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("Demuxer", Log::DEBUG, "Put %d; took %d", ret + len, ret);
 166   return ret;
 167 }
 168
 169 int Demuxer::parse_find_frame(int len)
 170 {
 171   int ret = 0; // return number of bytes parsed
 172   UCHAR byte;
 173
 174   // In this function, state_framepos represents
 175   // the number of fixed header bytes found so far.
 176   if (state_framepos > 3 || state_framepos < 0)
 177   {
 178     // ERROR!
 179     state_framepos = 0;
 180   }
 181
 182   while (len)
 183   {
 184     byte = *inbuf++;
 185     ++ret; --len;
 186     switch (state_framepos)
 187     {
 188       case 0:
 189       case 1:
 190         if (byte == 0)
 191           ++state_framepos;
 192         else
 193           state_framepos = 0;
 194         break;
 195       case 2:
 196         if (byte == 1)
 197           ++state_framepos;
 198         else if (byte != 0)
 199           state_framepos = 0;
 200         break;
 201       default:
 202         state_framepos = 0; // Set initial state for the new frame
 203         switch (byte)
 204         {
 205           case 0:
 206             state_framepos = 1; // Count this as a first header byte!
 207             break;
 208           case FRAMETYPE_VID0 ... FRAMETYPE_VIDMAX:
 209           case FRAMETYPE_AUD0 ... FRAMETYPE_AUDMAX:
 210             state_frametype = byte;
 211             return ret;
 212         }
 213         // Not a recognised frame type. Go back to Old Kent Road.
 214         break;
 215     }
 216   }
 217   return ret;
 218 }
 219
 220 int Demuxer::parse_video_frame(int len, int* full)
 221 {
 222   int ret = 0; // return number of bytes consumed
 223   int stream_sent, bytes_remaining;
 224
 225   switch(state_framepos)
 226   {
 227     case 0: // Brand new video frame. Set initial states.
 228       state_stream_fill = 0; state_vid_parsed = 0;
 229       // Create a local copy of the frame header
 230       local_frame[0] = local_frame[1] = 0; local_frame[2] = 1;
 231       local_frame[3] = state_frametype;
 232       // If no video stream has been set, use this one.
 233       if (video_current == -1) video_current = state_frametype;
 234       // Get MSB of frame length and copy to local frame.
 235       frame_length = *inbuf << 8;
 236       local_frame[4] = *inbuf;
 237       ++inbuf; ++state_framepos; ++ret; --len;
 238       if (len == 0) return ret;
 239       // FALL THROUGH TO NEXT BYTE IN STREAM
 240     case 1: // Get LSB of frame length and copy to local frame.
 241       frame_length += *inbuf;
 242       local_frame[5] = *inbuf;
 243       ++inbuf; ++state_framepos; ++ret; --len;
 244       if (len == 0) return ret;
 245       // FALL THROUGH TO NEXT BYTE IN STREAM
 246     case 2: // First data byte
 247       if (len >= frame_length     // If we have the entire frame
 248           && !state_vid_parsed)   // and haven't parsed it yet
 249       {
 250         if (video_current == state_frametype) // and we're interested
 251           parse_video_details(inbuf, frame_length); // then parse it
 252         state_vid_parsed = 1;
 253       }
 254   }
 255   // We are in the frame data
 256   bytes_remaining = 2 + frame_length - state_framepos;
 257   if (video_current != state_frametype)
 258   {
 259     // We don't want this frame. Throw it away.
 260     if (len >= bytes_remaining)
 261     {
 262       inbuf += bytes_remaining;
 263       ret += bytes_remaining;
 264       state_frametype = state_framepos = 0;
 265       return ret;
 266     }
 267     else
 268     {
 269       inbuf += len; ret += len;
 270       state_framepos += len;
 271       return ret;
 272     }
 273   } // No fall through here
 274
 275   if (state_vid_parsed)
 276   {
 277     // We have already parsed the whole frame
 278     if (seeking)   // Still not found a sync point. Throw this frame away.
 279     {
 280       if (len >= bytes_remaining)
 281       {
 282         inbuf += bytes_remaining;
 283         ret += bytes_remaining;
 284         state_frametype = state_framepos = 0;
 285         return ret;
 286       }
 287       else
 288       {
 289         inbuf += len; ret += len; return ret;
 290       }
 291     } // No fall through is allowed here
 292     // Send frame header to stream
 293     if (state_stream_fill < 6)
 294     {
 295       state_stream_fill += videostream.put(local_frame,
 296                                    6 - state_stream_fill);
 297       if (state_stream_fill < 6)   // stream is full!
 298       {
 299         *full = 1; return ret;
 300       }
 301     }
 302     // Send all frame data we have to stream
 303     if (len >= bytes_remaining) len = bytes_remaining;
 304     stream_sent = videostream.put(inbuf, len);
 305     inbuf += stream_sent; ret += stream_sent;
 306     state_framepos += stream_sent;
 307     state_stream_fill += stream_sent;
 308     if (stream_sent != len)   // stream is full!
 309     {
 310       *full = 1; return ret;
 311     }
 312     if (state_framepos == frame_length + 2)   // frame done
 313     {
 314       state_frametype = state_framepos = 0;
 315     }
 316     return ret;
 317   } // No fall through is allowed here
 318
 319   // We haven't parsed the frame yet. It's arriving in pieces.
 320   if (bytes_remaining)   // There is data yet to copy to local_frame
 321   {
 322     if (len >= bytes_remaining) len = bytes_remaining;
 323     memcpy(local_frame + state_framepos + 4, inbuf, len);
 324     inbuf += len; ret += len; state_framepos += len;
 325     if (len < bytes_remaining)   // Not all arrived yet
 326       return ret;
 327     parse_video_details(local_frame+6, frame_length);
 328     if (seeking) // Still not found a sync point. Ignore this frame.
 329       return ret;
 330   }
 331   // We have the whole frame in local_frame. Send it to the stream.
 332   state_stream_fill += videostream.put(local_frame,
 333                   6 + frame_length - state_stream_fill);
 334   if (state_stream_fill < frame_length + 6)   // stream is full!
 335   {
 336     *full = 1; return ret;
 337   }
 338   state_frametype = state_framepos = 0;
 339   return ret;
 340 }
 341
 342 int Demuxer::parse_audio_frame(int len, int* full)
 343 {
 344   int ret = 0; // return number of bytes consumed
 345   int stream_sent, bytes_remaining;
 346
 347   switch(state_framepos)
 348   {
 349     case 0: // Brand new audio frame. Set initial states.
 350       state_stream_fill = 0;
 351       // Create a local copy of the frame header
 352       local_frame[0] = local_frame[1] = 0; local_frame[2] = 1;
 353       local_frame[3] = state_frametype;
 354       // If no audio stream has been set, use this one.
 355       if (audio_current == -1) audio_current = state_frametype;
 356       // Get MSB of frame length and copy to local frame.
 357       frame_length = *inbuf << 8;
 358       local_frame[4] = *inbuf;
 359       ++inbuf; ++state_framepos; ++ret; --len;
 360       if (len == 0) return ret;
 361       // FALL THROUGH TO NEXT BYTE IN STREAM
 362     case 1: // Get LSB of frame length and copy to local frame.
 363       frame_length += *inbuf;
 364       local_frame[5] = *inbuf;
 365       ++inbuf; ++state_framepos; ++ret; --len;
 366       if (len == 0) return ret;
 367   }
 368   // We are in the frame data
 369   bytes_remaining = 2 + frame_length - state_framepos;
 370   if (audio_current != state_frametype)
 371   {
 372     // We don't want this frame. Throw it away.
 373     if (len >= bytes_remaining)
 374     {
 375       inbuf += bytes_remaining;
 376       ret += bytes_remaining;
 377       state_frametype = state_framepos = 0;
 378       return ret;
 379     }
 380     else
 381     {
 382       inbuf += len; ret += len;
 383       state_framepos += len;
 384       return ret;
 385     }
 386   } // No fall through is allowed here
 387
 388   // Send frame header to stream
 389   if (state_stream_fill < 6)
 390   {
 391     state_stream_fill += audiostream.put(local_frame,
 392                                  6 - state_stream_fill);
 393     if (state_stream_fill < 6) // stream is full!
 394     {
 395       *full = 1; return ret;
 396     }
 397   }
 398   // Send all frame data we have to stream
 399   if (len >= bytes_remaining) len = bytes_remaining;
 400   stream_sent = audiostream.put(inbuf, len);
 401   inbuf += stream_sent; ret += stream_sent;
 402   state_framepos += stream_sent;
 403   state_stream_fill += stream_sent;
 404   if (stream_sent != len) // stream is full!
 405   {
 406     *full = 1; return ret;
 407   }
 408   if (state_framepos == frame_length + 2) // frame done
 409   {
 410     state_frametype = state_framepos = 0;
 411   }
 412   return ret;
 413 }
 414
 415 void Demuxer::parse_video_details(UCHAR* buf, int len)
 416 {
 417   UCHAR byte;
 418   int zeros = 0;
 419   while (len >= 8) // 8 is length of a GOP header
 420   {
 421     // We are searching for a string of bytes (0,0,1).
 422     byte = *(buf++); --len;
 423
 424     if (byte == 0)
 425     {
 426       ++zeros; continue;
 427     }
 428     if (zeros < 2 || byte != 1)
 429     {
 430       zeros = 0; continue;
 431     }
 432     zeros = 0;
 433     // We have found the pattern (0,0,1).
 434     // Check the next byte for the sub-frame type.
 435     byte = *(buf++); --len;
 436     switch (byte)
 437     {
 438       case 0x00: // Picture header
 439                  // 10 bits: temporal reference
 440                  //  3 bits: coding type (I/P/B)
 441                  //  ...
 442         if (len < 2) return;
 443         if ( (buf[1] & 0x38) == 0x08 ) // I-frame
 444           seeking = 0;
 445         buf += 4; // Minimum length of picture header
 446         len -= 4;
 447         break;
 448       case 0xb3: // Sequence header
 449                  // 12 bits: Horizontal size
 450                  // 12 bits: Vertical size
 451                  //  4 bits: Aspect ratio
 452                  //  4 bits: Frame rate code
 453                  // 18 bits: Bit rate value
 454                  // ...
 455         if (len < 7) return;
 456         horizontal_size = ((int)buf[0] << 4) | ((int)buf[1] >> 4);
 457         vertical_size = (((int)buf[1] & 0xf) << 8) | (int)buf[2];
 458         aspect_ratio = (enum AspectRatio)(buf[3] >> 4);
 459         frame_rate = buf[3] & 0x0f;
 460         if (frame_rate >= 1 && frame_rate <= 8)
 461           frame_rate = FrameRates[frame_rate];
 462         else
 463           frame_rate = 0;
 464         bit_rate = ((int)buf[4] << 10) |
 465                    ((int)buf[5] << 2) |
 466                    ((int)buf[6] >> 6);
 467         seeking = 0;
 468         buf += 8; // Minimum length of sequence header
 469         len -= 8;
 470         break;
 471       case 0xb8: // Group header
 472                  // We're not going to bother parsing anything.
 473         seeking = 0;
 474         buf += 4; // Minimum length of group header
 475         len -= 4;
 476         break;
 477     }
 478   }
 479 }