src/input/wav.c

   1 /*
   2  * This file is part of the libsigrok project.
   3  *
   4  * Copyright (C) 2013 Bert Vermeulen <bert@biot.com>
   5  *
   6  * This program 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  * This program 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 this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18  */
  19
  20 #include <sys/types.h>
  21 #include <sys/stat.h>
  22 #include <unistd.h>
  23 #include <fcntl.h>
  24 #include <ctype.h>
  25 #include <string.h>
  26 #include "libsigrok.h"
  27 #include "libsigrok-internal.h"
  28
  29 #define LOG_PREFIX "input/wav"
  30
  31 /* How many bytes at a time to process and send to the session bus. */
  32 #define CHUNK_SIZE 4096
  33 /* Expect to find the "data" chunk within this offset from the start. */
  34 #define MAX_DATA_CHUNK_OFFSET    256
  35
  36 #define WAVE_FORMAT_PCM          1
  37 #define WAVE_FORMAT_IEEE_FLOAT   3
  38
  39 struct context {
  40         uint64_t samplerate;
  41         int samplesize;
  42         int num_channels;
  43         int unitsize;
  44         int fmt_code;
  45 };
  46
  47 static int get_wav_header(const char *filename, char *buf)
  48 {
  49         struct stat st;
  50         int fd, l;
  51
  52         l = strlen(filename);
  53         if (l <= 4 || strcasecmp(filename + l - 4, ".wav"))
  54                 return SR_ERR;
  55
  56         if (stat(filename, &st) == -1)
  57                 return SR_ERR;
  58         if (st.st_size <= 45)
  59                 /* Minimum size of header + 1 8-bit mono PCM sample. */
  60                 return SR_ERR;
  61
  62         if ((fd = open(filename, O_RDONLY)) == -1)
  63                 return SR_ERR;
  64
  65         l = read(fd, buf, 40);
  66         close(fd);
  67         if (l != 40)
  68                 return SR_ERR;
  69
  70         return SR_OK;
  71 }
  72
  73 static int format_match(const char *filename)
  74 {
  75         char buf[40];
  76         uint16_t fmt_code;
  77
  78         if (get_wav_header(filename, buf) != SR_OK)
  79                 return FALSE;
  80
  81         if (strncmp(buf, "RIFF", 4))
  82                 return FALSE;
  83         if (strncmp(buf + 8, "WAVE", 4))
  84                 return FALSE;
  85         if (strncmp(buf + 12, "fmt ", 4))
  86                 return FALSE;
  87         fmt_code = GUINT16_FROM_LE(*(uint16_t *)(buf + 20));
  88         if (fmt_code != WAVE_FORMAT_PCM
  89                         && fmt_code != WAVE_FORMAT_IEEE_FLOAT)
  90                 return FALSE;
  91
  92         return TRUE;
  93 }
  94
  95 static int init(struct sr_input *in, const char *filename)
  96 {
  97         struct sr_channel *ch;
  98         struct context *ctx;
  99         char buf[40], channelname[8];
 100         int i;
 101
 102         if (get_wav_header(filename, buf) != SR_OK)
 103                 return SR_ERR;
 104
 105         if (!(ctx = g_try_malloc0(sizeof(struct context))))
 106                 return SR_ERR_MALLOC;
 107
 108         /* Create a virtual device. */
 109         in->sdi = sr_dev_inst_new(0, SR_ST_ACTIVE, NULL, NULL, NULL);
 110         in->sdi->priv = ctx;
 111
 112         ctx->fmt_code = GUINT16_FROM_LE(*(uint16_t *)(buf + 20));
 113         ctx->samplerate = GUINT32_FROM_LE(*(uint32_t *)(buf + 24));
 114         ctx->samplesize = GUINT16_FROM_LE(*(uint16_t *)(buf + 32));
 115         ctx->num_channels = GUINT16_FROM_LE(*(uint16_t *)(buf + 22));
 116         ctx->unitsize = ctx->samplesize / ctx->num_channels;
 117
 118         if (ctx->fmt_code == WAVE_FORMAT_PCM) {
 119                 if (ctx->samplesize != 1 && ctx->samplesize != 2
 120                                 && ctx->samplesize != 4) {
 121                         sr_err("only 8, 16 or 32 bits per sample supported.");
 122                         return SR_ERR;
 123                 }
 124         } else {
 125                 /* WAVE_FORMAT_IEEE_FLOAT */
 126                 if (ctx->samplesize / ctx->num_channels != 4) {
 127                         sr_err("only 32-bit floats supported.");
 128                         return SR_ERR;
 129                 }
 130         }
 131
 132         for (i = 0; i < ctx->num_channels; i++) {
 133                 snprintf(channelname, 8, "CH%d", i + 1);
 134                 ch = sr_channel_new(i, SR_CHANNEL_ANALOG, TRUE, channelname);
 135                 in->sdi->channels = g_slist_append(in->sdi->channels, ch);
 136         }
 137
 138         return SR_OK;
 139 }
 140
 141 static int find_data_chunk(uint8_t *buf, int initial_offset)
 142 {
 143         int offset, i;
 144
 145         offset = initial_offset;
 146         while(offset < MAX_DATA_CHUNK_OFFSET) {
 147                 if (!memcmp(buf + offset, "data", 4))
 148                         /* Skip into the samples. */
 149                         return offset + 8;
 150                 for (i = 0; i < 4; i++) {
 151                         if (!isalpha(buf[offset + i])
 152                                         && !isascii(buf[offset + i])
 153                                         && !isblank(buf[offset + i]))
 154                                 /* Doesn't look like a chunk ID. */
 155                                 return -1;
 156                 }
 157                 /* Skip past this chunk. */
 158                 offset += 8 + GUINT32_FROM_LE(*(uint32_t *)(buf + offset + 4));
 159         }
 160
 161         return offset;
 162 }
 163
 164 static int loadfile(struct sr_input *in, const char *filename)
 165 {
 166         struct sr_datafeed_packet packet;
 167         struct sr_datafeed_meta meta;
 168         struct sr_datafeed_analog analog;
 169         struct sr_config *src;
 170         struct context *ctx;
 171         float fdata[CHUNK_SIZE];
 172         uint64_t sample;
 173         int offset, chunk_samples, samplenum, fd, l, i;
 174         uint8_t buf[CHUNK_SIZE], *s, *d;
 175
 176         ctx = in->sdi->priv;
 177
 178         /* Send header packet to the session bus. */
 179         std_session_send_df_header(in->sdi, LOG_PREFIX);
 180
 181         /* Send the samplerate. */
 182         packet.type = SR_DF_META;
 183         packet.payload = &meta;
 184         src = sr_config_new(SR_CONF_SAMPLERATE,
 185                         g_variant_new_uint64(ctx->samplerate));
 186         meta.config = g_slist_append(NULL, src);
 187         sr_session_send(in->sdi, &packet);
 188         sr_config_free(src);
 189
 190         if ((fd = open(filename, O_RDONLY)) == -1)
 191                 return SR_ERR;
 192         if (read(fd, buf, MAX_DATA_CHUNK_OFFSET) < MAX_DATA_CHUNK_OFFSET)
 193                 return -1;
 194
 195         /* Skip past size of 'fmt ' chunk. */
 196         i = 20 + GUINT32_FROM_LE(*(uint32_t *)(buf + 16));
 197         offset = find_data_chunk(buf, i);
 198         if (offset < 0) {
 199                 sr_err("Couldn't find data chunk.");
 200                 return SR_ERR;
 201         }
 202         if (lseek(fd, offset, SEEK_SET) == -1)
 203                 return SR_ERR;
 204
 205         memset(fdata, 0, CHUNK_SIZE);
 206         while (TRUE) {
 207                 if ((l = read(fd, buf, CHUNK_SIZE)) < 1)
 208                         break;
 209                 chunk_samples = l / ctx->num_channels / ctx->unitsize;
 210                 s = buf;
 211                 d = (uint8_t *)fdata;
 212                 for (samplenum = 0; samplenum < chunk_samples * ctx->num_channels; samplenum++) {
 213                         if (ctx->fmt_code == WAVE_FORMAT_PCM) {
 214                                 sample = 0;
 215                                 memcpy(&sample, s, ctx->unitsize);
 216                                 switch (ctx->samplesize) {
 217                                 case 1:
 218                                         /* 8-bit PCM samples are unsigned. */
 219                                         fdata[samplenum] = (uint8_t)sample / 255.0;
 220                                         break;
 221                                 case 2:
 222                                         fdata[samplenum] = GINT16_FROM_LE(sample) / 32767.0;
 223                                         break;
 224                                 case 4:
 225                                         fdata[samplenum] = GINT32_FROM_LE(sample) / 65535.0;
 226                                         break;
 227                                 }
 228                         } else {
 229                                 /* BINARY32 float */
 230 #ifdef WORDS_BIGENDIAN
 231                                 for (i = 0; i < ctx->unitsize; i++)
 232                                         d[i] = s[ctx->unitsize - i];
 233 #else
 234                                 memcpy(d, s, ctx->unitsize);
 235 #endif
 236                         }
 237                         s += ctx->unitsize;
 238                         d += ctx->unitsize;
 239
 240                 }
 241                 packet.type = SR_DF_ANALOG;
 242                 packet.payload = &analog;
 243                 analog.channels = in->sdi->channels;
 244                 analog.num_samples = chunk_samples;
 245                 analog.mq = 0;
 246                 analog.unit = 0;
 247                 analog.data = fdata;
 248                 sr_session_send(in->sdi, &packet);
 249         }
 250
 251         close(fd);
 252         packet.type = SR_DF_END;
 253         sr_session_send(in->sdi, &packet);
 254
 255         return SR_OK;
 256 }
 257
 258
 259 SR_PRIV struct sr_input_format input_wav = {
 260         .id = "wav",
 261         .description = "WAV file",
 262         .format_match = format_match,
 263         .init = init,
 264         .loadfile = loadfile,
 265 };
 266