res_parking: Misc fixes.
[asterisk/asterisk.git] / codecs / codec_lpc10.c
1 /*
2  * Asterisk -- An open source telephony toolkit.
3  *
4  * Copyright (C) 1999 - 2005, Digium, Inc.
5  *
6  * Mark Spencer <markster@digium.com>
7  *
8  * The lpc10 code is from a library used by nautilus, modified to be a bit
9  * nicer to the compiler.
10  * See http://www.arl.wustl.edu/~jaf/ 
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 Translate between signed linear and LPC10 (Linear Predictor Code)
26  *
27  * \ingroup codecs
28  */
29
30 /*** MODULEINFO
31         <support_level>core</support_level>
32  ***/
33
34 #include "asterisk.h"
35
36 ASTERISK_REGISTER_FILE()
37
38 #include "asterisk/translate.h"
39 #include "asterisk/config.h"
40 #include "asterisk/module.h"
41 #include "asterisk/utils.h"
42 #include "asterisk/linkedlists.h"
43
44 #include "lpc10/lpc10.h"
45
46 /* Sample frame data */
47 #include "asterisk/slin.h"
48 #include "ex_lpc10.h"
49
50 /* We use a very strange format here...  I have no idea why...  The frames are 180
51    samples long, which isn't even an even number of milliseconds...  Not only that
52    but we hvae to waste two bits of each frame to keep them ending on a byte boundary
53    because the frames are 54 bits long */
54
55 #define LPC10_BYTES_IN_COMPRESSED_FRAME (LPC10_BITS_IN_COMPRESSED_FRAME + 7)/8
56
57 #define BUFFER_SAMPLES  8000
58
59 struct lpc10_coder_pvt {
60         union {
61                 struct lpc10_encoder_state *enc;
62                 struct lpc10_decoder_state *dec;
63         } lpc10;
64         /* Enough to store a full second */
65         short buf[BUFFER_SAMPLES];
66         int longer;
67 };
68
69 static int lpc10_enc_new(struct ast_trans_pvt *pvt)
70 {
71         struct lpc10_coder_pvt *tmp = pvt->pvt;
72
73         return (tmp->lpc10.enc = create_lpc10_encoder_state()) ? 0 : -1;
74 }
75
76 static int lpc10_dec_new(struct ast_trans_pvt *pvt)
77 {
78         struct lpc10_coder_pvt *tmp = pvt->pvt;
79
80         return (tmp->lpc10.dec = create_lpc10_decoder_state()) ? 0 : -1;
81 }
82
83 static void extract_bits(INT32 *bits, unsigned char *c)
84 {
85         int x;
86         for (x=0;x<LPC10_BITS_IN_COMPRESSED_FRAME;x++) {
87                 if (*c & (0x80 >> (x & 7)))
88                         bits[x] = 1;
89                 else
90                         bits[x] = 0;
91                 if ((x & 7) == 7)
92                         c++;
93         }
94 }
95
96 /* XXX note lpc10_encode() produces one bit per word in bits[] */
97 static void build_bits(unsigned char *c, INT32 *bits)
98 {
99         unsigned char mask=0x80;
100         int x;
101         *c = 0;
102         for (x=0;x<LPC10_BITS_IN_COMPRESSED_FRAME;x++) {
103                 if (bits[x])
104                         *c |= mask;
105                 mask = mask >> 1;
106                 if ((x % 8)==7) {
107                         c++;
108                         *c = 0;
109                         mask = 0x80;
110                 }
111         }
112 }
113
114 static int lpc10tolin_framein(struct ast_trans_pvt *pvt, struct ast_frame *f)
115 {
116         struct lpc10_coder_pvt *tmp = pvt->pvt;
117         int16_t *dst = pvt->outbuf.i16;
118         int len = 0;
119
120         while (len + LPC10_BYTES_IN_COMPRESSED_FRAME <= f->datalen) {
121                 int x;
122                 float tmpbuf[LPC10_SAMPLES_PER_FRAME];
123                 INT32 bits[LPC10_BITS_IN_COMPRESSED_FRAME]; /* XXX see note */
124                 if (pvt->samples + LPC10_SAMPLES_PER_FRAME > BUFFER_SAMPLES) {
125                         ast_log(LOG_WARNING, "Out of buffer space\n");
126                         return -1;
127                 }
128                 extract_bits(bits, f->data.ptr + len);
129                 if (lpc10_decode(bits, tmpbuf, tmp->lpc10.dec)) {
130                         ast_log(LOG_WARNING, "Invalid lpc10 data\n");
131                         return -1;
132                 }
133                 for (x=0;x<LPC10_SAMPLES_PER_FRAME;x++) {
134                         /* Convert to a short between -1.0 and 1.0 */
135                         dst[pvt->samples + x] = (int16_t)(32768.0 * tmpbuf[x]);
136                 }
137
138                 pvt->samples += LPC10_SAMPLES_PER_FRAME;
139                 pvt->datalen += 2*LPC10_SAMPLES_PER_FRAME;
140                 len += LPC10_BYTES_IN_COMPRESSED_FRAME;
141         }
142         if (len != f->datalen) 
143                 printf("Decoded %d, expected %d\n", len, f->datalen);
144         return 0;
145 }
146
147 static int lintolpc10_framein(struct ast_trans_pvt *pvt, struct ast_frame *f)
148 {
149         struct lpc10_coder_pvt *tmp = pvt->pvt;
150
151         /* Just add the frames to our stream */
152         if (pvt->samples + f->samples > BUFFER_SAMPLES) {
153                 ast_log(LOG_WARNING, "Out of buffer space\n");
154                 return -1;
155         }
156         memcpy(tmp->buf + pvt->samples, f->data.ptr, f->datalen);
157         pvt->samples += f->samples;
158         return 0;
159 }
160
161 static struct ast_frame *lintolpc10_frameout(struct ast_trans_pvt *pvt)
162 {
163         struct lpc10_coder_pvt *tmp = pvt->pvt;
164         struct ast_frame *result = NULL;
165         struct ast_frame *last = NULL;
166         int samples = 0; /* output samples */
167
168         while (pvt->samples >= LPC10_SAMPLES_PER_FRAME) {
169                 struct ast_frame *current;
170                 float tmpbuf[LPC10_SAMPLES_PER_FRAME];
171                 INT32 bits[LPC10_BITS_IN_COMPRESSED_FRAME];     /* XXX what ??? */
172                 int x;
173
174                 /* Encode a frame of data */
175                 for (x=0;x<LPC10_SAMPLES_PER_FRAME;x++)
176                         tmpbuf[x] = (float)tmp->buf[x + samples] / 32768.0;
177                 lpc10_encode(tmpbuf, bits, tmp->lpc10.enc);
178                 build_bits(pvt->outbuf.uc, bits);
179
180                 samples += LPC10_SAMPLES_PER_FRAME;
181                 pvt->samples -= LPC10_SAMPLES_PER_FRAME;
182                 /* Use one of the two left over bits to record if this is a 22 or 23 ms frame...
183                    important for IAX use */
184                 tmp->longer = 1 - tmp->longer;
185
186                 current = ast_trans_frameout(pvt, LPC10_BYTES_IN_COMPRESSED_FRAME, LPC10_SAMPLES_PER_FRAME);
187                 if (!current) {
188                         continue;
189                 } else if (last) {
190                         AST_LIST_NEXT(last, frame_list) = current;
191                 } else {
192                         result = current;
193                 }
194                 last = current;
195         }
196
197         /* Move the data at the end of the buffer to the front */
198         if (samples) {
199                 memmove(tmp->buf, tmp->buf + samples, pvt->samples * 2);
200         }
201
202         return result;
203 }
204
205
206 static void lpc10_destroy(struct ast_trans_pvt *arg)
207 {
208         struct lpc10_coder_pvt *pvt = arg->pvt;
209         /* Enc and DEC are both just allocated, so they can be freed */
210         ast_free(pvt->lpc10.enc);
211 }
212
213 static struct ast_translator lpc10tolin = {
214         .name = "lpc10tolin",
215         .src_codec = {
216                 .name = "lpc10",
217                 .type = AST_MEDIA_TYPE_AUDIO,
218                 .sample_rate = 8000,
219         },
220         .dst_codec = {
221                 .name = "slin",
222                 .type = AST_MEDIA_TYPE_AUDIO,
223                 .sample_rate = 8000,
224         },
225         .format = "slin",
226         .newpvt = lpc10_dec_new,
227         .framein = lpc10tolin_framein,
228         .destroy = lpc10_destroy,
229         .sample = lpc10_sample,
230         .desc_size = sizeof(struct lpc10_coder_pvt),
231         .buffer_samples = BUFFER_SAMPLES,
232         .buf_size = BUFFER_SAMPLES * 2,
233 };
234
235 static struct ast_translator lintolpc10 = {
236         .name = "lintolpc10",
237         .src_codec = {
238                 .name = "slin",
239                 .type = AST_MEDIA_TYPE_AUDIO,
240                 .sample_rate = 8000,
241         },
242         .dst_codec = {
243                 .name = "lpc10",
244                 .type = AST_MEDIA_TYPE_AUDIO,
245                 .sample_rate = 8000,
246         },
247         .format = "lpc10",
248         .newpvt = lpc10_enc_new,
249         .framein = lintolpc10_framein,
250         .frameout = lintolpc10_frameout,
251         .destroy = lpc10_destroy,
252         .sample = slin8_sample,
253         .desc_size = sizeof(struct lpc10_coder_pvt),
254         .buffer_samples = BUFFER_SAMPLES,
255         .buf_size = LPC10_BYTES_IN_COMPRESSED_FRAME * (1 + BUFFER_SAMPLES / LPC10_SAMPLES_PER_FRAME),
256 };
257
258 static int unload_module(void)
259 {
260         int res;
261
262         res = ast_unregister_translator(&lintolpc10);
263         res |= ast_unregister_translator(&lpc10tolin);
264
265         return res;
266 }
267
268 static int load_module(void)
269 {
270         int res;
271
272         res = ast_register_translator(&lpc10tolin);
273         res |= ast_register_translator(&lintolpc10);
274
275         if (res) {
276                 unload_module();
277                 return AST_MODULE_LOAD_FAILURE;
278         }
279
280         return AST_MODULE_LOAD_SUCCESS;
281 }
282
283 AST_MODULE_INFO(ASTERISK_GPL_KEY, AST_MODFLAG_DEFAULT, "LPC10 2.4kbps Coder/Decoder",
284         .support_level = AST_MODULE_SUPPORT_CORE,
285         .load = load_module,
286         .unload = unload_module,
287 );