src/lib/audio_decoder_stream.cc

   1 /*
   2     Copyright (C) 2012-2015 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_stream.h"
  21 #include "audio_buffers.h"
  22 #include "audio_processor.h"
  23 #include "audio_decoder.h"
  24 #include "resampler.h"
  25 #include "util.h"
  26 #include <iostream>
  27
  28 #include "i18n.h"
  29
  30 using std::list;
  31 using std::pair;
  32 using std::cout;
  33 using std::min;
  34 using std::max;
  35 using boost::optional;
  36 using boost::shared_ptr;
  37
  38 AudioDecoderStream::AudioDecoderStream (shared_ptr<const AudioContent> content, AudioStreamPtr stream, AudioDecoder* decoder)
  39         : _content (content)
  40         , _stream (stream)
  41         , _decoder (decoder)
  42 {
  43         if (content->resampled_audio_frame_rate() != _stream->frame_rate()) {
  44                 _resampler.reset (new Resampler (_stream->frame_rate(), content->resampled_audio_frame_rate(), _stream->channels ()));
  45         }
  46
  47         reset_decoded ();
  48 }
  49
  50 void
  51 AudioDecoderStream::reset_decoded ()
  52 {
  53         _decoded = ContentAudio (shared_ptr<AudioBuffers> (new AudioBuffers (_stream->channels(), 0)), 0);
  54 }
  55
  56 ContentAudio
  57 AudioDecoderStream::get (Frame frame, Frame length, bool accurate)
  58 {
  59         shared_ptr<ContentAudio> dec;
  60
  61         Frame const end = frame + length - 1;
  62
  63         if (frame < _decoded.frame || end > (_decoded.frame + length * 4)) {
  64                 /* Either we have no decoded data, or what we do have is a long way from what we want: seek */
  65                 seek (ContentTime::from_frames (frame, _content->resampled_audio_frame_rate()), accurate);
  66         }
  67
  68         /* Offset of the data that we want from the start of _decoded.audio
  69            (to be set up shortly)
  70         */
  71         Frame decoded_offset = 0;
  72
  73         /* Now enough pass() calls will either:
  74          *  (a) give us what we want, or
  75          *  (b) hit the end of the decoder.
  76          *
  77          * If we are being accurate, we want the right frames,
  78          * otherwise any frames will do.
  79          */
  80         if (accurate) {
  81                 /* Keep stuffing data into _decoded until we have enough data, or the subclass does not want to give us any more */
  82                 while (
  83                         (_decoded.frame > frame || (_decoded.frame + _decoded.audio->frames()) < end) &&
  84                         !_decoder->pass ()
  85                         )
  86                 {}
  87
  88                 decoded_offset = frame - _decoded.frame;
  89         } else {
  90                 while (
  91                         _decoded.audio->frames() < length &&
  92                         !_decoder->pass ()
  93                         )
  94                 {}
  95
  96                 /* Use decoded_offset of 0, as we don't really care what frames we return */
  97         }
  98
  99         /* The amount of data available in _decoded.audio starting from `frame'.  This could be -ve
 100            if pass() returned true before we got enough data.
 101         */
 102         Frame const available = _decoded.audio->frames() - decoded_offset;
 103
 104         /* We will return either that, or the requested amount, whichever is smaller */
 105         Frame const to_return = max ((Frame) 0, min (available, length));
 106
 107         /* Copy our data to the output */
 108         shared_ptr<AudioBuffers> out (new AudioBuffers (_decoded.audio->channels(), to_return));
 109         out->copy_from (_decoded.audio.get(), to_return, decoded_offset, 0);
 110
 111         Frame const remaining = max ((Frame) 0, available - to_return);
 112
 113         /* Clean up decoded; first, move the data after what we just returned to the start of the buffer */
 114         _decoded.audio->move (decoded_offset + to_return, 0, remaining);
 115         /* And set up the number of frames we have left */
 116         _decoded.audio->set_frames (remaining);
 117         /* Also bump where those frames are in terms of the content */
 118         _decoded.frame += decoded_offset + to_return;
 119
 120         return ContentAudio (out, frame);
 121 }
 122
 123 /** Audio timestamping is made hard by many factors, but perhaps the most entertaining is resampling.
 124  *  We have to assume that we are feeding continuous data into the resampler, and so we get continuous
 125  *  data out.  Hence we do the timestamping here, post-resampler, just by counting samples.
 126  *
 127  *  The time is passed in here so that after a seek we can set up our _position.  The
 128  *  time is ignored once this has been done.
 129  */
 130 void
 131 AudioDecoderStream::audio (shared_ptr<const AudioBuffers> data, ContentTime time)
 132 {
 133         if (_resampler) {
 134                 data = _resampler->run (data);
 135         }
 136
 137         Frame const frame_rate = _content->resampled_audio_frame_rate ();
 138
 139         if (_seek_reference) {
 140                 /* We've had an accurate seek and now we're seeing some data */
 141                 ContentTime const delta = time - _seek_reference.get ();
 142                 Frame const delta_frames = delta.frames (frame_rate);
 143                 if (delta_frames > 0) {
 144                         /* This data comes after the seek time.  Pad the data with some silence. */
 145                         shared_ptr<AudioBuffers> padded (new AudioBuffers (data->channels(), data->frames() + delta_frames));
 146                         padded->make_silent ();
 147                         padded->copy_from (data.get(), data->frames(), 0, delta_frames);
 148                         data = padded;
 149                         time -= delta;
 150                 } else if (delta_frames < 0) {
 151                         /* This data comes before the seek time.  Throw some data away */
 152                         Frame const to_discard = min (-delta_frames, static_cast<Frame> (data->frames()));
 153                         Frame const to_keep = data->frames() - to_discard;
 154                         if (to_keep == 0) {
 155                                 /* We have to throw all this data away, so keep _seek_reference and
 156                                    try again next time some data arrives.
 157                                 */
 158                                 return;
 159                         }
 160                         shared_ptr<AudioBuffers> trimmed (new AudioBuffers (data->channels(), to_keep));
 161                         trimmed->copy_from (data.get(), to_keep, to_discard, 0);
 162                         data = trimmed;
 163                         time += ContentTime::from_frames (to_discard, frame_rate);
 164                 }
 165                 _seek_reference = optional<ContentTime> ();
 166         }
 167
 168         if (!_position) {
 169                 _position = time.frames (frame_rate);
 170         }
 171
 172         DCPOMATIC_ASSERT (_position.get() >= (_decoded.frame + _decoded.audio->frames()));
 173
 174         add (data);
 175 }
 176
 177 void
 178 AudioDecoderStream::add (shared_ptr<const AudioBuffers> data)
 179 {
 180         if (!_position) {
 181                 /* This should only happen when there is a seek followed by a flush, but
 182                    we need to cope with it.
 183                 */
 184                 return;
 185         }
 186
 187         /* Resize _decoded to fit the new data */
 188         int new_size = 0;
 189         if (_decoded.audio->frames() == 0) {
 190                 /* There's nothing in there, so just store the new data */
 191                 new_size = data->frames ();
 192                 _decoded.frame = _position.get ();
 193         } else {
 194                 /* Otherwise we need to extend _decoded to include the new stuff */
 195                 new_size = _position.get() + data->frames() - _decoded.frame;
 196         }
 197
 198         _decoded.audio->ensure_size (new_size);
 199         _decoded.audio->set_frames (new_size);
 200
 201         /* Copy new data in */
 202         _decoded.audio->copy_from (data.get(), data->frames(), 0, _position.get() - _decoded.frame);
 203         _position = _position.get() + data->frames ();
 204
 205         /* Limit the amount of data we keep in case nobody is asking for it */
 206         int const max_frames = _content->resampled_audio_frame_rate () * 10;
 207         if (_decoded.audio->frames() > max_frames) {
 208                 int const to_remove = _decoded.audio->frames() - max_frames;
 209                 _decoded.frame += to_remove;
 210                 _decoded.audio->move (to_remove, 0, max_frames);
 211                 _decoded.audio->set_frames (max_frames);
 212         }
 213 }
 214
 215 void
 216 AudioDecoderStream::flush ()
 217 {
 218         if (!_resampler) {
 219                 return;
 220         }
 221
 222         shared_ptr<const AudioBuffers> b = _resampler->flush ();
 223         if (b) {
 224                 add (b);
 225         }
 226 }
 227
 228 void
 229 AudioDecoderStream::seek (ContentTime t, bool accurate)
 230 {
 231         _position.reset ();
 232         reset_decoded ();
 233         if (accurate) {
 234                 _seek_reference = t;
 235         }
 236 }