src/lib/audio_decoder.cc

   1 /*
   2     Copyright (C) 2012-2014 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 "audio_decoder.h"
  21 #include "audio_buffers.h"
  22 #include "audio_processor.h"
  23 #include "resampler.h"
  24 #include "util.h"
  25
  26 #include "i18n.h"
  27
  28 using std::stringstream;
  29 using std::list;
  30 using std::pair;
  31 using std::cout;
  32 using std::min;
  33 using std::max;
  34 using boost::optional;
  35 using boost::shared_ptr;
  36
  37 AudioDecoder::AudioDecoder (shared_ptr<const AudioContent> content)
  38         : _audio_content (content)
  39 {
  40         if (content->resampled_audio_frame_rate() != content->audio_frame_rate() && content->audio_channels ()) {
  41                 _resampler.reset (new Resampler (content->audio_frame_rate(), content->resampled_audio_frame_rate(), content->audio_channels ()));
  42         }
  43
  44         if (content->audio_processor ()) {
  45                 _processor = content->audio_processor()->clone (content->resampled_audio_frame_rate ());
  46         }
  47
  48         reset_decoded_audio ();
  49 }
  50
  51 void
  52 AudioDecoder::reset_decoded_audio ()
  53 {
  54         _decoded_audio = ContentAudio (shared_ptr<AudioBuffers> (new AudioBuffers (_audio_content->processed_audio_channels(), 0)), 0);
  55 }
  56
  57 shared_ptr<ContentAudio>
  58 AudioDecoder::get_audio (AudioFrame frame, AudioFrame length, bool accurate)
  59 {
  60         shared_ptr<ContentAudio> dec;
  61
  62         AudioFrame const end = frame + length - 1;
  63
  64         if (frame < _decoded_audio.frame || end > (_decoded_audio.frame + length * 4)) {
  65                 /* Either we have no decoded data, or what we do have is a long way from what we want: seek */
  66                 seek (ContentTime::from_frames (frame, _audio_content->audio_frame_rate()), accurate);
  67         }
  68
  69         /* Offset of the data that we want from the start of _decoded_audio.audio
  70            (to be set up shortly)
  71         */
  72         AudioFrame decoded_offset = 0;
  73
  74         /* Now enough pass() calls will either:
  75          *  (a) give us what we want, or
  76          *  (b) hit the end of the decoder.
  77          *
  78          * If we are being accurate, we want the right frames,
  79          * otherwise any frames will do.
  80          */
  81         if (accurate) {
  82                 /* Keep stuffing data into _decoded_audio until we have enough data, or the subclass does not want to give us any more */
  83                 while (!pass() && (_decoded_audio.frame > frame || (_decoded_audio.frame + _decoded_audio.audio->frames()) < end)) {}
  84                 decoded_offset = frame - _decoded_audio.frame;
  85         } else {
  86                 while (!pass() && _decoded_audio.audio->frames() < length) {}
  87                 /* Use decoded_offset of 0, as we don't really care what frames we return */
  88         }
  89
  90         /* The amount of data available in _decoded_audio.audio starting from `frame'.  This could be -ve
  91            if pass() returned true before we got enough data.
  92         */
  93         AudioFrame const available = _decoded_audio.audio->frames() - decoded_offset;
  94
  95         /* We will return either that, or the requested amount, whichever is smaller */
  96         AudioFrame const to_return = max ((AudioFrame) 0, min (available, length));
  97
  98         /* Copy our data to the output */
  99         shared_ptr<AudioBuffers> out (new AudioBuffers (_decoded_audio.audio->channels(), to_return));
 100         out->copy_from (_decoded_audio.audio.get(), to_return, decoded_offset, 0);
 101
 102         AudioFrame const remaining = max ((AudioFrame) 0, available - to_return);
 103
 104         /* Clean up decoded; first, move the data after what we just returned to the start of the buffer */
 105         _decoded_audio.audio->move (decoded_offset + to_return, 0, remaining);
 106         /* And set up the number of frames we have left */
 107         _decoded_audio.audio->set_frames (remaining);
 108         /* Also bump where those frames are in terms of the content */
 109         _decoded_audio.frame += decoded_offset + to_return;
 110
 111         return shared_ptr<ContentAudio> (new ContentAudio (out, frame));
 112 }
 113
 114 /** Called by subclasses when audio data is ready.
 115  *
 116  *  Audio timestamping is made hard by many factors, but perhaps the most entertaining is resampling.
 117  *  We have to assume that we are feeding continuous data into the resampler, and so we get continuous
 118  *  data out.  Hence we do the timestamping here, post-resampler, just by counting samples.
 119  *
 120  *  The time is passed in here so that after a seek we can set up our _audio_position.  The
 121  *  time is ignored once this has been done.
 122  */
 123 void
 124 AudioDecoder::audio (shared_ptr<const AudioBuffers> data, ContentTime time)
 125 {
 126         if (_resampler) {
 127                 data = _resampler->run (data);
 128         }
 129
 130         if (_processor) {
 131                 data = _processor->run (data);
 132         }
 133
 134         AudioFrame const frame_rate = _audio_content->resampled_audio_frame_rate ();
 135
 136         if (_seek_reference) {
 137                 /* We've had an accurate seek and now we're seeing some data */
 138                 ContentTime const delta = time - _seek_reference.get ();
 139                 AudioFrame const delta_frames = delta.frames (frame_rate);
 140                 if (delta_frames > 0) {
 141                         /* This data comes after the seek time.  Pad the data with some silence. */
 142                         shared_ptr<AudioBuffers> padded (new AudioBuffers (data->channels(), data->frames() + delta_frames));
 143                         padded->make_silent ();
 144                         padded->copy_from (data.get(), data->frames(), 0, delta_frames);
 145                         data = padded;
 146                         time -= delta;
 147                 } else if (delta_frames < 0) {
 148                         /* This data comes before the seek time.  Throw some data away */
 149                         AudioFrame const to_discard = min (-delta_frames, static_cast<AudioFrame> (data->frames()));
 150                         AudioFrame const to_keep = data->frames() - to_discard;
 151                         if (to_keep == 0) {
 152                                 /* We have to throw all this data away, so keep _seek_reference and
 153                                    try again next time some data arrives.
 154                                 */
 155                                 return;
 156                         }
 157                         shared_ptr<AudioBuffers> trimmed (new AudioBuffers (data->channels(), to_keep));
 158                         trimmed->copy_from (data.get(), to_keep, to_discard, 0);
 159                         data = trimmed;
 160                         time += ContentTime::from_frames (to_discard, frame_rate);
 161                 }
 162                 _seek_reference = optional<ContentTime> ();
 163         }
 164
 165         if (!_audio_position) {
 166                 _audio_position = time.frames (frame_rate);
 167         }
 168
 169         assert (_audio_position.get() >= (_decoded_audio.frame + _decoded_audio.audio->frames()));
 170
 171         /* Resize _decoded_audio to fit the new data */
 172         int new_size = 0;
 173         if (_decoded_audio.audio->frames() == 0) {
 174                 /* There's nothing in there, so just store the new data */
 175                 new_size = data->frames ();
 176                 _decoded_audio.frame = _audio_position.get ();
 177         } else {
 178                 /* Otherwise we need to extend _decoded_audio to include the new stuff */
 179                 new_size = _audio_position.get() + data->frames() - _decoded_audio.frame;
 180         }
 181
 182         _decoded_audio.audio->ensure_size (new_size);
 183         _decoded_audio.audio->set_frames (new_size);
 184
 185         /* Copy new data in */
 186         _decoded_audio.audio->copy_from (data.get(), data->frames(), 0, _audio_position.get() - _decoded_audio.frame);
 187         _audio_position = _audio_position.get() + data->frames ();
 188
 189         /* Limit the amount of data we keep in case nobody is asking for it */
 190         int const max_frames = _audio_content->resampled_audio_frame_rate () * 10;
 191         if (_decoded_audio.audio->frames() > max_frames) {
 192                 int const to_remove = _decoded_audio.audio->frames() - max_frames;
 193                 _decoded_audio.frame += to_remove;
 194                 _decoded_audio.audio->move (to_remove, 0, max_frames);
 195                 _decoded_audio.audio->set_frames (max_frames);
 196         }
 197 }
 198
 199 /* XXX: called? */
 200 void
 201 AudioDecoder::flush ()
 202 {
 203         if (!_resampler) {
 204                 return;
 205         }
 206
 207         /*
 208         shared_ptr<const AudioBuffers> b = _resampler->flush ();
 209         if (b) {
 210                 _pending.push_back (shared_ptr<DecodedAudio> (new DecodedAudio (b, _audio_position.get ())));
 211                 _audio_position = _audio_position.get() + b->frames ();
 212         }
 213         */
 214 }
 215
 216 void
 217 AudioDecoder::seek (ContentTime t, bool accurate)
 218 {
 219         _audio_position.reset ();
 220         reset_decoded_audio ();
 221         if (accurate) {
 222                 _seek_reference = t;
 223         }
 224         if (_processor) {
 225                 _processor->flush ();
 226         }
 227 }