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       case FRAMETYPE_PRIVATE_1:
 161         parsed = parse_private1_frame(len, &full);
 162         break;
 163     }
 164     ret += parsed; len -= parsed;
 165     if (full) // We have to exit early.
 166       break; // out of while loop
 167   }
 168   //Log::getInstance()->log("Demuxer", Log::DEBUG, "Put %d; took %d", ret + len, ret);
 169   return ret;
 170 }
 171
 172 int Demuxer::parse_find_frame(int len)
 173 {
 174   int ret = 0; // return number of bytes parsed
 175   UCHAR byte;
 176
 177   // In this function, state_framepos represents
 178   // the number of fixed header bytes found so far.
 179   if (state_framepos > 3 || state_framepos < 0)
 180   {
 181     // ERROR!
 182     state_framepos = 0;
 183   }
 184
 185   while (len)
 186   {
 187     byte = *inbuf++;
 188     ++ret; --len;
 189     switch (state_framepos)
 190     {
 191       case 0:
 192       case 1:
 193         if (byte == 0)
 194           ++state_framepos;
 195         else
 196           state_framepos = 0;
 197         break;
 198       case 2:
 199         if (byte == 1)
 200           ++state_framepos;
 201         else if (byte != 0)
 202           state_framepos = 0;
 203         break;
 204       default:
 205         state_framepos = 0; // Set initial state for the new frame
 206         switch (byte)
 207         {
 208           case 0:
 209             state_framepos = 1; // Count this as a first header byte!
 210             break;
 211           case FRAMETYPE_VID0 ... FRAMETYPE_VIDMAX:
 212           case FRAMETYPE_AUD0 ... FRAMETYPE_AUDMAX:
 213           case FRAMETYPE_PRIVATE_1:
 214             state_frametype = byte;
 215             return ret;
 216         }
 217         // Not a recognised frame type. Go back to Old Kent Road.
 218         break;
 219     }
 220   }
 221   return ret;
 222 }
 223
 224 int Demuxer::parse_video_frame(int len, int* full)
 225 {
 226   int ret = 0; // return number of bytes consumed
 227   int stream_sent, bytes_remaining;
 228
 229   switch(state_framepos)
 230   {
 231     case 0: // Brand new video frame. Set initial states.
 232       state_stream_fill = 0; state_vid_parsed = 0;
 233       // Create a local copy of the frame header
 234       local_frame[0] = local_frame[1] = 0; local_frame[2] = 1;
 235       local_frame[3] = state_frametype;
 236       // If no video stream has been set, use this one.
 237       if (video_current == -1) video_current = state_frametype;
 238       // Get MSB of frame length and copy to local frame.
 239       frame_length = *inbuf << 8;
 240       local_frame[4] = *inbuf;
 241       ++inbuf; ++state_framepos; ++ret; --len;
 242       if (len == 0) return ret;
 243       // FALL THROUGH TO NEXT BYTE IN STREAM
 244     case 1: // Get LSB of frame length and copy to local frame.
 245       frame_length += *inbuf;
 246       local_frame[5] = *inbuf;
 247       ++inbuf; ++state_framepos; ++ret; --len;
 248       if (len == 0) return ret;
 249       // FALL THROUGH TO NEXT BYTE IN STREAM
 250     case 2: // First data byte
 251       if (len >= frame_length     // If we have the entire frame
 252           && !state_vid_parsed)   // and haven't parsed it yet
 253       {
 254         if (video_current == state_frametype) // and we're interested
 255           parse_video_details(inbuf, frame_length); // then parse it
 256         state_vid_parsed = 1;
 257       }
 258   }
 259   // We are in the frame data
 260   bytes_remaining = 2 + frame_length - state_framepos;
 261   if (video_current != state_frametype)
 262   {
 263     // We don't want this frame. Throw it away.
 264     if (len >= bytes_remaining)
 265     {
 266       inbuf += bytes_remaining;
 267       ret += bytes_remaining;
 268       state_frametype = state_framepos = 0;
 269       return ret;
 270     }
 271     else
 272     {
 273       inbuf += len; ret += len;
 274       state_framepos += len;
 275       return ret;
 276     }
 277   } // No fall through here
 278
 279   if (state_vid_parsed)
 280   {
 281     // We have already parsed the whole frame
 282     if (seeking)   // Still not found a sync point. Throw this frame away.
 283     {
 284       if (len >= bytes_remaining)
 285       {
 286         inbuf += bytes_remaining;
 287         ret += bytes_remaining;
 288         state_frametype = state_framepos = 0;
 289         return ret;
 290       }
 291       else
 292       {
 293         inbuf += len; ret += len; return ret;
 294       }
 295     } // No fall through is allowed here
 296     // Send frame header to stream
 297     if (state_stream_fill < 6)
 298     {
 299       state_stream_fill += videostream.put(local_frame,
 300                                    6 - state_stream_fill);
 301       if (state_stream_fill < 6)   // stream is full!
 302       {
 303         *full = 1; return ret;
 304       }
 305     }
 306     // Send all frame data we have to stream
 307     if (len >= bytes_remaining) len = bytes_remaining;
 308     stream_sent = videostream.put(inbuf, len);
 309     inbuf += stream_sent; ret += stream_sent;
 310     state_framepos += stream_sent;
 311     state_stream_fill += stream_sent;
 312     if (stream_sent != len)   // stream is full!
 313     {
 314       *full = 1; return ret;
 315     }
 316     if (state_framepos == frame_length + 2)   // frame done
 317     {
 318       state_frametype = state_framepos = 0;
 319     }
 320     return ret;
 321   } // No fall through is allowed here
 322
 323   // We haven't parsed the frame yet. It's arriving in pieces.
 324   if (bytes_remaining)   // There is data yet to copy to local_frame
 325   {
 326     if (len >= bytes_remaining) len = bytes_remaining;
 327     memcpy(local_frame + state_framepos + 4, inbuf, len);
 328     inbuf += len; ret += len; state_framepos += len;
 329     if (len < bytes_remaining)   // Not all arrived yet
 330       return ret;
 331     parse_video_details(local_frame+6, frame_length);
 332     if (seeking) // Still not found a sync point. Ignore this frame.
 333       return ret;
 334   }
 335   // We have the whole frame in local_frame. Send it to the stream.
 336   state_stream_fill += videostream.put(local_frame,
 337                   6 + frame_length - state_stream_fill);
 338   if (state_stream_fill < frame_length + 6)   // stream is full!
 339   {
 340     *full = 1; return ret;
 341   }
 342   state_frametype = state_framepos = 0;
 343   return ret;
 344 }
 345
 346 int Demuxer::parse_audio_frame(int len, int* full)
 347 {
 348   int ret = 0; // return number of bytes consumed
 349   int stream_sent, bytes_remaining;
 350
 351   switch(state_framepos)
 352   {
 353     case 0: // Brand new audio frame. Set initial states.
 354       state_stream_fill = 0;
 355       // Create a local copy of the frame header
 356       local_frame[0] = local_frame[1] = 0; local_frame[2] = 1;
 357       local_frame[3] = state_frametype;
 358       // If no audio stream has been set, use this one.
 359       if (audio_current == -1) audio_current = state_frametype;
 360       // Get MSB of frame length and copy to local frame.
 361       frame_length = *inbuf << 8;
 362       local_frame[4] = *inbuf;
 363       ++inbuf; ++state_framepos; ++ret; --len;
 364       if (len == 0) return ret;
 365       // FALL THROUGH TO NEXT BYTE IN STREAM
 366     case 1: // Get LSB of frame length and copy to local frame.
 367       frame_length += *inbuf;
 368       local_frame[5] = *inbuf;
 369       ++inbuf; ++state_framepos; ++ret; --len;
 370       if (len == 0) return ret;
 371   }
 372   // We are in the frame data
 373   bytes_remaining = 2 + frame_length - state_framepos;
 374   if (audio_current != state_frametype)
 375   {
 376     // We don't want this frame. Throw it away.
 377     if (len >= bytes_remaining)
 378     {
 379       inbuf += bytes_remaining;
 380       ret += bytes_remaining;
 381       state_frametype = state_framepos = 0;
 382       return ret;
 383     }
 384     else
 385     {
 386       inbuf += len; ret += len;
 387       state_framepos += len;
 388       return ret;
 389     }
 390   } // No fall through is allowed here
 391
 392   // Send frame header to stream
 393   if (state_stream_fill < 6)
 394   {
 395     state_stream_fill += audiostream.put(local_frame,
 396                                  6 - state_stream_fill);
 397     if (state_stream_fill < 6) // stream is full!
 398     {
 399       *full = 1; return ret;
 400     }
 401   }
 402   // Send all frame data we have to stream
 403   if (len >= bytes_remaining) len = bytes_remaining;
 404   stream_sent = audiostream.put(inbuf, len);
 405   inbuf += stream_sent; ret += stream_sent;
 406   state_framepos += stream_sent;
 407   state_stream_fill += stream_sent;
 408   if (stream_sent != len) // stream is full!
 409   {
 410     *full = 1; return ret;
 411   }
 412   if (state_framepos == frame_length + 2) // frame done
 413   {
 414     state_frametype = state_framepos = 0;
 415   }
 416   return ret;
 417 }
 418
 419 int Demuxer::parse_private1_frame(int len, int* full)
 420 {
 421   int ret = 0; // return number of bytes consumed
 422   int bytes_remaining;
 423
 424   switch(state_framepos)
 425   {
 426     case 0: // Brand new frame. Set initial states.
 427       // Get MSB of frame length and copy to local frame.
 428       frame_length = *inbuf << 8;
 429       ++inbuf; ++state_framepos; ++ret; --len;
 430       if (len == 0) return ret;
 431       // FALL THROUGH TO NEXT BYTE IN STREAM
 432     case 1: // Get LSB of frame length and copy to local frame.
 433       frame_length += *inbuf;
 434       local_frame[5] = *inbuf;
 435       ++inbuf; ++state_framepos; ++ret; --len;
 436       if (len == 0) return ret;
 437   }
 438   // We are in the frame data
 439   bytes_remaining = 2 + frame_length - state_framepos;
 440   // Temporary - just discard the frame.
 441   if (len >= bytes_remaining)
 442   {
 443     inbuf += bytes_remaining;
 444     ret += bytes_remaining;
 445     state_frametype = state_framepos = 0;
 446     return ret;
 447   }
 448   else
 449   {
 450     inbuf += len; ret += len;
 451     state_framepos += len;
 452     return ret;
 453   }
 454 }
 455
 456 void Demuxer::parse_video_details(UCHAR* buf, int len)
 457 {
 458   UCHAR byte;
 459   int zeros = 0;
 460   while (len >= 8) // 8 is length of a GOP header
 461   {
 462     // We are searching for a string of bytes (0,0,1).
 463     byte = *(buf++); --len;
 464
 465     if (byte == 0)
 466     {
 467       ++zeros; continue;
 468     }
 469     if (zeros < 2 || byte != 1)
 470     {
 471       zeros = 0; continue;
 472     }
 473     zeros = 0;
 474     // We have found the pattern (0,0,1).
 475     // Check the next byte for the sub-frame type.
 476     byte = *(buf++); --len;
 477     switch (byte)
 478     {
 479       case 0x00: // Picture header
 480                  // 10 bits: temporal reference
 481                  //  3 bits: coding type (I/P/B)
 482                  //  ...
 483         if (len < 2) return;
 484         if ( (buf[1] & 0x38) == 0x08 ) // I-frame
 485           seeking = 0;
 486         buf += 4; // Minimum length of picture header
 487         len -= 4;
 488         break;
 489       case 0xb3: // Sequence header
 490                  // 12 bits: Horizontal size
 491                  // 12 bits: Vertical size
 492                  //  4 bits: Aspect ratio
 493                  //  4 bits: Frame rate code
 494                  // 18 bits: Bit rate value
 495                  // ...
 496         if (len < 7) return;
 497         horizontal_size = ((int)buf[0] << 4) | ((int)buf[1] >> 4);
 498         vertical_size = (((int)buf[1] & 0xf) << 8) | (int)buf[2];
 499         aspect_ratio = (enum AspectRatio)(buf[3] >> 4);
 500         frame_rate = buf[3] & 0x0f;
 501         if (frame_rate >= 1 && frame_rate <= 8)
 502           frame_rate = FrameRates[frame_rate];
 503         else
 504           frame_rate = 0;
 505         bit_rate = ((int)buf[4] << 10) |
 506                    ((int)buf[5] << 2) |
 507                    ((int)buf[6] >> 6);
 508         seeking = 0;
 509         buf += 8; // Minimum length of sequence header
 510         len -= 8;
 511         break;
 512       case 0xb8: // Group header
 513                  // We're not going to bother parsing anything.
 514         seeking = 0;
 515         buf += 4; // Minimum length of group header
 516         len -= 4;
 517         break;
 518     }
 519   }
 520 }