demuxer.cc

   1 /*
   2     Copyright 2005 Mark Calderbank
   3
   4     This file is part of VOMP.
   5
   6     VOMP is free software; you can redistribute it and/or modify
   7     it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9     (at your option) any later version.
  10
  11     VOMP is distributed in the hope that it will be useful,
  12     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14     GNU General Public License for more details.
  15
  16     You should have received a copy of the GNU General Public License
  17     along with VOMP; if not, write to the Free Software
  18     Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  19 */
  20
  21 #include "demuxer.h"
  22
  23 const int Demuxer::FrameRates[9] = { 0, 23, 24, 25, 29, 30, 50, 59, 60 };
  24
  25 Demuxer* Demuxer::instance = NULL;
  26
  27 Demuxer::Demuxer()
  28 {
  29   if (instance) return;
  30   instance = this;
  31   initted = 0;
  32 }
  33
  34 Demuxer::~Demuxer()
  35 {
  36   shutdown();
  37   instance = NULL;
  38 }
  39
  40 Demuxer* Demuxer::getInstance()
  41 {
  42   return instance;
  43 }
  44
  45 int Demuxer::init()
  46 {
  47   if (!initted)
  48   {
  49     if ( videostream.init(demuxMemory) ||
  50          audiostream.init(demuxMemory) ||
  51          !(local_frame = (UCHAR *) malloc(0x10000)))
  52     {
  53       printf("failed to initialize demuxer\n");
  54       shutdown();
  55       return 1;
  56     }
  57   }
  58
  59   reset();
  60   initted = 1;
  61   return 0;
  62 }
  63
  64 void Demuxer::reset()
  65 {
  66   flush();
  67   video_current = audio_current = -1;
  68   horizontal_size = vertical_size = 0;
  69   aspect_ratio = (enum AspectRatio) 0;
  70   frame_rate = bit_rate = 0;
  71 }
  72
  73 int Demuxer::shutdown()
  74 {
  75   videostream.shutdown();
  76   audiostream.shutdown();
  77   free(local_frame);
  78   initted = 0;
  79   return 1;
  80 }
  81
  82 void Demuxer::flush()
  83 {
  84   videostream.flush();
  85   audiostream.flush();
  86   state_frametype = state_framepos = 0;
  87   seek();
  88 }
  89
  90 void Demuxer::flushAudio()
  91 {
  92   audiostream.flush();
  93 }
  94
  95 void Demuxer::seek()
  96 {
  97   seeking = 1;
  98 }
  99
 100 void Demuxer::setAudioStream(int id)
 101 {
 102   audio_current = id;
 103 }
 104
 105 void Demuxer::setVideoStream(int id)
 106 {
 107   video_current = id;
 108 }
 109
 110 int Demuxer::scan(UCHAR *buf, int len)
 111 {
 112   // Temporarily, just look for the lowest audio stream and return it
 113   int ret = 0;
 114   UCHAR byte;
 115   int zeros = 0;
 116   while (len > 1)
 117   {
 118     // We are searching for a string of bytes (0,0,1).
 119     byte = *(buf++); --len;
 120
 121     if (byte == 0)
 122     {
 123       ++zeros; continue;
 124     }
 125     if (zeros < 2 || byte != 1)
 126     {
 127       zeros = 0; continue;
 128     }
 129     zeros = 0;
 130     // We have found the pattern (0,0,1).
 131     // Check the next byte for the sub-frame type.
 132     byte = *(buf++); --len;
 133     if (byte >= 0xc0 && byte <= 0xdf) // Audio
 134       if (ret == 0 || ret > byte) ret = byte;
 135   }
 136   return ret;
 137 }
 138
 139 int Demuxer::put(UCHAR* buf, int len)
 140 {
 141   int ret = 0;    // return number of bytes consumed
 142   int parsed = 0; // number of bytes parsed by sub-function
 143   int full;       // sub-function sets this to tell us to exit early
 144   inbuf = buf;    // Initialize buffer pointer
 145
 146   while (len)
 147   {
 148     full = 0;
 149     switch (state_frametype)
 150     {
 151       case 0: // Search for frame
 152         parsed = parse_find_frame(len);
 153         break;
 154       case FRAMETYPE_VID0 ... FRAMETYPE_VIDMAX:
 155         parsed = parse_video_frame(len, &full);
 156         break;
 157       case FRAMETYPE_AUD0 ... FRAMETYPE_AUDMAX:
 158         parsed = parse_audio_frame(len, &full);
 159         break;
 160     }
 161     ret += parsed; len -= parsed;
 162     if (full) // We have to exit early.
 163       break; // out of while loop
 164   }
 165   Log::getInstance()->log(
 166       "Demuxer", Log::DEBUG, "Put %d; took %d", ret + len, ret);
 167   return ret;
 168 }
 169
 170 int Demuxer::parse_find_frame(int len)
 171 {
 172   int ret = 0; // return number of bytes parsed
 173   UCHAR byte;
 174
 175   // In this function, state_framepos represents
 176   // the number of fixed header bytes found so far.
 177   if (state_framepos > 3 || state_framepos < 0)
 178   {
 179     // ERROR!
 180     state_framepos = 0;
 181   }
 182
 183   while (len)
 184   {
 185     byte = *inbuf++;
 186     ++ret; --len;
 187     switch (state_framepos)
 188     {
 189       case 0:
 190       case 1:
 191         if (byte == 0)
 192           ++state_framepos;
 193         else
 194           state_framepos = 0;
 195         break;
 196       case 2:
 197         if (byte == 1)
 198           ++state_framepos;
 199         else if (byte != 0)
 200           state_framepos = 0;
 201         break;
 202       default:
 203         state_framepos = 0; // Set initial state for the new frame
 204         switch (byte)
 205         {
 206           case 0:
 207             state_framepos = 1; // Count this as a first header byte!
 208             break;
 209           case FRAMETYPE_VID0 ... FRAMETYPE_VIDMAX:
 210           case FRAMETYPE_AUD0 ... FRAMETYPE_AUDMAX:
 211             state_frametype = byte;
 212             return ret;
 213         }
 214         // Not a recognised frame type. Go back to Old Kent Road.
 215         break;
 216     }
 217   }
 218   return ret;
 219 }
 220
 221 int Demuxer::parse_video_frame(int len, int* full)
 222 {
 223   int ret = 0; // return number of bytes consumed
 224   int stream_sent, bytes_remaining;
 225
 226   switch(state_framepos)
 227   {
 228     case 0: // Brand new video frame. Set initial states.
 229       state_stream_fill = 0; state_vid_parsed = 0;
 230       // Create a local copy of the frame header
 231       local_frame[0] = local_frame[1] = 0; local_frame[2] = 1;
 232       local_frame[3] = state_frametype;
 233       // If no video stream has been set, use this one.
 234       if (video_current == -1) video_current = state_frametype;
 235       // Get MSB of frame length and copy to local frame.
 236       frame_length = *inbuf << 8;
 237       local_frame[4] = *inbuf;
 238       ++inbuf; ++state_framepos; ++ret; --len;
 239       if (len == 0) return ret;
 240       // FALL THROUGH TO NEXT BYTE IN STREAM
 241     case 1: // Get LSB of frame length and copy to local frame.
 242       frame_length += *inbuf;
 243       local_frame[5] = *inbuf;
 244       ++inbuf; ++state_framepos; ++ret; --len;
 245       if (len == 0) return ret;
 246       // FALL THROUGH TO NEXT BYTE IN STREAM
 247     case 2: // First data byte
 248       if (len >= frame_length     // If we have the entire frame
 249           && !state_vid_parsed)   // and haven't parsed it yet
 250       {
 251         if (video_current == state_frametype) // and we're interested
 252           parse_video_details(inbuf, frame_length); // then parse it
 253         state_vid_parsed = 1;
 254       }
 255   }
 256   // We are in the frame data
 257   bytes_remaining = 2 + frame_length - state_framepos;
 258   if (video_current != state_frametype)
 259   {
 260     // We don't want this frame. Throw it away.
 261     if (len >= bytes_remaining)
 262     {
 263       inbuf += bytes_remaining;
 264       ret += bytes_remaining;
 265       state_frametype = state_framepos = 0;
 266       return ret;
 267     }
 268     else
 269     {
 270       inbuf += len; ret += len;
 271       state_framepos += len;
 272       return ret;
 273     }
 274   } // No fall through here
 275
 276   if (state_vid_parsed)
 277   {
 278     // We have already parsed the whole frame
 279     if (seeking)   // Still not found a sync point. Throw this frame away.
 280     {
 281       if (len >= bytes_remaining)
 282       {
 283         inbuf += bytes_remaining;
 284         ret += bytes_remaining;
 285         state_frametype = state_framepos = 0;
 286         return ret;
 287       }
 288       else
 289       {
 290         inbuf += len; ret += len; return ret;
 291       }
 292     } // No fall through is allowed here
 293     // Send frame header to stream
 294     if (state_stream_fill < 6)
 295     {
 296       state_stream_fill += videostream.put(local_frame,
 297                                    6 - state_stream_fill);
 298       if (state_stream_fill < 6)   // stream is full!
 299       {
 300         *full = 1; return ret;
 301       }
 302     }
 303     // Send all frame data we have to stream
 304     if (len >= bytes_remaining) len = bytes_remaining;
 305     stream_sent = videostream.put(inbuf, len);
 306     inbuf += stream_sent; ret += stream_sent;
 307     state_framepos += stream_sent;
 308     state_stream_fill += stream_sent;
 309     if (stream_sent != len)   // stream is full!
 310     {
 311       *full = 1; return ret;
 312     }
 313     if (state_framepos == frame_length + 2)   // frame done
 314     {
 315       state_frametype = state_framepos = 0;
 316     }
 317     return ret;
 318   } // No fall through is allowed here
 319
 320   // We haven't parsed the frame yet. It's arriving in pieces.
 321   if (bytes_remaining)   // There is data yet to copy to local_frame
 322   {
 323     if (len >= bytes_remaining) len = bytes_remaining;
 324     memcpy(local_frame + state_framepos + 4, inbuf, len);
 325     inbuf += len; ret += len; state_framepos += len;
 326     if (len < bytes_remaining)   // Not all arrived yet
 327       return ret;
 328     parse_video_details(local_frame+6, frame_length);
 329     if (seeking) // Still not found a sync point. Ignore this frame.
 330       return ret;
 331   }
 332   // We have the whole frame in local_frame. Send it to the stream.
 333   state_stream_fill += videostream.put(local_frame,
 334                   6 + frame_length - state_stream_fill);
 335   if (state_stream_fill < frame_length + 6)   // stream is full!
 336   {
 337     *full = 1; return ret;
 338   }
 339   state_frametype = state_framepos = 0;
 340   return ret;
 341 }
 342
 343 int Demuxer::parse_audio_frame(int len, int* full)
 344 {
 345   int ret = 0; // return number of bytes consumed
 346   int stream_sent, bytes_remaining;
 347
 348   switch(state_framepos)
 349   {
 350     case 0: // Brand new audio frame. Set initial states.
 351       state_stream_fill = 0;
 352       // Create a local copy of the frame header
 353       local_frame[0] = local_frame[1] = 0; local_frame[2] = 1;
 354       local_frame[3] = state_frametype;
 355       // If no audio stream has been set, use this one.
 356       if (audio_current == -1) audio_current = state_frametype;
 357       // Get MSB of frame length and copy to local frame.
 358       frame_length = *inbuf << 8;
 359       local_frame[4] = *inbuf;
 360       ++inbuf; ++state_framepos; ++ret; --len;
 361       if (len == 0) return ret;
 362       // FALL THROUGH TO NEXT BYTE IN STREAM
 363     case 1: // Get LSB of frame length and copy to local frame.
 364       frame_length += *inbuf;
 365       local_frame[5] = *inbuf;
 366       ++inbuf; ++state_framepos; ++ret; --len;
 367       if (len == 0) return ret;
 368   }
 369   // We are in the frame data
 370   bytes_remaining = 2 + frame_length - state_framepos;
 371   if (audio_current != state_frametype)
 372   {
 373     // We don't want this frame. Throw it away.
 374     if (len >= bytes_remaining)
 375     {
 376       inbuf += bytes_remaining;
 377       ret += bytes_remaining;
 378       state_frametype = state_framepos = 0;
 379       return ret;
 380     }
 381     else
 382     {
 383       inbuf += len; ret += len;
 384       state_framepos += len;
 385       return ret;
 386     }
 387   } // No fall through is allowed here
 388
 389   // Send frame header to stream
 390   if (state_stream_fill < 6)
 391   {
 392     state_stream_fill += audiostream.put(local_frame,
 393                                  6 - state_stream_fill);
 394     if (state_stream_fill < 6) // stream is full!
 395     {
 396       *full = 1; return ret;
 397     }
 398   }
 399   // Send all frame data we have to stream
 400   if (len >= bytes_remaining) len = bytes_remaining;
 401   stream_sent = audiostream.put(inbuf, len);
 402   inbuf += stream_sent; ret += stream_sent;
 403   state_framepos += stream_sent;
 404   state_stream_fill += stream_sent;
 405   if (stream_sent != len) // stream is full!
 406   {
 407     *full = 1; return ret;
 408   }
 409   if (state_framepos == frame_length + 2) // frame done
 410   {
 411     state_frametype = state_framepos = 0;
 412   }
 413   return ret;
 414 }
 415
 416 void Demuxer::parse_video_details(UCHAR* buf, int len)
 417 {
 418   UCHAR byte;
 419   int zeros = 0;
 420   while (len >= 8) // 8 is length of a GOP header
 421   {
 422     // We are searching for a string of bytes (0,0,1).
 423     byte = *(buf++); --len;
 424
 425     if (byte == 0)
 426     {
 427       ++zeros; continue;
 428     }
 429     if (zeros < 2 || byte != 1)
 430     {
 431       zeros = 0; continue;
 432     }
 433     zeros = 0;
 434     // We have found the pattern (0,0,1).
 435     // Check the next byte for the sub-frame type.
 436     byte = *(buf++); --len;
 437     switch (byte)
 438     {
 439       case 0x00: // Picture header
 440                  // 10 bits: temporal reference
 441                  //  3 bits: coding type (I/P/B)
 442                  //  ...
 443         if (len < 2) return;
 444         if ( (buf[1] & 0x38) == 0x08 ) // I-frame
 445           seeking = 0;
 446         buf += 4; // Minimum length of picture header
 447         len -= 4;
 448         break;
 449       case 0xb3: // Sequence header
 450                  // 12 bits: Horizontal size
 451                  // 12 bits: Vertical size
 452                  //  4 bits: Aspect ratio
 453                  //  4 bits: Frame rate code
 454                  // 18 bits: Bit rate value
 455                  // ...
 456         if (len < 7) return;
 457         horizontal_size = ((int)buf[0] << 4) | ((int)buf[1] >> 4);
 458         vertical_size = (((int)buf[1] & 0xf) << 8) | (int)buf[2];
 459         aspect_ratio = (enum AspectRatio)(buf[3] >> 4);
 460         frame_rate = buf[3] & 0x0f;
 461         if (frame_rate >= 1 && frame_rate <= 8)
 462           frame_rate = FrameRates[frame_rate];
 463         else
 464           frame_rate = 0;
 465         bit_rate = ((int)buf[4] << 10) |
 466                    ((int)buf[5] << 2) |
 467                    ((int)buf[6] >> 6);
 468         seeking = 0;
 469         buf += 8; // Minimum length of sequence header
 470         len -= 8;
 471         break;
 472       case 0xb8: // Group header
 473                  // We're not going to bother parsing anything.
 474         seeking = 0;
 475         buf += 4; // Minimum length of group header
 476         len -= 4;
 477         break;
 478     }
 479   }
 480 }