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