res_pjsip_diversion: fix double 181
[asterisk/asterisk.git] / codecs / codec_adpcm.c
1 /*
2  * Asterisk -- An open source telephony toolkit.
3  *
4  * Based on frompcm.c and topcm.c from the Emiliano MIPL browser/
5  * interpreter.  See http://www.bsdtelephony.com.mx
6  *
7  * Copyright (c) 2001 - 2005 Digium, Inc.
8  * All rights reserved.
9  *
10  * Karl Sackett <krs@linux-support.net>, 2001-03-21
11  *
12  * See http://www.asterisk.org for more information about
13  * the Asterisk project. Please do not directly contact
14  * any of the maintainers of this project for assistance;
15  * the project provides a web site, mailing lists and IRC
16  * channels for your use.
17  *
18  * This program is free software, distributed under the terms of
19  * the GNU General Public License Version 2. See the LICENSE file
20  * at the top of the source tree.
21  */
22
23 /*! \file
24  *
25  * \brief codec_adpcm.c - translate between signed linear and Dialogic ADPCM
26  *
27  * \ingroup codecs
28  */
29
30 /*** MODULEINFO
31         <support_level>core</support_level>
32  ***/
33
34 #include "asterisk.h"
35
36 #include "asterisk/lock.h"
37 #include "asterisk/linkedlists.h"
38 #include "asterisk/module.h"
39 #include "asterisk/config.h"
40 #include "asterisk/translate.h"
41 #include "asterisk/utils.h"
42
43 /* define NOT_BLI to use a faster but not bit-level identical version */
44 /* #define NOT_BLI */
45
46 #define BUFFER_SAMPLES   8096   /* size for the translation buffers */
47
48 /* Sample frame data */
49 #include "asterisk/slin.h"
50 #include "ex_adpcm.h"
51
52 /*
53  * Step size index shift table
54  */
55
56 static int indsft[8] = { -1, -1, -1, -1, 2, 4, 6, 8 };
57
58 /*
59  * Step size table, where stpsz[i]=floor[16*(11/10)^i]
60  */
61
62 static int stpsz[49] = {
63   16, 17, 19, 21, 23, 25, 28, 31, 34, 37, 41, 45, 50, 55, 60, 66, 73,
64   80, 88, 97, 107, 118, 130, 143, 157, 173, 190, 209, 230, 253, 279,
65   307, 337, 371, 408, 449, 494, 544, 598, 658, 724, 796, 876, 963,
66   1060, 1166, 1282, 1411, 1552
67 };
68
69 /*
70  * Decoder/Encoder state
71  *   States for both encoder and decoder are synchronized
72  */
73 struct adpcm_state {
74         int ssindex;
75         int signal;
76         int zero_count;
77         int next_flag;
78 };
79
80 /*
81  * Decode(encoded)
82  *  Decodes the encoded nibble from the adpcm file.
83  *
84  * Results:
85  *  Returns the encoded difference.
86  *
87  * Side effects:
88  *  Sets the index to the step size table for the next encode.
89  */
90
91 static inline short decode(int encoded, struct adpcm_state *state)
92 {
93         int diff;
94         int step;
95         int sign;
96
97         step = stpsz[state->ssindex];
98
99         sign = encoded & 0x08;
100         encoded &= 0x07;
101 #ifdef NOT_BLI
102         diff = (((encoded << 1) + 1) * step) >> 3;
103 #else /* BLI code */
104         diff = step >> 3;
105         if (encoded & 4)
106                 diff += step;
107         if (encoded & 2)
108                 diff += step >> 1;
109         if (encoded & 1)
110                 diff += step >> 2;
111         if ((encoded >> 1) & step & 0x1)
112                 diff++;
113 #endif
114         if (sign)
115                 diff = -diff;
116
117         if (state->next_flag & 0x1)
118                 state->signal -= 8;
119         else if (state->next_flag & 0x2)
120                 state->signal += 8;
121
122         state->signal += diff;
123
124         if (state->signal > 2047)
125                 state->signal = 2047;
126         else if (state->signal < -2047)
127                 state->signal = -2047;
128
129         state->next_flag = 0;
130
131 #ifdef AUTO_RETURN
132         if (encoded)
133                 state->zero_count = 0;
134         else if (++(state->zero_count) == 24) {
135                 state->zero_count = 0;
136                 if (state->signal > 0)
137                         state->next_flag = 0x1;
138                 else if (state->signal < 0)
139                         state->next_flag = 0x2;
140         }
141 #endif
142
143         state->ssindex += indsft[encoded];
144         if (state->ssindex < 0)
145                 state->ssindex = 0;
146         else if (state->ssindex > 48)
147                 state->ssindex = 48;
148
149         return state->signal << 4;
150 }
151
152 /*
153  * Adpcm
154  *  Takes a signed linear signal and encodes it as ADPCM
155  *  For more information see http://en.wikipedia.org/wiki/Dialogic_ADPCM
156  *
157  * Results:
158  *  Foo.
159  *
160  * Side effects:
161  *  signal gets updated with each pass.
162  */
163
164 static inline int adpcm(short csig, struct adpcm_state *state)
165 {
166         int diff;
167         int step;
168         int encoded;
169
170         /*
171          * Clip csig if too large or too small
172          */
173         csig >>= 4;
174
175         step = stpsz[state->ssindex];
176         diff = csig - state->signal;
177
178 #ifdef NOT_BLI
179         if (diff < 0) {
180                 encoded = (-diff << 2) / step;
181                 if (encoded > 7)
182                         encoded = 7;
183                 encoded |= 0x08;
184         } else {
185                 encoded = (diff << 2) / step;
186                 if (encoded > 7)
187                         encoded = 7;
188         }
189 #else /* BLI code */
190         if (diff < 0) {
191                 encoded = 8;
192                 diff = -diff;
193         } else
194                 encoded = 0;
195         if (diff >= step) {
196                 encoded |= 4;
197                 diff -= step;
198         }
199         step >>= 1;
200         if (diff >= step) {
201                 encoded |= 2;
202                 diff -= step;
203         }
204         step >>= 1;
205         if (diff >= step)
206                 encoded |= 1;
207 #endif /* NOT_BLI */
208
209         /* feedback to state */
210         decode(encoded, state);
211
212         return encoded;
213 }
214
215 /*----------------- Asterisk-codec glue ------------*/
216
217 /*! \brief Workspace for translating signed linear signals to ADPCM. */
218 struct adpcm_encoder_pvt {
219         struct adpcm_state state;
220         int16_t inbuf[BUFFER_SAMPLES];  /* Unencoded signed linear values */
221 };
222
223 /*! \brief Workspace for translating ADPCM signals to signed linear. */
224 struct adpcm_decoder_pvt {
225         struct adpcm_state state;
226 };
227
228 /*! \brief decode 4-bit adpcm frame data and store in output buffer */
229 static int adpcmtolin_framein(struct ast_trans_pvt *pvt, struct ast_frame *f)
230 {
231         struct adpcm_decoder_pvt *tmp = pvt->pvt;
232         int x = f->datalen;
233         unsigned char *src = f->data.ptr;
234         int16_t *dst = pvt->outbuf.i16 + pvt->samples;
235
236         while (x--) {
237                 *dst++ = decode((*src >> 4) & 0xf, &tmp->state);
238                 *dst++ = decode(*src++ & 0x0f, &tmp->state);
239         }
240         pvt->samples += f->samples;
241         pvt->datalen += 2*f->samples;
242         return 0;
243 }
244
245 /*! \brief fill input buffer with 16-bit signed linear PCM values. */
246 static int lintoadpcm_framein(struct ast_trans_pvt *pvt, struct ast_frame *f)
247 {
248         struct adpcm_encoder_pvt *tmp = pvt->pvt;
249
250         memcpy(&tmp->inbuf[pvt->samples], f->data.ptr, f->datalen);
251         pvt->samples += f->samples;
252         return 0;
253 }
254
255 /*! \brief convert inbuf and store into frame */
256 static struct ast_frame *lintoadpcm_frameout(struct ast_trans_pvt *pvt)
257 {
258         struct adpcm_encoder_pvt *tmp = pvt->pvt;
259         struct ast_frame *f;
260         int i;
261         int samples = pvt->samples;     /* save original number */
262
263         if (samples < 2)
264                 return NULL;
265
266         pvt->samples &= ~1; /* atomic size is 2 samples */
267
268         for (i = 0; i < pvt->samples; i += 2) {
269                 pvt->outbuf.c[i/2] =
270                         (adpcm(tmp->inbuf[i  ], &tmp->state) << 4) |
271                         (adpcm(tmp->inbuf[i+1], &tmp->state)     );
272         };
273
274         f = ast_trans_frameout(pvt, pvt->samples/2, 0);
275
276         /*
277          * If there is a left over sample, move it to the beginning
278          * of the input buffer.
279          */
280
281         if (samples & 1) {      /* move the leftover sample at beginning */
282                 tmp->inbuf[0] = tmp->inbuf[samples - 1];
283                 pvt->samples = 1;
284         }
285         return f;
286 }
287
288
289 static struct ast_translator adpcmtolin = {
290         .name = "adpcmtolin",
291         .src_codec = {
292                 .name = "adpcm",
293                 .type = AST_MEDIA_TYPE_AUDIO,
294                 .sample_rate = 8000,
295         },
296         .dst_codec = {
297                 .name = "slin",
298                 .type = AST_MEDIA_TYPE_AUDIO,
299                 .sample_rate = 8000,
300         },
301         .format = "slin",
302         .framein = adpcmtolin_framein,
303         .sample = adpcm_sample,
304         .desc_size = sizeof(struct adpcm_decoder_pvt),
305         .buffer_samples = BUFFER_SAMPLES,
306         .buf_size = BUFFER_SAMPLES * 2,
307 };
308
309 static struct ast_translator lintoadpcm = {
310         .name = "lintoadpcm",
311         .src_codec = {
312                 .name = "slin",
313                 .type = AST_MEDIA_TYPE_AUDIO,
314                 .sample_rate = 8000,
315         },
316         .dst_codec = {
317                 .name = "adpcm",
318                 .type = AST_MEDIA_TYPE_AUDIO,
319                 .sample_rate = 8000,
320         },
321         .format = "adpcm",
322         .framein = lintoadpcm_framein,
323         .frameout = lintoadpcm_frameout,
324         .sample = slin8_sample,
325         .desc_size = sizeof (struct adpcm_encoder_pvt),
326         .buffer_samples = BUFFER_SAMPLES,
327         .buf_size = BUFFER_SAMPLES/ 2,  /* 2 samples per byte */
328 };
329
330 static int unload_module(void)
331 {
332         int res;
333
334         res = ast_unregister_translator(&lintoadpcm);
335         res |= ast_unregister_translator(&adpcmtolin);
336
337         return res;
338 }
339
340 static int load_module(void)
341 {
342         int res = 0;
343
344         res = ast_register_translator(&adpcmtolin);
345         res |= ast_register_translator(&lintoadpcm);
346
347         if (res) {
348                 unload_module();
349                 return AST_MODULE_LOAD_DECLINE;
350         }
351
352         return AST_MODULE_LOAD_SUCCESS;
353 }
354
355 AST_MODULE_INFO(ASTERISK_GPL_KEY, AST_MODFLAG_DEFAULT, "Adaptive Differential PCM Coder/Decoder",
356         .support_level = AST_MODULE_SUPPORT_CORE,
357         .load = load_module,
358         .unload = unload_module,
359 );