gst/audioconvert/audioconvert.c

   1 /* GStreamer
   2  * Copyright (C) 2005 Wim Taymans <wim at fluendo dot com>
   3  *
   4  * audioconvert.c: Convert audio to different audio formats automatically
   5  *
   6  * This library is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Library General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14  * Library General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Library General Public
  17  * License along with this library; if not, write to the
  18  * Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
  19  * Boston, MA 02111-1307, USA.
  20  */
  21
  22 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  23 #include "config.h"
  24 #endif
  25
  26 #include <string.h>
  27
  28 #include "gstchannelmix.h"
  29 #include "audioconvert.h"
  30
  31 /* int to float conversion: int2float(i) = 1 / (2^31-1) * i */
  32 #define INT2FLOAT(i) (4.6566128752457969e-10 * ((gfloat)i))
  33
  34 /* sign bit in the intermediate format */
  35 #define SIGNED  (1<<31)
  36
  37 /***
  38  * unpack code
  39  */
  40 #define MAKE_UNPACK_FUNC_NAME(name)                                     \
  41 audio_convert_unpack_##name
  42
  43 #define MAKE_UNPACK_FUNC(name, stride, sign, READ_FUNC)                 \
  44 static void                                                             \
  45 MAKE_UNPACK_FUNC_NAME (name) (gpointer src, gint32 *dst,                \
  46         gint scale, gint count)                                         \
  47 {                                                                       \
  48   guint8* p = (guint8 *) src;                                           \
  49   for (;count; count--) {                                               \
  50     *dst++ = (((gint32) READ_FUNC (p)) << scale) ^ (sign);              \
  51     p+=stride;                                                          \
  52   }                                                                     \
  53 }
  54
  55 /* special unpack code for float */
  56 static void
  57 MAKE_UNPACK_FUNC_NAME (float) (gpointer src, gint32 * dst,
  58     gint scale, gint count)
  59 {
  60   gfloat *p = (gfloat *) src;
  61   gfloat temp;
  62
  63   for (; count; count--) {
  64     temp = *p++ * 2147483647.0f + .5;
  65     *dst++ = (gint32) CLAMP (temp, G_MININT, G_MAXINT);
  66   }
  67 }
  68
  69 #define READ8(p)          GST_READ_UINT8(p)
  70 #define READ16_FROM_LE(p) GST_READ_UINT16_LE (p)
  71 #define READ16_FROM_BE(p) GST_READ_UINT16_BE (p)
  72 #define READ24_FROM_LE(p) (p[0] | (p[1] << 8) | (p[2] << 16))
  73 #define READ24_FROM_BE(p) (p[2] | (p[1] << 8) | (p[0] << 16))
  74 #define READ32_FROM_LE(p) GST_READ_UINT32_LE (p)
  75 #define READ32_FROM_BE(p) GST_READ_UINT32_BE (p)
  76
  77 MAKE_UNPACK_FUNC (u8, 1, SIGNED, READ8);
  78 MAKE_UNPACK_FUNC (s8, 1, 0, READ8);
  79 MAKE_UNPACK_FUNC (u16_le, 2, SIGNED, READ16_FROM_LE);
  80 MAKE_UNPACK_FUNC (s16_le, 2, 0, READ16_FROM_LE);
  81 MAKE_UNPACK_FUNC (u16_be, 2, SIGNED, READ16_FROM_BE);
  82 MAKE_UNPACK_FUNC (s16_be, 2, 0, READ16_FROM_BE);
  83 MAKE_UNPACK_FUNC (u24_le, 3, SIGNED, READ24_FROM_LE);
  84 MAKE_UNPACK_FUNC (s24_le, 3, 0, READ24_FROM_LE);
  85 MAKE_UNPACK_FUNC (u24_be, 3, SIGNED, READ24_FROM_BE);
  86 MAKE_UNPACK_FUNC (s24_be, 3, 0, READ24_FROM_BE);
  87 MAKE_UNPACK_FUNC (u32_le, 4, SIGNED, READ32_FROM_LE);
  88 MAKE_UNPACK_FUNC (s32_le, 4, 0, READ32_FROM_LE);
  89 MAKE_UNPACK_FUNC (u32_be, 4, SIGNED, READ32_FROM_BE);
  90 MAKE_UNPACK_FUNC (s32_be, 4, 0, READ32_FROM_BE);
  91
  92 /***
  93  * packing code
  94  */
  95 #define MAKE_PACK_FUNC_NAME(name)                                       \
  96 audio_convert_pack_##name
  97
  98 #define MAKE_PACK_FUNC(name, stride, sign, WRITE_FUNC)                  \
  99 static void                                                             \
 100 MAKE_PACK_FUNC_NAME (name) (gint32 *src, gpointer dst,                  \
 101         gint scale, gint count)                                         \
 102 {                                                                       \
 103   guint8 *p = (guint8 *)dst;                                            \
 104   guint32 tmp;                                                          \
 105   for (;count; count--) {                                               \
 106     tmp = (*src++ ^ (sign)) >> scale;                                   \
 107     WRITE_FUNC (p, tmp);                                                \
 108     p+=stride;                                                          \
 109   }                                                                     \
 110 }
 111
 112 /* special float pack function */
 113 static void
 114 MAKE_PACK_FUNC_NAME (float) (gint32 * src, gpointer dst, gint scale, gint count)
 115 {
 116   gfloat *p = (gfloat *) dst;
 117
 118   for (; count; count--) {
 119     *p++ = INT2FLOAT (*src++);
 120   }
 121 }
 122
 123 #define WRITE8(p, v)       GST_WRITE_UINT8 (p, v)
 124 #define WRITE16_TO_LE(p,v) GST_WRITE_UINT16_LE (p, (guint16)(v))
 125 #define WRITE16_TO_BE(p,v) GST_WRITE_UINT16_BE (p, (guint16)(v))
 126 #define WRITE24_TO_LE(p,v) p[0] = v & 0xff; p[1] = (v >> 8) & 0xff; p[2] = (v >> 16) & 0xff
 127 #define WRITE24_TO_BE(p,v) p[2] = v & 0xff; p[1] = (v >> 8) & 0xff; p[0] = (v >> 16) & 0xff
 128 #define WRITE32_TO_LE(p,v) GST_WRITE_UINT32_LE (p, (guint32)(v))
 129 #define WRITE32_TO_BE(p,v) GST_WRITE_UINT32_BE (p, (guint32)(v))
 130
 131 MAKE_PACK_FUNC (u8, 1, SIGNED, WRITE8);
 132 MAKE_PACK_FUNC (s8, 1, 0, WRITE8);
 133 MAKE_PACK_FUNC (u16_le, 2, SIGNED, WRITE16_TO_LE);
 134 MAKE_PACK_FUNC (s16_le, 2, 0, WRITE16_TO_LE);
 135 MAKE_PACK_FUNC (u16_be, 2, SIGNED, WRITE16_TO_BE);
 136 MAKE_PACK_FUNC (s16_be, 2, 0, WRITE16_TO_BE);
 137 MAKE_PACK_FUNC (u24_le, 3, SIGNED, WRITE24_TO_LE);
 138 MAKE_PACK_FUNC (s24_le, 3, 0, WRITE24_TO_LE);
 139 MAKE_PACK_FUNC (u24_be, 3, SIGNED, WRITE24_TO_BE);
 140 MAKE_PACK_FUNC (s24_be, 3, 0, WRITE24_TO_BE);
 141 MAKE_PACK_FUNC (u32_le, 4, SIGNED, WRITE32_TO_LE);
 142 MAKE_PACK_FUNC (s32_le, 4, 0, WRITE32_TO_LE);
 143 MAKE_PACK_FUNC (u32_be, 4, SIGNED, WRITE32_TO_BE);
 144 MAKE_PACK_FUNC (s32_be, 4, 0, WRITE32_TO_BE);
 145
 146 static AudioConvertUnpack unpack_funcs[] = {
 147   MAKE_UNPACK_FUNC_NAME (u8),
 148   MAKE_UNPACK_FUNC_NAME (s8),
 149   MAKE_UNPACK_FUNC_NAME (u8),
 150   MAKE_UNPACK_FUNC_NAME (s8),
 151   MAKE_UNPACK_FUNC_NAME (u16_le),
 152   MAKE_UNPACK_FUNC_NAME (s16_le),
 153   MAKE_UNPACK_FUNC_NAME (u16_be),
 154   MAKE_UNPACK_FUNC_NAME (s16_be),
 155   MAKE_UNPACK_FUNC_NAME (u24_le),
 156   MAKE_UNPACK_FUNC_NAME (s24_le),
 157   MAKE_UNPACK_FUNC_NAME (u24_be),
 158   MAKE_UNPACK_FUNC_NAME (s24_be),
 159   MAKE_UNPACK_FUNC_NAME (u32_le),
 160   MAKE_UNPACK_FUNC_NAME (s32_le),
 161   MAKE_UNPACK_FUNC_NAME (u32_be),
 162   MAKE_UNPACK_FUNC_NAME (s32_be),
 163   MAKE_UNPACK_FUNC_NAME (float),
 164 };
 165
 166 static AudioConvertPack pack_funcs[] = {
 167   MAKE_PACK_FUNC_NAME (u8),
 168   MAKE_PACK_FUNC_NAME (s8),
 169   MAKE_PACK_FUNC_NAME (u8),
 170   MAKE_PACK_FUNC_NAME (s8),
 171   MAKE_PACK_FUNC_NAME (u16_le),
 172   MAKE_PACK_FUNC_NAME (s16_le),
 173   MAKE_PACK_FUNC_NAME (u16_be),
 174   MAKE_PACK_FUNC_NAME (s16_be),
 175   MAKE_PACK_FUNC_NAME (u24_le),
 176   MAKE_PACK_FUNC_NAME (s24_le),
 177   MAKE_PACK_FUNC_NAME (u24_be),
 178   MAKE_PACK_FUNC_NAME (s24_be),
 179   MAKE_PACK_FUNC_NAME (u32_le),
 180   MAKE_PACK_FUNC_NAME (s32_le),
 181   MAKE_PACK_FUNC_NAME (u32_be),
 182   MAKE_PACK_FUNC_NAME (s32_be),
 183   MAKE_PACK_FUNC_NAME (float),
 184 };
 185
 186 static gint
 187 audio_convert_get_func_index (AudioConvertFmt * fmt)
 188 {
 189   gint index = 0;
 190
 191   if (fmt->is_int) {
 192     index += (fmt->width / 8 - 1) * 4;
 193     index += fmt->endianness == G_LITTLE_ENDIAN ? 0 : 2;
 194     index += fmt->sign ? 1 : 0;
 195   } else {
 196     index = 16;
 197   }
 198   return index;
 199 }
 200
 201 static gboolean
 202 check_default (AudioConvertFmt * fmt)
 203 {
 204   return (fmt->width == 32 && fmt->depth == 32 &&
 205       fmt->endianness == G_BYTE_ORDER && fmt->sign == TRUE);
 206 }
 207
 208 gboolean
 209 audio_convert_clean_fmt (AudioConvertFmt * fmt)
 210 {
 211   g_return_val_if_fail (fmt != NULL, FALSE);
 212
 213   g_free (fmt->pos);
 214   fmt->pos = NULL;
 215
 216   return TRUE;
 217 }
 218
 219
 220 gboolean
 221 audio_convert_prepare_context (AudioConvertCtx * ctx, AudioConvertFmt * in,
 222     AudioConvertFmt * out)
 223 {
 224   gint idx;
 225
 226   g_return_val_if_fail (ctx != NULL, FALSE);
 227   g_return_val_if_fail (in != NULL, FALSE);
 228   g_return_val_if_fail (out != NULL, FALSE);
 229
 230   /* first clean the existing context */
 231   audio_convert_clean_context (ctx);
 232
 233   ctx->in = *in;
 234   ctx->out = *out;
 235
 236   gst_channel_mix_setup_matrix (ctx);
 237
 238   idx = audio_convert_get_func_index (in);
 239   if (!(ctx->unpack = unpack_funcs[idx]))
 240     goto not_supported;
 241
 242   idx = audio_convert_get_func_index (out);
 243   if (!(ctx->pack = pack_funcs[idx]))
 244     goto not_supported;
 245
 246   /* check if input is in default format */
 247   ctx->in_default = check_default (in);
 248   /* check if channel mixer is passthrough */
 249   ctx->mix_passthrough = gst_channel_mix_passthrough (ctx);
 250   /* check if output is in default format */
 251   ctx->out_default = check_default (out);
 252
 253   ctx->in_scale = 32 - in->depth;
 254   ctx->out_scale = 32 - out->depth;
 255
 256   return TRUE;
 257
 258 not_supported:
 259   {
 260     return FALSE;
 261   }
 262 }
 263
 264 gboolean
 265 audio_convert_clean_context (AudioConvertCtx * ctx)
 266 {
 267   g_return_val_if_fail (ctx != NULL, FALSE);
 268
 269   audio_convert_clean_fmt (&ctx->in);
 270   audio_convert_clean_fmt (&ctx->out);
 271   gst_channel_mix_unset_matrix (ctx);
 272
 273   g_free (ctx->tmpbuf);
 274   ctx->tmpbuf = NULL;
 275   ctx->tmpbufsize = 0;
 276
 277   return TRUE;
 278 }
 279
 280 gboolean
 281 audio_convert_get_sizes (AudioConvertCtx * ctx, gint samples, gint * srcsize,
 282     gint * dstsize)
 283 {
 284   g_return_val_if_fail (ctx != NULL, FALSE);
 285
 286   if (srcsize)
 287     *srcsize = samples * ctx->in.unit_size;
 288   if (dstsize)
 289     *dstsize = samples * ctx->out.unit_size;
 290
 291   return TRUE;
 292 }
 293
 294 gboolean
 295 audio_convert_convert (AudioConvertCtx * ctx, gpointer src,
 296     gpointer dst, gint samples, gboolean src_writable)
 297 {
 298   gint insize, outsize;
 299   gpointer outbuf, tmpbuf;
 300   gint biggest = 0;
 301
 302   g_return_val_if_fail (ctx != NULL, FALSE);
 303   g_return_val_if_fail (src != NULL, FALSE);
 304   g_return_val_if_fail (dst != NULL, FALSE);
 305   g_return_val_if_fail (samples >= 0, FALSE);
 306
 307   if (samples == 0)
 308     return TRUE;
 309
 310   insize = ctx->in.unit_size * samples;
 311   outsize = ctx->out.unit_size * samples;
 312
 313   /* find biggest temp buffer size */
 314   if (!ctx->in_default)
 315     biggest = insize * 32 / ctx->in.width;
 316   if (!ctx->mix_passthrough)
 317     biggest = MAX (biggest, outsize * 32 / ctx->out.width);
 318
 319   /* see if one of the buffers can be used as temp */
 320   if (outsize >= biggest)
 321     tmpbuf = dst;
 322   else if (insize >= biggest && src_writable)
 323     tmpbuf = src;
 324   else {
 325     if (biggest > ctx->tmpbufsize) {
 326       ctx->tmpbuf = g_realloc (ctx->tmpbuf, biggest);
 327       ctx->tmpbufsize = biggest;
 328     }
 329     tmpbuf = ctx->tmpbuf;
 330   }
 331
 332   /* start conversion */
 333   if (!ctx->in_default) {
 334     /* check if final conversion */
 335     if (!(ctx->out_default && ctx->mix_passthrough))
 336       outbuf = tmpbuf;
 337     else
 338       outbuf = dst;
 339
 340     /* unpack to default format */
 341     ctx->unpack (src, outbuf, ctx->in_scale, samples * ctx->in.channels);
 342
 343     src = outbuf;
 344   }
 345
 346   if (!ctx->mix_passthrough) {
 347     /* check if final conversion */
 348     if (!ctx->out_default)
 349       outbuf = tmpbuf;
 350     else
 351       outbuf = dst;
 352
 353     /* convert channels */
 354     gst_channel_mix_mix (ctx, src, outbuf, samples);
 355
 356     src = outbuf;
 357   }
 358
 359   if (!ctx->out_default) {
 360     /* pack default format into dst */
 361     ctx->pack (src, dst, ctx->out_scale, samples * ctx->out.channels);
 362   }
 363
 364   return TRUE;
 365 }