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 "wav.h"
  42 #include "speaker-protocol.h"
  43
  44 /** @brief Encoding lookup table type */
  45 struct decoder {
  46   /** @brief Glob pattern matching file */
  47   const char *pattern;
  48   /** @brief Decoder function */
  49   void (*decode)(void);
  50 };
  51
  52 /** @brief Input file */
  53 static int inputfd;
  54
  55 /** @brief Output file */
  56 static FILE *outputfp;
  57
  58 /** @brief Filename */
  59 static const char *path;
  60
  61 /** @brief Input buffer */
  62 static char buffer[1048576];
  63
  64 /** @brief Open the input file */
  65 static void open_input(void) {
  66   if((inputfd = open(path, O_RDONLY)) < 0)
  67     fatal(errno, "opening %s", path);
  68 }
  69
  70 /** @brief Fill the buffer
  71  * @return Number of bytes read
  72  */
  73 static size_t fill(void) {
  74   int n = read(inputfd, buffer, sizeof buffer);
  75
  76   if(n < 0)
  77     fatal(errno, "reading from %s", path);
  78   return n;
  79 }
  80
  81 /** @brief Write a 16-bit word in bigendian format */
  82 static inline void output_16(uint16_t n) {
  83   if(putc(n >> 8, outputfp) < 0
  84      || putc(n & 0xFF, outputfp) < 0)
  85     fatal(errno, "decoding %s: output error", path);
  86 }
  87
  88 /** @brief Write the header
  89  * If called more than once, either does nothing (if you kept the same
  90  * output encoding) or fails (if you changed it).
  91  */
  92 static void output_header(int rate,
  93                           int channels,
  94                           int bits,
  95                           int nbytes,
  96                           int endian) {
  97   struct stream_header header;
  98
  99   header.rate = rate;
 100   header.bits = bits;
 101   header.channels = channels;
 102   header.endian = endian;
 103   header.nbytes = nbytes;
 104   if(fwrite(&header, sizeof header, 1, outputfp) < 1)
 105     fatal(errno, "decoding %s: writing format header", path);
 106 }
 107
 108 /** @brief Dithering state
 109  * Filched from mpg321, which credits it to Robert Leslie */
 110 struct audio_dither {
 111   mad_fixed_t error[3];
 112   mad_fixed_t random;
 113 };
 114
 115 /** @brief 32-bit PRNG
 116  * Filched from mpg321, which credits it to Robert Leslie */
 117 static inline unsigned long prng(unsigned long state)
 118 {
 119   return (state * 0x0019660dL + 0x3c6ef35fL) & 0xffffffffL;
 120 }
 121
 122 /** @brief Generic linear sample quantize and dither routine
 123  * Filched from mpg321, which credits it to Robert Leslie */
 124 #define bits 16
 125 static long audio_linear_dither(mad_fixed_t sample,
 126                                 struct audio_dither *dither) {
 127   unsigned int scalebits;
 128   mad_fixed_t output, mask, rnd;
 129
 130   enum {
 131     MIN = -MAD_F_ONE,
 132     MAX =  MAD_F_ONE - 1
 133   };
 134
 135   /* noise shape */
 136   sample += dither->error[0] - dither->error[1] + dither->error[2];
 137
 138   dither->error[2] = dither->error[1];
 139   dither->error[1] = dither->error[0] / 2;
 140
 141   /* bias */
 142   output = sample + (1L << (MAD_F_FRACBITS + 1 - bits - 1));
 143
 144   scalebits = MAD_F_FRACBITS + 1 - bits;
 145   mask = (1L << scalebits) - 1;
 146
 147   /* dither */
 148   rnd  = prng(dither->random);
 149   output += (rnd & mask) - (dither->random & mask);
 150
 151   dither->random = rnd;
 152
 153   /* clip */
 154   if (output > MAX) {
 155     output = MAX;
 156
 157     if (sample > MAX)
 158       sample = MAX;
 159   }
 160   else if (output < MIN) {
 161     output = MIN;
 162
 163     if (sample < MIN)
 164       sample = MIN;
 165   }
 166
 167   /* quantize */
 168   output &= ~mask;
 169
 170   /* error feedback */
 171   dither->error[0] = sample - output;
 172
 173   /* scale */
 174   return output >> scalebits;
 175 }
 176 #undef bits
 177
 178 /** @brief MP3 output callback */
 179 static enum mad_flow mp3_output(void attribute((unused)) *data,
 180                                 struct mad_header const *header,
 181                                 struct mad_pcm *pcm) {
 182   size_t n = pcm->length;
 183   const mad_fixed_t *l = pcm->samples[0], *r = pcm->samples[1];
 184   static struct audio_dither ld[1], rd[1];
 185
 186   output_header(header->samplerate,
 187                 pcm->channels,
 188                 16,
 189                 2 * pcm->channels * pcm->length,
 190                 ENDIAN_BIG);
 191   switch(pcm->channels) {
 192   case 1:
 193     while(n--)
 194       output_16(audio_linear_dither(*l++, ld));
 195     break;
 196   case 2:
 197     while(n--) {
 198       output_16(audio_linear_dither(*l++, ld));
 199       output_16(audio_linear_dither(*r++, rd));
 200     }
 201     break;
 202   default:
 203     fatal(0, "decoding %s: unsupported channel count %d", path, pcm->channels);
 204   }
 205   return MAD_FLOW_CONTINUE;
 206 }
 207
 208 /** @brief MP3 input callback */
 209 static enum mad_flow mp3_input(void attribute((unused)) *data,
 210                                struct mad_stream *stream) {
 211   const size_t n = fill();
 212
 213   if(!n)
 214     return MAD_FLOW_STOP;
 215   mad_stream_buffer(stream, (unsigned char *)buffer, n);
 216   return MAD_FLOW_CONTINUE;
 217 }
 218
 219
 220 /** @brief MP3 error callback */
 221 static enum mad_flow mp3_error(void attribute((unused)) *data,
 222                                struct mad_stream *stream,
 223                                struct mad_frame attribute((unused)) *frame) {
 224   if(0)
 225     /* Just generates pointless verbosity l-( */
 226     error(0, "decoding %s: %s (%#04x)",
 227           path, mad_stream_errorstr(stream), stream->error);
 228   return MAD_FLOW_CONTINUE;
 229 }
 230
 231 /** @brief MP3 decoder */
 232 static void decode_mp3(void) {
 233   struct mad_decoder mad[1];
 234
 235   open_input();
 236   mad_decoder_init(mad, 0/*data*/, mp3_input, 0/*header*/, 0/*filter*/,
 237                    mp3_output, mp3_error, 0/*message*/);
 238   if(mad_decoder_run(mad, MAD_DECODER_MODE_SYNC))
 239     exit(1);
 240   mad_decoder_finish(mad);
 241 }
 242
 243 /** @brief OGG decoder */
 244 static void decode_ogg(void) {
 245   FILE *fp;
 246   OggVorbis_File vf[1];
 247   int err;
 248   long n;
 249   int bitstream;
 250   vorbis_info *vi;
 251
 252   if(!(fp = fopen(path, "rb")))
 253     fatal(errno, "cannot open %s", path);
 254   /* There doesn't seem to be any standard function for mapping the error codes
 255    * to strings l-( */
 256   if((err = ov_open(fp, vf, 0/*initial*/, 0/*ibytes*/)))
 257     fatal(0, "ov_fopen %s: %d", path, err);
 258   if(!(vi = ov_info(vf, 0/*link*/)))
 259     fatal(0, "ov_info %s: failed", path);
 260   while((n = ov_read(vf, buffer, sizeof buffer, 1/*bigendianp*/,
 261                      2/*bytes/word*/, 1/*signed*/, &bitstream))) {
 262     if(n < 0)
 263       fatal(0, "ov_read %s: %ld", path, n);
 264     if(bitstream > 0)
 265       fatal(0, "only single-bitstream ogg files are supported");
 266     output_header(vi->rate, vi->channels, 16/*bits*/, n, ENDIAN_BIG);
 267     if(fwrite(buffer, 1, n, outputfp) < (size_t)n)
 268       fatal(errno, "decoding %s: writing sample data", path);
 269   }
 270 }
 271
 272 /** @brief Sample data callback used by decode_wav() */
 273 static int wav_write(struct wavfile attribute((unused)) *f,
 274                      const char *data,
 275                      size_t nbytes,
 276                      void attribute((unused)) *u) {
 277   if(fwrite(data, 1, nbytes, outputfp) < nbytes)
 278     fatal(errno, "decoding %s: writing sample data", path);
 279   return 0;
 280 }
 281
 282 /** @brief WAV file decoder */
 283 static void decode_wav(void) {
 284   struct wavfile f[1];
 285   int err;
 286
 287   if((err = wav_init(f, path)))
 288     fatal(err, "opening %s", path);
 289   if(f->bits % 8)
 290     fatal(err, "%s: unsupported byte size %d", path, f->bits);
 291   output_header(f->rate, f->channels, f->bits, f->datasize, ENDIAN_LITTLE);
 292   if((err = wav_data(f, wav_write, 0)))
 293     fatal(err, "error decoding %s", path);
 294 }
 295
 296 /** @brief Lookup table of decoders */
 297 static const struct decoder decoders[] = {
 298   { "*.mp3", decode_mp3 },
 299   { "*.MP3", decode_mp3 },
 300   { "*.ogg", decode_ogg },
 301   { "*.OGG", decode_ogg },
 302   { "*.wav", decode_wav },
 303   { "*.WAV", decode_wav },
 304   { 0, 0 }
 305 };
 306
 307 static const struct option options[] = {
 308   { "help", no_argument, 0, 'h' },
 309   { "version", no_argument, 0, 'V' },
 310   { 0, 0, 0, 0 }
 311 };
 312
 313 /* Display usage message and terminate. */
 314 static void help(void) {
 315   xprintf("Usage:\n"
 316           "  disorder-decode [OPTIONS] PATH\n"
 317           "Options:\n"
 318           "  --help, -h              Display usage message\n"
 319           "  --version, -V           Display version number\n"
 320           "\n"
 321           "Audio decoder for DisOrder.  Only intended to be used by speaker\n"
 322           "process, not for normal users.\n");
 323   xfclose(stdout);
 324   exit(0);
 325 }
 326
 327 /* Display version number and terminate. */
 328 static void version(void) {
 329   xprintf("disorder-decode version %s\n", disorder_version_string);
 330   xfclose(stdout);
 331   exit(0);
 332 }
 333
 334 int main(int argc, char **argv) {
 335   int n;
 336   const char *e;
 337
 338   set_progname(argv);
 339   if(!setlocale(LC_CTYPE, "")) fatal(errno, "calling setlocale");
 340   while((n = getopt_long(argc, argv, "hV", options, 0)) >= 0) {
 341     switch(n) {
 342     case 'h': help();
 343     case 'V': version();
 344     default: fatal(0, "invalid option");
 345     }
 346   }
 347   if(optind >= argc)
 348     fatal(0, "missing filename");
 349   if(optind + 1 < argc)
 350     fatal(0, "excess arguments");
 351   if((e = getenv("DISORDER_RAW_FD"))) {
 352     if(!(outputfp = fdopen(atoi(e), "wb")))
 353       fatal(errno, "fdopen");
 354   } else
 355     outputfp = stdout;
 356   path = argv[optind];
 357   for(n = 0;
 358       decoders[n].pattern
 359         && fnmatch(decoders[n].pattern, path, 0) != 0;
 360       ++n)
 361     ;
 362   if(!decoders[n].pattern)
 363     fatal(0, "cannot determine file type for %s", path);
 364   decoders[n].decode();
 365   xfclose(outputfp);
 366   return 0;
 367 }
 368
 369 /*
 370 Local Variables:
 371 c-basic-offset:2
 372 comment-column:40
 373 fill-column:79
 374 indent-tabs-mode:nil
 375 End:
 376 */