src/lib/audio_buffers.cc

   1 /*
   2     Copyright (C) 2012-2013 Carl Hetherington <cth@carlh.net>
   3
   4     This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5     it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   7     (at your option) any later version.
   8
   9     This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12     GNU General Public License for more details.
  13
  14     You should have received a copy of the GNU General Public License
  15     along with this program; if not, write to the Free Software
  16     Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  17
  18 */
  19
  20 #include <cassert>
  21 #include <cstring>
  22 #include <stdexcept>
  23 #include "audio_buffers.h"
  24
  25 using std::bad_alloc;
  26 using boost::shared_ptr;
  27
  28 /** Construct an AudioBuffers.  Audio data is undefined after this constructor.
  29  *  @param channels Number of channels.
  30  *  @param frames Number of frames to reserve space for.
  31  */
  32 AudioBuffers::AudioBuffers (int channels, int frames)
  33 {
  34         allocate (channels, frames);
  35 }
  36
  37 /** Copy constructor.
  38  *  @param other Other AudioBuffers; data is copied.
  39  */
  40 AudioBuffers::AudioBuffers (AudioBuffers const & other)
  41 {
  42         allocate (other._channels, other._frames);
  43         copy_from (&other, other._frames, 0, 0);
  44 }
  45
  46 AudioBuffers::AudioBuffers (boost::shared_ptr<const AudioBuffers> other)
  47 {
  48         allocate (other->_channels, other->_frames);
  49         copy_from (other.get(), other->_frames, 0, 0);
  50 }
  51
  52 AudioBuffers &
  53 AudioBuffers::operator= (AudioBuffers const & other)
  54 {
  55         if (this == &other) {
  56                 return *this;
  57         }
  58
  59         deallocate ();
  60         allocate (other._channels, other._frames);
  61         copy_from (&other, other._frames, 0, 0);
  62
  63         return *this;
  64 }
  65
  66 /** AudioBuffers destructor */
  67 AudioBuffers::~AudioBuffers ()
  68 {
  69         deallocate ();
  70 }
  71
  72 void
  73 AudioBuffers::allocate (int channels, int frames)
  74 {
  75         _channels = channels;
  76         _frames = frames;
  77         _allocated_frames = frames;
  78
  79         _data = static_cast<float**> (malloc (_channels * sizeof (float *)));
  80         if (!_data) {
  81                 throw bad_alloc ();
  82         }
  83
  84         for (int i = 0; i < _channels; ++i) {
  85                 _data[i] = static_cast<float*> (malloc (frames * sizeof (float)));
  86                 if (!_data[i]) {
  87                         throw bad_alloc ();
  88                 }
  89         }
  90 }
  91
  92 void
  93 AudioBuffers::deallocate ()
  94 {
  95         for (int i = 0; i < _channels; ++i) {
  96                 free (_data[i]);
  97         }
  98
  99         free (_data);
 100 }
 101
 102 /** @param c Channel index.
 103  *  @return Buffer for this channel.
 104  */
 105 float*
 106 AudioBuffers::data (int c) const
 107 {
 108         assert (c >= 0 && c < _channels);
 109         return _data[c];
 110 }
 111
 112 /** Set the number of frames that these AudioBuffers will report themselves
 113  *  as having.  If we reduce the number of frames, the `lost' frames will
 114  *  be silenced.
 115  *  @param f Frames; must be less than or equal to the number of allocated frames.
 116  */
 117 void
 118 AudioBuffers::set_frames (int f)
 119 {
 120         assert (f <= _allocated_frames);
 121
 122         for (int c = 0; c < _channels; ++c) {
 123                 for (int i = f; i < _frames; ++i) {
 124                         _data[c][i] = 0;
 125                 }
 126         }
 127
 128         _frames = f;
 129 }
 130
 131 /** Make all samples on all channels silent */
 132 void
 133 AudioBuffers::make_silent ()
 134 {
 135         for (int i = 0; i < _channels; ++i) {
 136                 make_silent (i);
 137         }
 138 }
 139
 140 /** Make all samples on a given channel silent.
 141  *  @param c Channel.
 142  */
 143 void
 144 AudioBuffers::make_silent (int c)
 145 {
 146         assert (c >= 0 && c < _channels);
 147
 148         for (int i = 0; i < _frames; ++i) {
 149                 _data[c][i] = 0;
 150         }
 151 }
 152
 153 void
 154 AudioBuffers::make_silent (int from, int frames)
 155 {
 156         assert ((from + frames) <= _allocated_frames);
 157
 158         for (int c = 0; c < _channels; ++c) {
 159                 for (int i = from; i < (from + frames); ++i) {
 160                         _data[c][i] = 0;
 161                 }
 162         }
 163 }
 164
 165 /** Copy data from another AudioBuffers to this one.  All channels are copied.
 166  *  @param from AudioBuffers to copy from; must have the same number of channels as this.
 167  *  @param frames_to_copy Number of frames to copy.
 168  *  @param read_offset Offset to read from in `from'.
 169  *  @param write_offset Offset to write to in `to'.
 170  */
 171 void
 172 AudioBuffers::copy_from (AudioBuffers const * from, int frames_to_copy, int read_offset, int write_offset)
 173 {
 174         assert (from->channels() == channels());
 175
 176         assert (from);
 177         assert (read_offset >= 0 && (read_offset + frames_to_copy) <= from->_allocated_frames);
 178         assert (write_offset >= 0 && (write_offset + frames_to_copy) <= _allocated_frames);
 179
 180         for (int i = 0; i < _channels; ++i) {
 181                 memcpy (_data[i] + write_offset, from->_data[i] + read_offset, frames_to_copy * sizeof(float));
 182         }
 183 }
 184
 185 /** Move audio data around.
 186  *  @param from Offset to move from.
 187  *  @param to Offset to move to.
 188  *  @param frames Number of frames to move.
 189  */
 190
 191 void
 192 AudioBuffers::move (int from, int to, int frames)
 193 {
 194         if (frames == 0) {
 195                 return;
 196         }
 197
 198         assert (from >= 0);
 199         assert (from < _frames);
 200         assert (to >= 0);
 201         assert (to < _frames);
 202         assert (frames > 0);
 203         assert (frames <= _frames);
 204         assert ((from + frames) <= _frames);
 205         assert ((to + frames) <= _allocated_frames);
 206
 207         for (int i = 0; i < _channels; ++i) {
 208                 memmove (_data[i] + to, _data[i] + from, frames * sizeof(float));
 209         }
 210 }
 211
 212 /** Add data from from `from', `from_channel' to our channel `to_channel' */
 213 void
 214 AudioBuffers::accumulate_channel (AudioBuffers const * from, int from_channel, int to_channel)
 215 {
 216         int const N = frames ();
 217         assert (from->frames() == N);
 218         assert (to_channel <= _channels);
 219
 220         float* s = from->data (from_channel);
 221         float* d = _data[to_channel];
 222
 223         for (int i = 0; i < N; ++i) {
 224                 *d++ += *s++;
 225         }
 226 }
 227
 228 /** Ensure we have space for at least a certain number of frames.  If we extend
 229  *  the buffers, fill the new space with silence.
 230  */
 231 void
 232 AudioBuffers::ensure_size (int frames)
 233 {
 234         if (_allocated_frames >= frames) {
 235                 return;
 236         }
 237
 238         for (int i = 0; i < _channels; ++i) {
 239                 _data[i] = static_cast<float*> (realloc (_data[i], frames * sizeof (float)));
 240                 if (!_data[i]) {
 241                         throw bad_alloc ();
 242                 }
 243                 for (int j = _allocated_frames; j < frames; ++j) {
 244                         _data[i][j] = 0;
 245                 }
 246         }
 247
 248         _allocated_frames = frames;
 249 }
 250
 251 void
 252 AudioBuffers::accumulate_frames (AudioBuffers const * from, int read_offset, int write_offset, int frames)
 253 {
 254         assert (_channels == from->channels ());
 255
 256         for (int i = 0; i < _channels; ++i) {
 257                 for (int j = 0; j < frames; ++j) {
 258                         _data[i][j + write_offset] += from->data()[i][j + read_offset];
 259                 }
 260         }
 261 }
 262