chiark / gitweb /
Fix `distcheck' complaints.
[disorder] / server / gstdecode.c
1 /*
2  * This file is part of DisOrder
3  * Copyright (C) 2013 Mark Wooding
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 3 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,
11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13  * GNU 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, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
17  */
18 /** @file server/gstdecode.c
19  * @brief Decode compressed audio files, and apply ReplayGain.
20  */
21
22 #include "disorder-server.h"
23
24 #include "speaker-protocol.h"
25
26 /* Ugh.  It turns out that libxml tries to define a function called
27  * `attribute', and it's included by GStreamer for some unimaginable reason.
28  * So undefine it here.  We'll want GCC attributes for special effects, but
29  * can take care of ourselves.
30  */
31 #undef attribute
32
33 #include <glib.h>
34 #include <gst/gst.h>
35 #include <gst/app/gstappsink.h>
36 #include <gst/audio/audio.h>
37
38 /* The only application we have for `attribute' is declaring function
39  * arguments as being unused, because we have a lot of callback functions
40  * which are meant to comply with an externally defined interface.
41  */
42 #ifdef __GNUC__
43 #  define UNUSED __attribute__((unused))
44 #endif
45
46 #define END ((void *)0)
47 #define N(v) (sizeof(v)/sizeof(*(v)))
48
49 static FILE *fp;
50 static const char *file;
51 static GstAppSink *appsink;
52 static GstElement *pipeline;
53 static GMainLoop *loop;
54
55 #define MODES(_) _("off", OFF) _("track", TRACK) _("album", ALBUM)
56 enum {
57 #define DEFENUM(name, tag) tag,
58   MODES(DEFENUM)
59 #undef DEFENUM
60   NMODES
61 };
62 static const char *const modes[] = {
63 #define DEFNAME(name, tag) name,
64   MODES(DEFNAME)
65 #undef DEFNAME
66   0
67 };
68
69 static const char *const dithers[] = {
70   "none", "rpdf", "tpdf", "tpdf-hf", 0
71 };
72
73 static const char *const shapes[] = {
74   "none", "error-feedback", "simple", "medium", "high", 0
75 };
76
77 static int dither = -1;
78 static int mode = ALBUM;
79 static int quality = -1;
80 static int shape = -1;
81 static gdouble fallback = 0.0;
82
83 static struct stream_header hdr;
84
85 /* Report the pads of an element ELT, as iterated by IT; WHAT is an adjective
86  * phrase describing the pads for use in the output.
87  */
88 static void report_element_pads(const char *what, GstElement *elt,
89                                 GstIterator *it)
90 {
91   gchar *cs;
92   gpointer pad;
93
94   for(;;) {
95     switch(gst_iterator_next(it, &pad)) {
96     case GST_ITERATOR_DONE:
97       goto done;
98     case GST_ITERATOR_OK:
99       cs = gst_caps_to_string(gst_pad_get_caps(pad));
100       disorder_error(0, "  `%s' %s pad: %s", GST_OBJECT_NAME(elt), what, cs);
101       g_free(cs);
102       g_object_unref(pad);
103       break;
104     case GST_ITERATOR_RESYNC:
105       gst_iterator_resync(it);
106       break;
107     case GST_ITERATOR_ERROR:
108       disorder_error(0, "<failed to enumerate `%s' %s pads>",
109                      GST_OBJECT_NAME(elt), what);
110       goto done;
111     }
112   }
113
114 done:
115   gst_iterator_free(it);
116 }
117
118 /* Link together two elements; fail with an approximately useful error
119  * message if it didn't work.
120  */
121 static void link_elements(GstElement *left, GstElement *right)
122 {
123   /* Try to link things together. */
124   if(gst_element_link(left, right)) return;
125
126   /* If this didn't work, it's probably for some really hairy reason, so
127    * provide a bunch of debugging information.
128    */
129   disorder_error(0, "failed to link GStreamer elements `%s' and `%s'",
130                  GST_OBJECT_NAME(left), GST_OBJECT_NAME(right));
131   report_element_pads("source", left, gst_element_iterate_src_pads(left));
132   report_element_pads("source", right, gst_element_iterate_sink_pads(right));
133   disorder_fatal(0, "can't decode `%s'", file);
134 }
135
136 /* The `decoderbin' element (DECODE) has deigned to announce a new PAD.
137  * Maybe we should attach the tag end of our pipeline (starting with the
138  * element U) to it.
139  */
140 static void decoder_pad_arrived(GstElement *decode, GstPad *pad, gpointer u)
141 {
142   GstElement *tail = u;
143   GstCaps *caps = gst_pad_get_caps(pad);
144   GstStructure *s;
145   guint i, n;
146   const gchar *name;
147
148   /* The input file could be more or less anything, so this could be any kind
149    * of pad.  We're only interested if it's audio, so let's go check.
150    */
151   for(i = 0, n = gst_caps_get_size(caps); i < n; i++) {
152     s = gst_caps_get_structure(caps, i);
153     name = gst_structure_get_name(s);
154     if(strncmp(name, "audio/x-raw-", 12) == 0) goto match;
155   }
156   return;
157
158 match:
159   /* Yes, it's audio.  Link the two elements together. */
160   link_elements(decode, tail);
161
162   /* If requested using the environemnt variable `GST_DEBUG_DUMP_DOT_DIR',
163    * write a dump of the now-completed pipeline.
164    */
165   GST_DEBUG_BIN_TO_DOT_FILE(GST_BIN(pipeline),
166                             GST_DEBUG_GRAPH_SHOW_ALL,
167                             "disorder-gstdecode");
168 }
169
170 /* Prepare the GStreamer pipeline, ready to decode the given FILE.  This sets
171  * up the variables `appsink' and `pipeline'.
172  */
173 static void prepare_pipeline(void)
174 {
175   GstElement *source = gst_element_factory_make("filesrc", "file");
176   GstElement *decode = gst_element_factory_make("decodebin", "decode");
177   GstElement *resample = gst_element_factory_make("audioresample",
178                                                   "resample");
179   GstElement *convert = gst_element_factory_make("audioconvert", "convert");
180   GstElement *sink = gst_element_factory_make("appsink", "sink");
181   GstElement *tail = sink;
182   GstElement *gain;
183   GstCaps *caps;
184   const struct stream_header *fmt = &config->sample_format;
185
186   /* Set up the global variables. */
187   pipeline = gst_pipeline_new("pipe");
188   appsink = GST_APP_SINK(sink);
189
190   /* Configure the various simple elements. */
191   g_object_set(source, "location", file, END);
192   g_object_set(sink, "sync", FALSE, END);
193
194   /* Configure the resampler and converter.  Leave things as their defaults
195    * if the user hasn't made an explicit request.
196    */
197   if(quality >= 0) g_object_set(resample, "quality", quality, END);
198   if(dither >= 0) g_object_set(convert, "dithering", dither, END);
199   if(shape >= 0) g_object_set(convert, "noise-shaping", shape, END);
200
201   /* Set up the sink's capabilities from the configuration. */
202   caps = gst_caps_new_simple("audio/x-raw-int",
203                              "width", G_TYPE_INT, fmt->bits,
204                              "depth", G_TYPE_INT, fmt->bits,
205                              "channels", G_TYPE_INT, fmt->channels,
206                              "signed", G_TYPE_BOOLEAN, TRUE,
207                              "rate", G_TYPE_INT, fmt->rate,
208                              "endianness", G_TYPE_INT,
209                                fmt->endian == ENDIAN_BIG ?
210                                  G_BIG_ENDIAN : G_LITTLE_ENDIAN,
211                              END);
212   gst_app_sink_set_caps(appsink, caps);
213
214   /* Add the various elements into the pipeline.  We'll stitch them together
215    * in pieces, because the pipeline is somewhat dynamic.
216    */
217   gst_bin_add_many(GST_BIN(pipeline),
218                    source, decode,
219                    resample, convert, sink, END);
220
221   /* Link audio conversion stages onto the front.  The rest of DisOrder
222    * doesn't handle much of the full panoply of exciting audio formats.
223    */
224   link_elements(convert, tail); tail = convert;
225   link_elements(resample, tail); tail = resample;
226
227   /* If we're meant to do ReplayGain then insert it into the pipeline before
228    * the converter.
229    */
230   if(mode != OFF) {
231     gain = gst_element_factory_make("rgvolume", "gain");
232     g_object_set(gain,
233                  "album-mode", mode == ALBUM,
234                  "fallback-gain", fallback,
235                  END);
236     gst_bin_add(GST_BIN(pipeline), gain);
237     link_elements(gain, tail); tail = gain;
238   }
239
240   /* Link the source and the decoder together.  The `decodebin' is annoying
241    * and doesn't have any source pads yet, so the best we can do is make two
242    * halves of the chain, and add a hook to stitch them together later.
243    */
244   link_elements(source, decode);
245   g_signal_connect(decode, "pad-added",
246                    G_CALLBACK(decoder_pad_arrived), tail);
247 }
248
249 /* Respond to a message from the BUS.  The only thing we need worry about
250  * here is errors from the pipeline.
251  */
252 static void bus_message(GstBus UNUSED *bus, GstMessage *msg,
253                         gpointer UNUSED u)
254 {
255   switch(msg->type) {
256   case GST_MESSAGE_ERROR:
257     disorder_fatal(0, "%s",
258                    gst_structure_get_string(msg->structure, "debug"));
259   default:
260     break;
261   }
262 }
263
264 /* End of stream.  Stop polling the main loop. */
265 static void cb_eos(GstAppSink UNUSED *sink, gpointer UNUSED u)
266   { g_main_loop_quit(loop); }
267
268 /* Preroll buffers are prepared when the pipeline moves to the `paused'
269  * state, so that they're ready for immediate playback.  Conveniently, they
270  * also carry format information, which is what we want here.  Stash the
271  * sample format information in the `stream_header' structure ready for
272  * actual buffers of interesting data.
273  */
274 static GstFlowReturn cb_preroll(GstAppSink *sink, gpointer UNUSED u)
275 {
276   GstBuffer *buf = gst_app_sink_pull_preroll(sink);
277   GstCaps *caps = GST_BUFFER_CAPS(buf);
278
279 #ifdef HAVE_GST_AUDIO_INFO_FROM_CAPS
280
281   /* Parse the audio format information out of the caps.  There's a handy
282    * function to do this in later versions of gst-plugins-base, so use that
283    * if it's available.  Once we no longer care about supporting such old
284    * versions we can delete the version which does the job the hard way.
285    */
286
287   GstAudioInfo ai;
288
289   if(!gst_audio_info_from_caps(&ai, caps))
290     disorder_fatal(0, "can't decode `%s': failed to parse audio info", file);
291   hdr.rate = ai.rate;
292   hdr.channels = ai.channels;
293   hdr.bits = ai.finfo->width;
294   hdr.endian = ai.finfo->endianness == G_BIG_ENDIAN ?
295     ENDIAN_BIG : ENDIAN_LITTLE;
296
297 #else
298
299   GstStructure *s;
300   const char *ty;
301   gint rate, channels, bits, endian;
302   gboolean signedp;
303
304   /* Make sure that the caps is basically the right shape. */
305   if(!GST_CAPS_IS_SIMPLE(caps)) disorder_fatal(0, "expected simple caps");
306   s = gst_caps_get_structure(caps, 0);
307   ty = gst_structure_get_name(s);
308   if(strcmp(ty, "audio/x-raw-int") != 0)
309     disorder_fatal(0, "unexpected content type `%s'", ty);
310
311   /* Extract fields from the structure. */
312   if(!gst_structure_get(s,
313                         "rate", G_TYPE_INT, &rate,
314                         "channels", G_TYPE_INT, &channels,
315                         "width", G_TYPE_INT, &bits,
316                         "endianness", G_TYPE_INT, &endian,
317                         "signed", G_TYPE_BOOLEAN, &signedp,
318                         END))
319     disorder_fatal(0, "can't decode `%s': failed to parse audio caps", file);
320   hdr.rate = rate; hdr.channels = channels; hdr.bits = bits;
321   hdr.endian = endian == G_BIG_ENDIAN ? ENDIAN_BIG : ENDIAN_LITTLE;
322
323 #endif
324
325   gst_buffer_unref(buf);
326   return GST_FLOW_OK;
327 }
328
329 /* A new buffer of sample data has arrived, so we should pass it on with
330  * appropriate framing.
331  */
332 static GstFlowReturn cb_buffer(GstAppSink *sink, gpointer UNUSED u)
333 {
334   GstBuffer *buf = gst_app_sink_pull_buffer(sink);
335
336   /* Make sure we actually have a grip on the sample format here. */
337   if(!hdr.rate) disorder_fatal(0, "format unset");
338
339   /* Write out a frame of audio data. */
340   hdr.nbytes = GST_BUFFER_SIZE(buf);
341   if(fwrite(&hdr, sizeof(hdr), 1, fp) != 1 ||
342      fwrite(GST_BUFFER_DATA(buf), 1, hdr.nbytes, fp) != hdr.nbytes)
343     disorder_fatal(errno, "output");
344
345   /* And we're done. */
346   gst_buffer_unref(buf);
347   return GST_FLOW_OK;
348 }
349
350 static GstAppSinkCallbacks callbacks = {
351   .eos = cb_eos,
352   .new_preroll = cb_preroll,
353   .new_buffer = cb_buffer
354 };
355
356 /* Decode the audio file.  We're already set up for everything. */
357 static void decode(void)
358 {
359   GstBus *bus = gst_pipeline_get_bus(GST_PIPELINE(pipeline));
360
361   /* Set up the message bus and main loop. */
362   gst_bus_add_signal_watch(bus);
363   loop = g_main_loop_new(0, FALSE);
364   g_signal_connect(bus, "message", G_CALLBACK(bus_message), 0);
365
366   /* Tell the sink to call us when interesting things happen. */
367   gst_app_sink_set_callbacks(appsink, &callbacks, 0, 0);
368
369   /* Set the ball rolling. */
370   gst_element_set_state(GST_ELEMENT(pipeline), GST_STATE_PLAYING);
371
372   /* And wait for the miracle to come. */
373   g_main_loop_run(loop);
374
375   /* Shut down the pipeline.  This isn't strictly necessary, since we're
376    * about to exit very soon, but it's kind of polite.
377    */
378   gst_element_set_state(GST_ELEMENT(pipeline), GST_STATE_NULL);
379 }
380
381 static int getenum(const char *what, const char *s, const char *const *tags)
382 {
383   int i;
384
385   for(i = 0; tags[i]; i++)
386     if(strcmp(s, tags[i]) == 0) return i;
387   disorder_fatal(0, "unknown %s `%s'", what, s);
388 }
389
390 static double getfloat(const char *what, const char *s)
391 {
392   double d;
393   char *q;
394
395   errno = 0;
396   d = strtod(s, &q);
397   if(*q || errno) disorder_fatal(0, "invalid %s `%s'", what, s);
398   return d;
399 }
400
401 static int getint(const char *what, const char *s, int min, int max)
402 {
403   long i;
404   char *q;
405
406   errno = 0;
407   i = strtol(s, &q, 10);
408   if(*q || errno || min > i || i > max)
409     disorder_fatal(0, "invalid %s `%s'", what, s);
410   return (int)i;
411 }
412
413 static const struct option options[] = {
414   { "help", no_argument, 0, 'h' },
415   { "version", no_argument, 0, 'V' },
416   { "config", required_argument, 0, 'c' },
417   { "dither", required_argument, 0, 'd' },
418   { "fallback-gain", required_argument, 0, 'f' },
419   { "noise-shape", required_argument, 0, 'n' },
420   { "quality", required_argument, 0, 'q' },
421   { "replay-gain", required_argument, 0, 'r' },
422   { 0, 0, 0, 0 }
423 };
424
425 static void help(void)
426 {
427   xprintf("Usage:\n"
428           "  disorder-gstdecode [OPTIONS] PATH\n"
429           "Options:\n"
430           "  --help, -h                 Display usage message\n"
431           "  --version, -V              Display version number\n"
432           "  --config PATH, -c PATH     Set configuration file\n"
433           "  --dither TYPE, -d TYPE     TYPE is `none', `rpdf', `tpdf', or "
434                                                 "`tpdf-hf'\n"
435           "  --fallback-gain DB, -f DB  For tracks without ReplayGain data\n"
436           "  --noise-shape TYPE, -n TYPE  TYPE is `none', `error-feedback',\n"
437           "                                     `simple', `medium' or `high'\n"
438           "  --quality QUAL, -q QUAL    Resampling quality: 0 poor, 10 good\n"
439           "  --replay-gain MODE, -r MODE  MODE is `off', `track' or `album'\n"
440           "\n"
441           "Alternative audio decoder for DisOrder.  Only intended to be\n"
442           "used by speaker process, not for normal users.\n");
443   xfclose(stdout);
444   exit(0);
445 }
446
447 /* Main program. */
448 int main(int argc, char *argv[])
449 {
450   int n;
451   const char *e;
452
453   /* Initial setup. */
454   set_progname(argv);
455   if(!setlocale(LC_CTYPE, "")) disorder_fatal(errno, "calling setlocale");
456
457   /* Parse command line. */
458   while((n = getopt_long(argc, argv, "hVc:d:f:n:q:r:", options, 0)) >= 0) {
459     switch(n) {
460     case 'h': help();
461     case 'V': version("disorder-gstdecode");
462     case 'c': configfile = optarg; break;
463     case 'd': dither = getenum("dither type", optarg, dithers); break;
464     case 'f': fallback = getfloat("fallback gain", optarg); break;
465     case 'n': shape = getenum("noise-shaping type", optarg, shapes); break;
466     case 'q': quality = getint("resample quality", optarg, 0, 10); break;
467     case 'r': mode = getenum("ReplayGain mode", optarg, modes); break;
468     default: disorder_fatal(0, "invalid option");
469     }
470   }
471   if(optind >= argc) disorder_fatal(0, "missing filename");
472   file = argv[optind++];
473   if(optind < argc) disorder_fatal(0, "excess arguments");
474   if(config_read(1, 0)) disorder_fatal(0, "cannot read configuration");
475
476   /* Set up the GStreamer machinery. */
477   gst_init(0, 0);
478   prepare_pipeline();
479
480   /* Set up the output file. */
481   if((e = getenv("DISORDER_RAW_FD")) != 0) {
482     if((fp = fdopen(atoi(e), "wb")) == 0) disorder_fatal(errno, "fdopen");
483   } else
484     fp = stdout;
485
486   /* Let's go. */
487   decode();
488
489   /* And now we're done. */
490   xfclose(fp);
491   return (0);
492 }
493
494 /*
495 Local Variables:
496 c-basic-offset:2
497 comment-column:40
498 fill-column:77
499 indent-tabs-mode:nil
500 End:
501 */