         "depth = (int) [ 1, 32 ], "
  76         "channels = (int) [ 1, 8 ], "
  77         "rate = (int) [ 6000, 192000 ], "
  78         "endianness = (int) BYTE_ORDER, " "signed = (boolean) true")
  79     );
  80
  81 static GstFlowReturn gst_wavpack_dec_chain (GstPad * pad, GstBuffer * buffer);
  82 static gboolean gst_wavpack_dec_sink_set_caps (GstPad * pad, GstCaps * caps);
  83 static gboolean gst_wavpack_dec_sink_event (GstPad * pad, GstEvent * event);
  84 static void gst_wavpack_dec_finalize (GObject * object);
  85 static GstStateChangeReturn gst_wavpack_dec_change_state (GstElement * element,
  86     GstStateChange transition);
  87 static gboolean gst_wavpack_dec_sink_event (GstPad * pad, GstEvent * event);
  88 static void gst_wavpack_dec_post_tags (GstWavpackDec * dec);
  89
  90 GST_BOILERPLATE (GstWavpackDec, gst_wavpack_dec, GstElement, GST_TYPE_ELEMENT);
  91
  92 static void
  93 gst_wavpack_dec_base_init (gpointer klass)
  94 {
  95   static const GstElementDetails plugin_details =
  96       GST_ELEMENT_DETAILS ("Wavpack audio decoder",
  97       "Codec/Decoder/Audio",
  98       "Decodes Wavpack audio data",
  99       "Arwed v. Merkatz <v.merkatz@gmx.net>, "
 100       "Sebastian Dröge <slomo@circular-chaos.org>");
 101   GstElementClass *element_class = GST_ELEMENT_CLASS (klass);
 102
 103   gst_element_class_add_pad_template (element_class,
 104       gst_static_pad_template_get (&src_factory));
 105   gst_element_class_add_pad_template (element_class,
 106       gst_static_pad_template_get (&sink_factory));
 107   gst_element_class_set_details (element_class, &plugin_details);
 108 }
 109
 110 static void
 111 gst_wavpack_dec_class_init (GstWavpackDecClass * klass)
 112 {
 113   GObjectClass *gobject_class = (GObjectClass *) klass;
 114   GstElementClass *gstelement_class = (GstElementClass *) klass;
 115
 116   gstelement_class->change_state =
 117       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_wavpack_dec_change_state);
 118   gobject_class->finalize = GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_wavpack_dec_finalize);
 119 }
 120
 121 static void
 122 gst_wavpack_dec_reset (GstWavpackDec * dec)
 123 {
 124   dec->wv_id.buffer = NULL;
 125   dec->wv_id.position = dec->wv_id.length = 0;
 126
 127   dec->error_count = 0;
 128
 129   dec->channels = 0;
 130   dec->channel_mask = 0;
 131   dec->sample_rate = 0;
 132   dec->depth = 0;
 133
 134   gst_segment_init (&dec->segment, GST_FORMAT_TIME);
 135   dec->next_block_index = 0;
 136 }
 137
 138 static void
 139 gst_wavpack_dec_init (GstWavpackDec * dec, GstWavpackDecClass * gklass)
 140 {
 141   dec->sinkpad = gst_pad_new_from_static_template (&sink_factory, "sink");
 142   gst_pad_set_chain_function (dec->sinkpad,
 143       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_wavpack_dec_chain));
 144   gst_pad_set_setcaps_function (dec->sinkpad,
 145       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_wavpack_dec_sink_set_caps));
 146   gst_pad_set_event_function (dec->sinkpad,
 147       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_wavpack_dec_sink_event));
 148   gst_element_add_pad (GST_ELEMENT (dec), dec->sinkpad);
 149
 150   dec->srcpad = gst_pad_new_from_static_template (&src_factory, "src");
 151   gst_pad_use_fixed_caps (dec->srcpad);
 152   gst_element_add_pad (GST_ELEMENT (dec), dec->srcpad);
 153
 154   dec->context = NULL;
 155   dec->stream_reader = gst_wavpack_stream_reader_new ();
 156
 157   gst_wavpack_dec_reset (dec);
 158 }
 159
 160 static void
 161 gst_wavpack_dec_finalize (GObject * object)
 162 {
 163   GstWavpackDec *dec = GST_WAVPACK_DEC (object);
 164
 165   g_free (dec->stream_reader);
 166   dec->stream_reader = NULL;
 167
 168   G_OBJECT_CLASS (parent_class)->finalize (object);
 169 }
 170
 171 static gboolean
 172 gst_wavpack_dec_sink_set_caps (GstPad * pad, GstCaps * caps)
 173 {
 174   GstWavpackDec *dec = GST_WAVPACK_DEC (gst_pad_get_parent (pad));
 175   GstStructure *structure = gst_caps_get_structure (caps, 0);
 176
 177   /* Check if we can set the caps here already */
 178   if (gst_structure_get_int (structure, "channels", &dec->channels) &&
 179       gst_structure_get_int (structure, "rate", &dec->sample_rate) &&
 180       gst_structure_get_int (structure, "width", &dec->depth)) {
 181     GstCaps *caps;
 182     GstAudioChannelPosition *pos;
 183
 184     caps = gst_caps_new_simple ("audio/x-raw-int",
 185         "rate", G_TYPE_INT, dec->sample_rate,
 186         "channels", G_TYPE_INT, dec->channels,
 187         "depth", G_TYPE_INT, dec->depth,
 188         "width", G_TYPE_INT, 32,
 189         "endianness", G_TYPE_INT, G_BYTE_ORDER,
 190         "signed", G_TYPE_BOOLEAN, TRUE, NULL);
 191
 192     /* If we already have the channel layout set from upstream
 193      * take this */
 194     if (gst_structure_has_field (structure, "channel-positions")) {
 195       pos = gst_audio_get_channel_positions (structure);
 196       if (pos != NULL && dec->channels > 2) {
 197         GstStructure *new_str = gst_caps_get_structure (caps, 0);
 198
 199         gst_audio_set_channel_positions (new_str, pos);
 200         dec->channel_mask =
 201             gst_wavpack_get_channel_mask_from_positions (pos, dec->channels);
 202       }
 203
 204       if (pos != NULL)
 205         g_free (pos);
 206     }
 207
 208     GST_DEBUG_OBJECT (dec, "setting caps %" GST_PTR_FORMAT, caps);
 209
 210     /* should always succeed */
 211     gst_pad_set_caps (dec->srcpad, caps);
 212     gst_caps_unref (caps);
 213
 214     /* send GST_TAG_AUDIO_CODEC and GST_TAG_BITRATE tags before something
 215      * is decoded or after the format has changed */
 216     gst_wavpack_dec_post_tags (dec);
 217   }
 218
 219   gst_object_unref (dec);
 220
 221   return TRUE;
 222 }
 223
 224 static void
 225 gst_wavpack_dec_post_tags (GstWavpackDec * dec)
 226 {
 227   GstTagList *list;
 228   GstFormat format_time = GST_FORMAT_TIME, format_bytes = GST_FORMAT_BYTES;
 229   gint64 duration, size;
 230
 231   list = gst_tag_list_new ();
 232
 233   gst_tag_list_add (list, GST_TAG_MERGE_REPLACE,
 234       GST_TAG_AUDIO_CODEC, "Wavpack", NULL);
 235
 236   /* try to estimate the average bitrate */
 237   if (gst_pad_query_peer_duration (dec->sinkpad, &format_bytes, &size) &&
 238       gst_pad_query_peer_duration (dec->sinkpad, &format_time, &duration) &&
 239       size > 0 && duration > 0) {
 240     guint64 bitrate;
 241
 242     bitrate = gst_util_uint64_scale (size, 8 * GST_SECOND, duration);
 243     gst_tag_list_add (list, GST_TAG_MERGE_REPLACE, GST_TAG_BITRATE,
 244         (guint) bitrate, NULL);
 245   }
 246
 247   gst_element_post_message (GST_ELEMENT (dec),
 248       gst_message_new_tag (GST_OBJECT (dec), list));
 249 }
 250
 251 static GstFlowReturn
 252 gst_wavpack_dec_chain (GstPad * pad, GstBuffer * buf)
 253 {
 254   GstWavpackDec *dec;
 255   GstBuffer *outbuf;
 256   GstFlowReturn ret = GST_FLOW_OK;
 257   WavpackHeader wph;
 258   int32_t decoded, unpacked_size;
 259   gboolean format_changed;
 260
 261   dec = GST_WAVPACK_DEC (GST_PAD_PARENT (pad));
 262
 263   /* check input, we only accept framed input with complete chunks */
 264   if (GST_BUFFER_SIZE (buf) < sizeof (WavpackHeader))
 265     goto input_not_framed;
 266
 267   if (!gst_wavpack_read_header (&wph, GST_BUFFER_DATA (buf)))
 268     goto invalid_header;
 269
 270   if (GST_BUFFER_SIZE (buf) < wph.ckSize + 4 * 1 + 4)
 271     goto input_not_framed;
 272
 273   if (!(wph.flags & INITIAL_BLOCK))
 274     goto input_not_framed;
 275
 276   dec->wv_id.buffer = GST_BUFFER_DATA (buf);
 277   dec->wv_id.length = GST_BUFFER_SIZE (buf);
 278   dec->wv_id.position = 0;
 279
 280   /* create a new wavpack context if there is none yet but if there
 281    * was already one (i.e. caps were set on the srcpad) check whether
 282    * the new one has the same caps */
 283   if (!dec->context) {
 284     gchar error_msg[80];
 285
 286     dec->context = WavpackOpenFileInputEx (dec->stream_reader,
 287         &dec->wv_id, NULL, error_msg, OPEN_STREAMING, 0);
 288
 289     if (!dec->context) {
 290       GST_WARNING ("Couldn't decode buffer: %s", error_msg);
 291       dec->error_count++;
 292       if (dec->error_count <= WAVPACK_DEC_MAX_ERRORS) {
 293         goto out;               /* just return OK for now */
 294       } else {
 295         goto decode_error;
 296       }
 297     }
 298   }
 299
 300   g_assert (dec->context != NULL);
 301
 302   dec->error_count = 0;
 303
 304   format_changed =
 305       (dec->sample_rate != WavpackGetSampleRate (dec->context)) ||
 306       (dec->channels != WavpackGetNumChannels (dec->context)) ||
 307       (dec->depth != WavpackGetBitsPerSample (dec->context)) ||
 308       (dec->channel_mask != WavpackGetChannelMask (dec->context));
 309
 310   if (!GST_PAD_CAPS (dec->srcpad) || format_changed) {
 311     GstCaps *caps;
 312     gint channel_mask;
 313
 314     dec->sample_rate = WavpackGetSampleRate (dec->context);
 315     dec->channels = WavpackGetNumChannels (dec->context);
 316     dec->depth = WavpackGetBitsPerSample (dec->context);
 317
 318     caps = gst_caps_new_simple ("audio/x-raw-int",
 319         "rate", G_TYPE_INT, dec->sample_rate,
 320         "channels", G_TYPE_INT, dec->channels,
 321         "depth", G_TYPE_INT, dec->depth,
 322         "width", G_TYPE_INT, 32,
 323         "endianness", G_TYPE_INT, G_BYTE_ORDER,
 324         "signed", G_TYPE_BOOLEAN, TRUE, NULL);
 325
 326     channel_mask = WavpackGetChannelMask (dec->context);
 327     if (channel_mask == 0)
 328       channel_mask = gst_wavpack_get_default_channel_mask (dec->channels);
 329
 330     dec->channel_mask = channel_mask;
 331
 332     /* Only set the channel layout for more than two channels
 333      * otherwise things break unfortunately */
 334     if (channel_mask != 0 && dec->channels > 2)
 335       if (!gst_wavpack_set_channel_layout (caps, channel_mask))
 336         GST_WARNING_OBJECT (dec, "Failed to set channel layout");
 337
 338     GST_DEBUG_OBJECT (dec, "setting caps %" GST_PTR_FORMAT, caps);
 339
 340     /* should always succeed */
 341     gst_pad_set_caps (dec->srcpad, caps);
 342     gst_caps_unref (caps);
 343
 344     /* send GST_TAG_AUDIO_CODEC and GST_TAG_BITRATE tags before something
 345      * is decoded or after the format has changed */
 346     gst_wavpack_dec_post_tags (dec);
 347   }
 348
 349   /* alloc output buffer */
 350   unpacked_size = 4 * wph.block_samples * dec->channels;
 351   ret = gst_pad_alloc_buffer (dec->srcpad, GST_BUFFER_OFFSET (buf),
 352       unpacked_size, GST_PAD_CAPS (dec->srcpad), &outbuf);
 353
 354   if (ret != GST_FLOW_OK)
 355     goto out;
 356
 357   gst_buffer_copy_metadata (outbuf, buf, GST_BUFFER_COPY_TIMESTAMPS);
 358
 359   /* If we got a DISCONT buffer forward the flag. Nothing else
 360    * has to be done as libwavpack doesn't store state between
 361    * Wavpack blocks */
 362   if (GST_BUFFER_IS_DISCONT (buf) || dec->next_block_index != wph.block_index)
 363     GST_BUFFER_FLAG_SET (outbuf, GST_BUFFER_FLAG_DISCONT);
 364
 365   dec->next_block_index = wph.block_index + wph.block_samples;
 366
 367   /* decode */
 368   decoded = WavpackUnpackSamples (dec->context,
 369       (int32_t *) GST_BUFFER_DATA (outbuf), wph.block_samples);
 370   if (decoded != wph.block_samples)
 371     goto decode_error;
 372
 373   if ((outbuf = gst_audio_buffer_clip (outbuf, &dec->segment,
 374               dec->sample_rate, 4 * dec->channels))) {
 375     GST_LOG_OBJECT (dec, "pushing buffer with time %" GST_TIME_FORMAT,
 376         GST_TIME_ARGS (GST_BUFFER_TIMESTAMP (outbuf)));
 377     ret = gst_pad_push (dec->srcpad, outbuf);
 378   }
 379
 380 out:
 381
 382   if (G_UNLIKELY (ret != GST_FLOW_OK)) {
 383     GST_DEBUG_OBJECT (dec, "flow: %s", gst_flow_get_name (ret));
 384   }
 385
 386   gst_buffer_unref (buf);
 387
 388   return ret;
 389
 390 /* ERRORS */
 391 input_not_framed:
 392   {
 393     GST_ELEMENT_ERROR (dec, STREAM, DECODE, (NULL), ("Expected framed input"));
 394     gst_buffer_unref (buf);
 395     return GST_FLOW_ERROR;
 396   }
 397 invalid_header:
 398   {
 399     GST_ELEMENT_ERROR (dec, STREAM, DECODE, (NULL), ("Invalid wavpack header"));
 400     gst_buffer_unref (buf);
 401     return GST_FLOW_ERROR;
 402   }
 403 decode_error:
 404   {
 405     GST_ELEMENT_ERROR (dec, STREAM, DECODE, (NULL),
 406         ("Failed to decode wavpack stream: %s",
 407             (dec->context) ? WavpackGetErrorMessage (dec->
 408                 context) : "couldn't create decoder context"));
 409     gst_buffer_unref (outbuf);
 410     gst_buffer_unref (buf);
 411     return GST_FLOW_ERROR;
 412   }
 413 }
 414
 415 static gboolean
 416 gst_wavpack_dec_sink_event (GstPad * pad, GstEvent * event)
 417 {
 418   GstWavpackDec *dec = GST_WAVPACK_DEC (gst_pad_get_parent (pad));
 419
 420   GST_LOG_OBJECT (dec, "Received %s event", GST_EVENT_TYPE_NAME (event));
 421   switch (GST_EVENT_TYPE (event)) {
 422     case GST_EVENT_NEWSEGMENT:{
 423       GstFormat fmt;
 424       gboolean is_update;
 425       gint64 start, end, base;
 426       gdouble rate;
 427
 428       gst_event_parse_new_segment (event, &is_update, &rate, &fmt, &start,
 429           &end, &base);
 430       if (fmt == GST_FORMAT_TIME) {
 431         GST_DEBUG ("Got NEWSEGMENT event in GST_FORMAT_TIME, passing on (%"
 432             GST_TIME_FORMAT " - %" GST_TIME_FORMAT ")", GST_TIME_ARGS (start),
 433             GST_TIME_ARGS (end));
 434         gst_segment_set_newsegment (&dec->segment, is_update, rate, fmt,
 435             start, end, base);
 436       } else {
 437         gst_segment_init (&dec->segment, GST_FORMAT_TIME);
 438       }
 439       break;
 440     }
 441     default:
 442       break;
 443   }
 444
 445   gst_object_unref (dec);
 446   return gst_pad_event_default (pad, event);
 447 }
 448
 449 static GstStateChangeReturn
 450 gst_wavpack_dec_change_state (GstElement * element, GstStateChange transition)
 451 {
 452   GstStateChangeReturn ret = GST_STATE_CHANGE_SUCCESS;
 453   GstWavpackDec *dec = GST_WAVPACK_DEC (element);
 454
 455   switch (transition) {
 456     case GST_STATE_CHANGE_NULL_TO_READY:
 457       break;
 458     case GST_STATE_CHANGE_READY_TO_PAUSED:
 459       break;
 460     case GST_STATE_CHANGE_PAUSED_TO_PLAYING:
 461       break;
 462     default:
 463       break;
 464   }
 465
 466   ret = GST_ELEMENT_CLASS (parent_class)->change_state (element, transition);
 467
 468   switch (transition) {
 469     case GST_STATE_CHANGE_PLAYING_TO_PAUSED:
 470       break;
 471     case GST_STATE_CHANGE_PAUSED_TO_READY:
 472       if (dec->context) {
 473         WavpackCloseFile (dec->context);
 474         dec->context = NULL;
 475       }
 476
 477       gst_wavpack_dec_reset (dec);
 478       break;
 479     case GST_STATE_CHANGE_READY_TO_NULL:
 480       break;
 481     default:
 482       break;
 483   }
 484
 485   return ret;
 486 }
 487
 488 gboolean
 489 gst_wavpack_dec_plugin_init (GstPlugin * plugin)
 490 {
 491   if (!gst_element_register (plugin, "wavpackdec",
 492           GST_RANK_PRIMARY, GST_TYPE_WAVPACK_DEC))
 493     return FALSE;
 494   GST_DEBUG_CATEGORY_INIT (gst_wavpack_dec_debug, "wavpack_dec", 0,
 495       "Wavpack decoder");
 496   return TRUE;
 497 }