23cd73cbcd1754d54cc1be67320ce0cb42a490a8
[aubio.git] / src / io / source_sndfile.c
1 /*
2   Copyright (C) 2012 Paul Brossier <piem@aubio.org>
3
4   This file is part of aubio.
5
6   aubio 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 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   aubio 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 aubio.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18
19 */
20
21 #include "aubio_priv.h"
22
23 #ifdef HAVE_SNDFILE
24
25 #include <sndfile.h>
26
27 #include "fvec.h"
28 #include "fmat.h"
29 #include "source_sndfile.h"
30
31 #include "temporal/resampler.h"
32
33 #define MAX_SIZE 4096
34 #define MAX_SAMPLES AUBIO_MAX_CHANNELS * MAX_SIZE
35
36 #if !HAVE_AUBIO_DOUBLE
37 #define aubio_sf_read_smpl sf_read_float
38 #else /* HAVE_AUBIO_DOUBLE */
39 #define aubio_sf_read_smpl sf_read_double
40 #endif /* HAVE_AUBIO_DOUBLE */
41
42 struct _aubio_source_sndfile_t {
43   uint_t hop_size;
44   uint_t samplerate;
45   uint_t channels;
46
47   // some data about the file
48   char_t *path;
49   SNDFILE *handle;
50   int input_samplerate;
51   int input_channels;
52   int input_format;
53   int duration;
54
55   // resampling stuff
56   smpl_t ratio;
57   uint_t input_hop_size;
58 #ifdef HAVE_SAMPLERATE
59   aubio_resampler_t **resamplers;
60   fvec_t *input_data;
61   fmat_t *input_mat;
62 #endif /* HAVE_SAMPLERATE */
63
64   // some temporary memory for sndfile to write at
65   uint_t scratch_size;
66   smpl_t *scratch_data;
67 };
68
69 aubio_source_sndfile_t * new_aubio_source_sndfile(const char_t * path, uint_t samplerate, uint_t hop_size) {
70   aubio_source_sndfile_t * s = AUBIO_NEW(aubio_source_sndfile_t);
71   SF_INFO sfinfo;
72
73   if (path == NULL) {
74     AUBIO_ERR("source_sndfile: Aborted opening null path\n");
75     goto beach;
76   }
77   if ((sint_t)samplerate < 0) {
78     AUBIO_ERR("source_sndfile: Can not open %s with samplerate %d\n", path, samplerate);
79     goto beach;
80   }
81   if ((sint_t)hop_size <= 0) {
82     AUBIO_ERR("source_sndfile: Can not open %s with hop_size %d\n", path, hop_size);
83     goto beach;
84   }
85
86   s->hop_size = hop_size;
87   s->channels = 1;
88
89   s->path = AUBIO_ARRAY(char_t, strnlen(path, PATH_MAX) + 1);
90   strncpy(s->path, path, strnlen(path, PATH_MAX) + 1);
91
92   // try opening the file, getting the info in sfinfo
93   AUBIO_MEMSET(&sfinfo, 0, sizeof (sfinfo));
94   s->handle = sf_open (s->path, SFM_READ, &sfinfo);
95
96   if (s->handle == NULL) {
97     /* show libsndfile err msg */
98     AUBIO_ERR("source_sndfile: Failed opening %s (%s)\n", s->path,
99         sf_strerror (NULL));
100     goto beach;
101   }
102
103   /* get input specs */
104   s->input_samplerate = sfinfo.samplerate;
105   s->input_channels   = sfinfo.channels;
106   s->input_format     = sfinfo.format;
107   s->duration         = sfinfo.frames;
108
109   if (samplerate == 0) {
110     s->samplerate = s->input_samplerate;
111     //AUBIO_DBG("sampling rate set to 0, automagically adjusting to %d\n", samplerate);
112   } else {
113     s->samplerate = samplerate;
114   }
115   /* compute input block size required before resampling */
116   s->ratio = s->samplerate/(smpl_t)s->input_samplerate;
117   s->input_hop_size = (uint_t)FLOOR(s->hop_size / s->ratio + .5);
118
119   if (s->input_hop_size * s->input_channels > MAX_SAMPLES) {
120     AUBIO_ERR("source_sndfile: Not able to process more than %d frames of %d channels\n",
121         MAX_SAMPLES / s->input_channels, s->input_channels);
122     goto beach;
123   }
124
125 #ifdef HAVE_SAMPLERATE
126   s->input_data = NULL;
127   s->input_mat = NULL;
128   s->resamplers = NULL;
129   if (s->ratio != 1) {
130     uint_t i;
131     s->resamplers = AUBIO_ARRAY(aubio_resampler_t*, s->input_channels);
132     s->input_data = new_fvec(s->input_hop_size);
133     s->input_mat = new_fmat(s->input_channels, s->input_hop_size);
134     for (i = 0; i < (uint_t)s->input_channels; i++) {
135       s->resamplers[i] = new_aubio_resampler(s->ratio, 4);
136     }
137     if (s->ratio > 1) {
138       // we would need to add a ring buffer for these
139       if ( (uint_t)FLOOR(s->input_hop_size * s->ratio + .5)  != s->hop_size ) {
140         AUBIO_ERR("source_sndfile: can not upsample %s from %d to %d\n", s->path,
141             s->input_samplerate, s->samplerate);
142         goto beach;
143       }
144       AUBIO_WRN("source_sndfile: upsampling %s from %d to %d\n", s->path,
145           s->input_samplerate, s->samplerate);
146     }
147     s->duration = (uint_t)FLOOR(s->duration * s->ratio);
148   }
149 #else
150   if (s->ratio != 1) {
151     AUBIO_ERR("source_sndfile: aubio was compiled without aubio_resampler\n");
152     goto beach;
153   }
154 #endif /* HAVE_SAMPLERATE */
155
156   /* allocate data for de/interleaving reallocated when needed. */
157   s->scratch_size = s->input_hop_size * s->input_channels;
158   s->scratch_data = AUBIO_ARRAY(smpl_t, s->scratch_size);
159
160   return s;
161
162 beach:
163   //AUBIO_ERR("can not read %s at samplerate %dHz with a hop_size of %d\n",
164   //    s->path, s->samplerate, s->hop_size);
165   del_aubio_source_sndfile(s);
166   return NULL;
167 }
168
169 void aubio_source_sndfile_do(aubio_source_sndfile_t * s, fvec_t * read_data, uint_t * read){
170   uint_t i,j, input_channels = s->input_channels;
171   /* read from file into scratch_data */
172   sf_count_t read_samples = aubio_sf_read_smpl (s->handle, s->scratch_data, s->scratch_size);
173
174   /* where to store de-interleaved data */
175   smpl_t *ptr_data;
176 #ifdef HAVE_SAMPLERATE
177   if (s->ratio != 1) {
178     ptr_data = s->input_data->data;
179   } else
180 #endif /* HAVE_SAMPLERATE */
181   {
182     ptr_data = read_data->data;
183   }
184
185   /* de-interleaving and down-mixing data  */
186   for (j = 0; j < read_samples / input_channels; j++) {
187     ptr_data[j] = 0;
188     for (i = 0; i < input_channels; i++) {
189       ptr_data[j] += s->scratch_data[input_channels*j+i];
190     }
191     ptr_data[j] /= (smpl_t)input_channels;
192   }
193
194 #ifdef HAVE_SAMPLERATE
195   if (s->resamplers) {
196     aubio_resampler_do(s->resamplers[0], s->input_data, read_data);
197   }
198 #endif /* HAVE_SAMPLERATE */
199
200   *read = (int)FLOOR(s->ratio * read_samples / input_channels + .5);
201
202   if (*read < s->hop_size) {
203     for (j = *read; j < s->hop_size; j++) {
204       read_data->data[j] = 0;
205     }
206   }
207
208 }
209
210 void aubio_source_sndfile_do_multi(aubio_source_sndfile_t * s, fmat_t * read_data, uint_t * read){
211   uint_t i,j, input_channels = s->input_channels;
212   /* do actual reading */
213   sf_count_t read_samples = aubio_sf_read_smpl (s->handle, s->scratch_data, s->scratch_size);
214
215   /* where to store de-interleaved data */
216   smpl_t **ptr_data;
217 #ifdef HAVE_SAMPLERATE
218   if (s->ratio != 1) {
219     ptr_data = s->input_mat->data;
220   } else
221 #endif /* HAVE_SAMPLERATE */
222   {
223     ptr_data = read_data->data;
224   }
225
226   if (read_data->height < input_channels) {
227     // destination matrix has less channels than the file; copy only first
228     // channels of the file, de-interleaving data
229     for (j = 0; j < read_samples / input_channels; j++) {
230       for (i = 0; i < read_data->height; i++) {
231         ptr_data[i][j] = s->scratch_data[j * input_channels + i];
232       }
233     }
234   } else {
235     // destination matrix has as many or more channels than the file; copy each
236     // channel from the file to the destination matrix, de-interleaving data
237     for (j = 0; j < read_samples / input_channels; j++) {
238       for (i = 0; i < input_channels; i++) {
239         ptr_data[i][j] = s->scratch_data[j * input_channels + i];
240       }
241     }
242   }
243
244   if (read_data->height > input_channels) {
245     // destination matrix has more channels than the file; copy last channel
246     // of the file to each additional channels, de-interleaving data
247     for (j = 0; j < read_samples / input_channels; j++) {
248       for (i = input_channels; i < read_data->height; i++) {
249         ptr_data[i][j] = s->scratch_data[j * input_channels + (input_channels - 1)];
250       }
251     }
252   }
253
254 #ifdef HAVE_SAMPLERATE
255   if (s->resamplers) {
256     for (i = 0; i < input_channels; i++) {
257       fvec_t input_chan, read_chan;
258       input_chan.data = s->input_mat->data[i];
259       input_chan.length = s->input_mat->length;
260       read_chan.data = read_data->data[i];
261       read_chan.length = read_data->length;
262       aubio_resampler_do(s->resamplers[i], &input_chan, &read_chan);
263     }
264   }
265 #endif /* HAVE_SAMPLERATE */
266
267   *read = (int)FLOOR(s->ratio * read_samples / input_channels + .5);
268
269   if (*read < s->hop_size) {
270     for (i = 0; i < read_data->height; i++) {
271       for (j = *read; j < s->hop_size; j++) {
272         read_data->data[i][j] = 0.;
273       }
274     }
275   }
276
277 }
278
279 uint_t aubio_source_sndfile_get_samplerate(aubio_source_sndfile_t * s) {
280   return s->samplerate;
281 }
282
283 uint_t aubio_source_sndfile_get_channels(aubio_source_sndfile_t * s) {
284   return s->input_channels;
285 }
286
287 uint_t aubio_source_sndfile_get_duration (const aubio_source_sndfile_t * s) {
288   if (s && s->duration) {
289     return s->duration;
290   }
291   return 0;
292 }
293
294 uint_t aubio_source_sndfile_seek (aubio_source_sndfile_t * s, uint_t pos) {
295   uint_t resampled_pos = (uint_t)ROUND(pos / s->ratio);
296   sf_count_t sf_ret;
297   if (s->handle == NULL) {
298     AUBIO_ERR("source_sndfile: failed seeking in %s (file not opened?)\n",
299         s->path);
300     return AUBIO_FAIL;
301   }
302   if ((sint_t)pos < 0) {
303     AUBIO_ERR("source_sndfile: could not seek %s at %d (seeking position"
304        " should be >= 0)\n", s->path, pos);
305     return AUBIO_FAIL;
306   }
307   sf_ret = sf_seek (s->handle, resampled_pos, SEEK_SET);
308   if (sf_ret == -1) {
309     AUBIO_ERR("source_sndfile: Failed seeking %s at %d: %s\n", s->path, pos, sf_strerror (NULL));
310     return AUBIO_FAIL;
311   }
312   if (sf_ret != resampled_pos) {
313     AUBIO_ERR("source_sndfile: Tried seeking %s at %d, but got %d: %s\n",
314         s->path, resampled_pos, (uint_t)sf_ret, sf_strerror (NULL));
315     return AUBIO_FAIL;
316   }
317   return AUBIO_OK;
318 }
319
320 uint_t aubio_source_sndfile_close (aubio_source_sndfile_t *s) {
321   if (!s->handle) {
322     return AUBIO_OK;
323   }
324   if(sf_close(s->handle)) {
325     AUBIO_ERR("source_sndfile: Error closing file %s: %s\n", s->path, sf_strerror (NULL));
326     return AUBIO_FAIL;
327   }
328   s->handle = NULL;
329   return AUBIO_OK;
330 }
331
332 void del_aubio_source_sndfile(aubio_source_sndfile_t * s){
333   AUBIO_ASSERT(s);
334   aubio_source_sndfile_close(s);
335 #ifdef HAVE_SAMPLERATE
336   if (s->resamplers != NULL) {
337     uint_t i = 0, input_channels = s->input_channels;
338     for (i = 0; i < input_channels; i ++) {
339       if (s->resamplers[i] != NULL) {
340         del_aubio_resampler(s->resamplers[i]);
341       }
342     }
343     AUBIO_FREE(s->resamplers);
344   }
345   if (s->input_data) {
346     del_fvec(s->input_data);
347   }
348   if (s->input_mat) {
349     del_fmat(s->input_mat);
350   }
351 #endif /* HAVE_SAMPLERATE */
352   if (s->path) AUBIO_FREE(s->path);
353   AUBIO_FREE(s->scratch_data);
354   AUBIO_FREE(s);
355 }
356
357 #endif /* HAVE_SNDFILE */