chiark - git - mdw - disorder/blob - server/decode.c

   1 /*
   2  * This file is part of DisOrder
   3  * Copyright (C) 2007 Richard Kettlewell
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   6  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   8  * (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  11  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13  * General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  * along with this program; if not, write to the Free Software
  17  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307
  18  * USA
  19  */
  20 /** @file server/decode.c
  21  * @brief General-purpose decoder for use by speaker process
  22  */
  23
  24 #include <config.h>
  25 #include "types.h"
  26
  27 #include <getopt.h>
  28 #include <unistd.h>
  29 #include <fcntl.h>
  30 #include <errno.h>
  31 #include <stdlib.h>
  32 #include <locale.h>
  33 #include <assert.h>
  34 #include <fnmatch.h>
  35 #include <mad.h>
  36 #include <vorbis/vorbisfile.h>
  37
  38 #include "log.h"
  39 #include "syscalls.h"
  40 #include "defs.h"
  41 #include "speaker-protocol.h"
  42
  43 /** @brief Encoding lookup table type */
  44 struct decoder {
  45   /** @brief Glob pattern matching file */
  46   const char *pattern;
  47   /** @brief Decoder function */
  48   void (*decode)(void);
  49 };
  50
  51 /** @brief Input file */
  52 static int inputfd;
  53
  54 /** @brief Output file */
  55 static FILE *outputfp;
  56
  57 /** @brief Filename */
  58 static const char *path;
  59
  60 /** @brief Input buffer */
  61 static char buffer[1048576];
  62
  63 /** @brief Open the input file */
  64 static void open_input(void) {
  65   if((inputfd = open(path, O_RDONLY)) < 0)
  66     fatal(errno, "opening %s", path);
  67 }
  68
  69 /** @brief Fill the buffer
  70  * @return Number of bytes read
  71  */
  72 static size_t fill(void) {
  73   int n = read(inputfd, buffer, sizeof buffer);
  74
  75   if(n < 0)
  76     fatal(errno, "reading from %s", path);
  77   return n;
  78 }
  79
  80 /** @brief Write a 16-bit word in bigendian format */
  81 static inline void output_16(uint16_t n) {
  82   if(putc(n >> 8, outputfp) < 0
  83      || putc(n & 0xFF, outputfp) < 0)
  84     fatal(errno, "decoding %s: output error", path);
  85 }
  86
  87 /** @brief Write the header
  88  * If called more than once, either does nothing (if you kept the same
  89  * output encoding) or fails (if you changed it).
  90  */
  91 static void output_header(int rate,
  92                           int channels,
  93                           int bits,
  94                           int nbytes) {
  95   struct stream_header header;
  96
  97   header.rate = rate;
  98   header.bits = bits;
  99   header.channels = channels;
 100   header.endian = ENDIAN_BIG;
 101   header.nbytes = nbytes;
 102   if(fwrite(&header, sizeof header, 1, outputfp) < 1)
 103     fatal(errno, "decoding %s: writing format header", path);
 104 }
 105
 106 /** @brief Dithering state
 107  * Filched from mpg321, which credits it to Robert Leslie */
 108 struct audio_dither {
 109   mad_fixed_t error[3];
 110   mad_fixed_t random;
 111 };
 112
 113 /** @brief 32-bit PRNG
 114  * Filched from mpg321, which credits it to Robert Leslie */
 115 static inline unsigned long prng(unsigned long state)
 116 {
 117   return (state * 0x0019660dL + 0x3c6ef35fL) & 0xffffffffL;
 118 }
 119
 120 /** @brief Generic linear sample quantize and dither routine
 121  * Filched from mpg321, which credits it to Robert Leslie */
 122 #define bits 16
 123 static long audio_linear_dither(mad_fixed_t sample,
 124                                 struct audio_dither *dither) {
 125   unsigned int scalebits;
 126   mad_fixed_t output, mask, rnd;
 127
 128   enum {
 129     MIN = -MAD_F_ONE,
 130     MAX =  MAD_F_ONE - 1
 131   };
 132
 133   /* noise shape */
 134   sample += dither->error[0] - dither->error[1] + dither->error[2];
 135
 136   dither->error[2] = dither->error[1];
 137   dither->error[1] = dither->error[0] / 2;
 138
 139   /* bias */
 140   output = sample + (1L << (MAD_F_FRACBITS + 1 - bits - 1));
 141
 142   scalebits = MAD_F_FRACBITS + 1 - bits;
 143   mask = (1L << scalebits) - 1;
 144
 145   /* dither */
 146   rnd  = prng(dither->random);
 147   output += (rnd & mask) - (dither->random & mask);
 148
 149   dither->random = rnd;
 150
 151   /* clip */
 152   if (output > MAX) {
 153     output = MAX;
 154
 155     if (sample > MAX)
 156       sample = MAX;
 157   }
 158   else if (output < MIN) {
 159     output = MIN;
 160
 161     if (sample < MIN)
 162       sample = MIN;
 163   }
 164
 165   /* quantize */
 166   output &= ~mask;
 167
 168   /* error feedback */
 169   dither->error[0] = sample - output;
 170
 171   /* scale */
 172   return output >> scalebits;
 173 }
 174 #undef bits
 175
 176 /** @brief MP3 output callback */
 177 static enum mad_flow mp3_output(void attribute((unused)) *data,
 178                                 struct mad_header const *header,
 179                                 struct mad_pcm *pcm) {
 180   size_t n = pcm->length;
 181   const mad_fixed_t *l = pcm->samples[0], *r = pcm->samples[1];
 182   static struct audio_dither ld[1], rd[1];
 183
 184   output_header(header->samplerate,
 185                 pcm->channels,
 186                 16,
 187                 2 * pcm->channels * pcm->length);
 188   switch(pcm->channels) {
 189   case 1:
 190     while(n--)
 191       output_16(audio_linear_dither(*l++, ld));
 192     break;
 193   case 2:
 194     while(n--) {
 195       output_16(audio_linear_dither(*l++, ld));
 196       output_16(audio_linear_dither(*r++, rd));
 197     }
 198     break;
 199   default:
 200     fatal(0, "decoding %s: unsupported channel count %d", path, pcm->channels);
 201   }
 202   return MAD_FLOW_CONTINUE;
 203 }
 204
 205 /** @brief MP3 input callback */
 206 static enum mad_flow mp3_input(void attribute((unused)) *data,
 207                                struct mad_stream *stream) {
 208   const size_t n = fill();
 209
 210   if(!n)
 211     return MAD_FLOW_STOP;
 212   mad_stream_buffer(stream, (unsigned char *)buffer, n);
 213   return MAD_FLOW_CONTINUE;
 214 }
 215
 216
 217 /** @brief MP3 error callback */
 218 static enum mad_flow mp3_error(void attribute((unused)) *data,
 219                                struct mad_stream *stream,
 220                                struct mad_frame attribute((unused)) *frame) {
 221   if(0)
 222     /* Just generates pointless verbosity l-( */
 223     error(0, "decoding %s: %s (%#04x)",
 224           path, mad_stream_errorstr(stream), stream->error);
 225   return MAD_FLOW_CONTINUE;
 226 }
 227
 228 /** @brief MP3 decoder */
 229 static void decode_mp3(void) {
 230   struct mad_decoder mad[1];
 231
 232   open_input();
 233   mad_decoder_init(mad, 0/*data*/, mp3_input, 0/*header*/, 0/*filter*/,
 234                    mp3_output, mp3_error, 0/*message*/);
 235   if(mad_decoder_run(mad, MAD_DECODER_MODE_SYNC))
 236     exit(1);
 237   mad_decoder_finish(mad);
 238 }
 239
 240 /** @brief OGG decoder */
 241 static void decode_ogg(void) {
 242   FILE *fp;
 243   OggVorbis_File vf[1];
 244   int err;
 245   long n;
 246   int bitstream;
 247   vorbis_info *vi;
 248
 249   if(!(fp = fopen(path, "rb")))
 250     fatal(errno, "cannot open %s", path);
 251   /* There doesn't seem to be any standard function for mapping the error codes
 252    * to strings l-( */
 253   if((err = ov_open(fp, vf, 0/*initial*/, 0/*ibytes*/)))
 254     fatal(0, "ov_fopen %s: %d", path, err);
 255   if(!(vi = ov_info(vf, 0/*link*/)))
 256     fatal(0, "ov_info %s: failed", path);
 257   while((n = ov_read(vf, buffer, sizeof buffer, 1/*bigendianp*/,
 258                      2/*bytes/word*/, 1/*signed*/, &bitstream))) {
 259     if(n < 0)
 260       fatal(0, "ov_read %s: %ld", path, n);
 261     if(bitstream > 0)
 262       fatal(0, "only single-bitstream ogg files are supported");
 263     output_header(vi->rate, vi->channels, 16/*bits*/, n);
 264     if(fwrite(buffer, 1, n, outputfp) < (size_t)n)
 265       fatal(errno, "decoding %s: writing sample data", path);
 266   }
 267 }
 268
 269 /** @brief Lookup table of decoders */
 270 static const struct decoder decoders[] = {
 271   { "*.mp3", decode_mp3 },
 272   { "*.MP3", decode_mp3 },
 273   { "*.ogg", decode_ogg },
 274   { "*.OGG", decode_ogg },
 275   { 0, 0 }
 276 };
 277
 278 static const struct option options[] = {
 279   { "help", no_argument, 0, 'h' },
 280   { "version", no_argument, 0, 'V' },
 281   { 0, 0, 0, 0 }
 282 };
 283
 284 /* Display usage message and terminate. */
 285 static void help(void) {
 286   xprintf("Usage:\n"
 287           "  disorder-decode [OPTIONS] PATH\n"
 288           "Options:\n"
 289           "  --help, -h              Display usage message\n"
 290           "  --version, -V           Display version number\n"
 291           "\n"
 292           "Audio decoder for DisOrder.  Only intended to be used by speaker\n"
 293           "process, not for normal users.\n");
 294   xfclose(stdout);
 295   exit(0);
 296 }
 297
 298 /* Display version number and terminate. */
 299 static void version(void) {
 300   xprintf("disorder-decode version %s\n", disorder_version_string);
 301   xfclose(stdout);
 302   exit(0);
 303 }
 304
 305 int main(int argc, char **argv) {
 306   int n;
 307   const char *e;
 308
 309   set_progname(argv);
 310   if(!setlocale(LC_CTYPE, "")) fatal(errno, "calling setlocale");
 311   while((n = getopt_long(argc, argv, "hV", options, 0)) >= 0) {
 312     switch(n) {
 313     case 'h': help();
 314     case 'V': version();
 315     default: fatal(0, "invalid option");
 316     }
 317   }
 318   if(optind >= argc)
 319     fatal(0, "missing filename");
 320   if(optind + 1 < argc)
 321     fatal(0, "excess arguments");
 322   if((e = getenv("DISORDER_RAW_FD"))) {
 323     if(!(outputfp = fdopen(atoi(e), "wb")))
 324       fatal(errno, "fdopen");
 325   } else
 326     outputfp = stdout;
 327   path = argv[optind];
 328   for(n = 0;
 329       decoders[n].pattern
 330         && fnmatch(decoders[n].pattern, path, 0) != 0;
 331       ++n)
 332     ;
 333   if(!decoders[n].pattern)
 334     fatal(0, "cannot determine file type for %s", path);
 335   decoders[n].decode();
 336   xfclose(outputfp);
 337   return 0;
 338 }
 339
 340 /*
 341 Local Variables:
 342 c-basic-offset:2
 343 comment-column:40
 344 fill-column:79
 345 indent-tabs-mode:nil
 346 End:
 347 */