be more precise in long long int literal specification for ANSI compilers (gcc3 requi...
[flac.git] / src / libFLAC / format.c
1 /* libFLAC - Free Lossless Audio Codec library
2  * Copyright (C) 2000,2001,2002,2003,2004  Josh Coalson
3  *
4  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
5  * modification, are permitted provided that the following conditions
6  * are met:
7  *
8  * - Redistributions of source code must retain the above copyright
9  * notice, this list of conditions and the following disclaimer.
10  *
11  * - Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
12  * notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
13  * documentation and/or other materials provided with the distribution.
14  *
15  * - Neither the name of the Xiph.org Foundation nor the names of its
16  * contributors may be used to endorse or promote products derived from
17  * this software without specific prior written permission.
18  *
19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
20  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
21  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
22  * A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE FOUNDATION OR
23  * CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL,
24  * EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
25  * PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR
26  * PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
27  * LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING
28  * NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
29  * SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
30  */
31
32 #include <stdio.h>
33 #include <stdlib.h> /* for qsort() */
34 #include "FLAC/assert.h"
35 #include "FLAC/format.h"
36 #include "private/format.h"
37
38 #ifdef HAVE_CONFIG_H
39 #include <config.h>
40 #endif
41
42 #ifdef min
43 #undef min
44 #endif
45 #define min(a,b) ((a)<(b)?(a):(b))
46
47 /* adjust for compilers that can't understand using LLU suffix for uint64_t literals */
48 #ifdef _MSC_VER
49 #define FLAC__U64L(x) x
50 #else
51 #define FLAC__U64L(x) x##LLU
52 #endif
53
54 /* VERSION should come from configure */
55 FLAC_API const char *FLAC__VERSION_STRING = VERSION;
56
57 #if defined _MSC_VER || defined __MINW32__
58 /* yet one more hack because of MSVC6: */
59 FLAC_API const char *FLAC__VENDOR_STRING = "reference libFLAC 1.1.1-beta1 20040731";
60 #else
61 FLAC_API const char *FLAC__VENDOR_STRING = "reference libFLAC " VERSION " 20040731";
62 #endif
63
64 FLAC_API const FLAC__byte FLAC__STREAM_SYNC_STRING[4] = { 'f','L','a','C' };
65 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_SYNC = 0x664C6143;
66 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_SYNC_LEN = 32; /* bits */;
67
68 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_STREAMINFO_MIN_BLOCK_SIZE_LEN = 16; /* bits */
69 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_STREAMINFO_MAX_BLOCK_SIZE_LEN = 16; /* bits */
70 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_STREAMINFO_MIN_FRAME_SIZE_LEN = 24; /* bits */
71 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_STREAMINFO_MAX_FRAME_SIZE_LEN = 24; /* bits */
72 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_STREAMINFO_SAMPLE_RATE_LEN = 20; /* bits */
73 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_STREAMINFO_CHANNELS_LEN = 3; /* bits */
74 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_STREAMINFO_BITS_PER_SAMPLE_LEN = 5; /* bits */
75 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_STREAMINFO_TOTAL_SAMPLES_LEN = 36; /* bits */
76 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_STREAMINFO_MD5SUM_LEN = 128; /* bits */
77
78 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_APPLICATION_ID_LEN = 32; /* bits */
79
80 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_SEEKPOINT_SAMPLE_NUMBER_LEN = 64; /* bits */
81 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_SEEKPOINT_STREAM_OFFSET_LEN = 64; /* bits */
82 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_SEEKPOINT_FRAME_SAMPLES_LEN = 16; /* bits */
83
84 FLAC_API const FLAC__uint64 FLAC__STREAM_METADATA_SEEKPOINT_PLACEHOLDER = FLAC__U64L(0xffffffffffffffff);
85
86 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_VORBIS_COMMENT_ENTRY_LENGTH_LEN = 32; /* bits */
87 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_VORBIS_COMMENT_NUM_COMMENTS_LEN = 32; /* bits */
88
89 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_CUESHEET_INDEX_OFFSET_LEN = 64; /* bits */
90 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_CUESHEET_INDEX_NUMBER_LEN = 8; /* bits */
91 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_CUESHEET_INDEX_RESERVED_LEN = 3*8; /* bits */
92
93 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_CUESHEET_TRACK_OFFSET_LEN = 64; /* bits */
94 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_CUESHEET_TRACK_NUMBER_LEN = 8; /* bits */
95 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_CUESHEET_TRACK_ISRC_LEN = 12*8; /* bits */
96 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_CUESHEET_TRACK_TYPE_LEN = 1; /* bit */
97 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_CUESHEET_TRACK_PRE_EMPHASIS_LEN = 1; /* bit */
98 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_CUESHEET_TRACK_RESERVED_LEN = 6+13*8; /* bits */
99 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_CUESHEET_TRACK_NUM_INDICES_LEN = 8; /* bits */
100
101 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_CUESHEET_MEDIA_CATALOG_NUMBER_LEN = 128*8; /* bits */
102 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_CUESHEET_LEAD_IN_LEN = 64; /* bits */
103 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_CUESHEET_IS_CD_LEN = 1; /* bit */
104 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_CUESHEET_RESERVED_LEN = 7+258*8; /* bits */
105 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_CUESHEET_NUM_TRACKS_LEN = 8; /* bits */
106
107 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_IS_LAST_LEN = 1; /* bits */
108 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_TYPE_LEN = 7; /* bits */
109 FLAC_API const unsigned FLAC__STREAM_METADATA_LENGTH_LEN = 24; /* bits */
110
111 FLAC_API const unsigned FLAC__FRAME_HEADER_SYNC = 0x3ffe;
112 FLAC_API const unsigned FLAC__FRAME_HEADER_SYNC_LEN = 14; /* bits */
113 FLAC_API const unsigned FLAC__FRAME_HEADER_RESERVED_LEN = 2; /* bits */
114 FLAC_API const unsigned FLAC__FRAME_HEADER_BLOCK_SIZE_LEN = 4; /* bits */
115 FLAC_API const unsigned FLAC__FRAME_HEADER_SAMPLE_RATE_LEN = 4; /* bits */
116 FLAC_API const unsigned FLAC__FRAME_HEADER_CHANNEL_ASSIGNMENT_LEN = 4; /* bits */
117 FLAC_API const unsigned FLAC__FRAME_HEADER_BITS_PER_SAMPLE_LEN = 3; /* bits */
118 FLAC_API const unsigned FLAC__FRAME_HEADER_ZERO_PAD_LEN = 1; /* bits */
119 FLAC_API const unsigned FLAC__FRAME_HEADER_CRC_LEN = 8; /* bits */
120
121 FLAC_API const unsigned FLAC__FRAME_FOOTER_CRC_LEN = 16; /* bits */
122
123 FLAC_API const unsigned FLAC__ENTROPY_CODING_METHOD_TYPE_LEN = 2; /* bits */
124 FLAC_API const unsigned FLAC__ENTROPY_CODING_METHOD_PARTITIONED_RICE_ORDER_LEN = 4; /* bits */
125 FLAC_API const unsigned FLAC__ENTROPY_CODING_METHOD_PARTITIONED_RICE_PARAMETER_LEN = 4; /* bits */
126 FLAC_API const unsigned FLAC__ENTROPY_CODING_METHOD_PARTITIONED_RICE_RAW_LEN = 5; /* bits */
127
128 FLAC_API const unsigned FLAC__ENTROPY_CODING_METHOD_PARTITIONED_RICE_ESCAPE_PARAMETER = 15; /* == (1<<FLAC__ENTROPY_CODING_METHOD_PARTITIONED_RICE_PARAMETER_LEN)-1 */
129
130 FLAC_API const char * const FLAC__EntropyCodingMethodTypeString[] = {
131         "PARTITIONED_RICE"
132 };
133
134 FLAC_API const unsigned FLAC__SUBFRAME_LPC_QLP_COEFF_PRECISION_LEN = 4; /* bits */
135 FLAC_API const unsigned FLAC__SUBFRAME_LPC_QLP_SHIFT_LEN = 5; /* bits */
136
137 FLAC_API const unsigned FLAC__SUBFRAME_ZERO_PAD_LEN = 1; /* bits */
138 FLAC_API const unsigned FLAC__SUBFRAME_TYPE_LEN = 6; /* bits */
139 FLAC_API const unsigned FLAC__SUBFRAME_WASTED_BITS_FLAG_LEN = 1; /* bits */
140
141 FLAC_API const unsigned FLAC__SUBFRAME_TYPE_CONSTANT_BYTE_ALIGNED_MASK = 0x00;
142 FLAC_API const unsigned FLAC__SUBFRAME_TYPE_VERBATIM_BYTE_ALIGNED_MASK = 0x02;
143 FLAC_API const unsigned FLAC__SUBFRAME_TYPE_FIXED_BYTE_ALIGNED_MASK = 0x10;
144 FLAC_API const unsigned FLAC__SUBFRAME_TYPE_LPC_BYTE_ALIGNED_MASK = 0x40;
145
146 FLAC_API const char * const FLAC__SubframeTypeString[] = {
147         "CONSTANT",
148         "VERBATIM",
149         "FIXED",
150         "LPC"
151 };
152
153 FLAC_API const char * const FLAC__ChannelAssignmentString[] = {
154         "INDEPENDENT",
155         "LEFT_SIDE",
156         "RIGHT_SIDE",
157         "MID_SIDE"
158 };
159
160 FLAC_API const char * const FLAC__FrameNumberTypeString[] = {
161         "FRAME_NUMBER_TYPE_FRAME_NUMBER",
162         "FRAME_NUMBER_TYPE_SAMPLE_NUMBER"
163 };
164
165 FLAC_API const char * const FLAC__MetadataTypeString[] = {
166         "STREAMINFO",
167         "PADDING",
168         "APPLICATION",
169         "SEEKTABLE",
170         "VORBIS_COMMENT",
171         "CUESHEET"
172 };
173
174 FLAC_API FLAC__bool FLAC__format_sample_rate_is_valid(unsigned sample_rate)
175 {
176         if(
177                 sample_rate == 0 ||
178                 sample_rate > FLAC__MAX_SAMPLE_RATE ||
179                 (
180                         sample_rate >= (1u << 16) &&
181                         !(sample_rate % 1000 == 0 || sample_rate % 10 == 0)
182                 )
183         ) {
184                 return false;
185         }
186         else
187                 return true;
188 }
189
190 FLAC_API FLAC__bool FLAC__format_seektable_is_legal(const FLAC__StreamMetadata_SeekTable *seek_table)
191 {
192         unsigned i;
193         FLAC__uint64 prev_sample_number = 0;
194         FLAC__bool got_prev = false;
195
196         FLAC__ASSERT(0 != seek_table);
197
198         for(i = 0; i < seek_table->num_points; i++) {
199                 if(got_prev) {
200                         if(
201                                 seek_table->points[i].sample_number != FLAC__STREAM_METADATA_SEEKPOINT_PLACEHOLDER &&
202                                 seek_table->points[i].sample_number <= prev_sample_number
203                         )
204                                 return false;
205                 }
206                 prev_sample_number = seek_table->points[i].sample_number;
207                 got_prev = true;
208         }
209
210         return true;
211 }
212
213 /* used as the sort predicate for qsort() */
214 static int seekpoint_compare_(const FLAC__StreamMetadata_SeekPoint *l, const FLAC__StreamMetadata_SeekPoint *r)
215 {
216         /* we don't just 'return l->sample_number - r->sample_number' since the result (FLAC__int64) might overflow an 'int' */
217         if(l->sample_number == r->sample_number)
218                 return 0;
219         else if(l->sample_number < r->sample_number)
220                 return -1;
221         else
222                 return 1;
223 }
224
225 FLAC_API unsigned FLAC__format_seektable_sort(FLAC__StreamMetadata_SeekTable *seek_table)
226 {
227         unsigned i, j;
228         FLAC__bool first;
229
230         FLAC__ASSERT(0 != seek_table);
231
232         /* sort the seekpoints */
233         qsort(seek_table->points, seek_table->num_points, sizeof(FLAC__StreamMetadata_SeekPoint), (int (*)(const void *, const void *))seekpoint_compare_);
234
235         /* uniquify the seekpoints */
236         first = true;
237         for(i = j = 0; i < seek_table->num_points; i++) {
238                 if(seek_table->points[i].sample_number != FLAC__STREAM_METADATA_SEEKPOINT_PLACEHOLDER) {
239                         if(!first) {
240                                 if(seek_table->points[i].sample_number == seek_table->points[j-1].sample_number)
241                                         continue;
242                         }
243                 }
244                 first = false;
245                 seek_table->points[j++] = seek_table->points[i];
246         }
247
248         for(i = j; i < seek_table->num_points; i++) {
249                 seek_table->points[i].sample_number = FLAC__STREAM_METADATA_SEEKPOINT_PLACEHOLDER;
250                 seek_table->points[i].stream_offset = 0;
251                 seek_table->points[i].frame_samples = 0;
252         }
253
254         return j;
255 }
256
257 FLAC_API FLAC__bool FLAC__format_cuesheet_is_legal(const FLAC__StreamMetadata_CueSheet *cue_sheet, FLAC__bool check_cd_da_subset, const char **violation)
258 {
259         unsigned i, j;
260
261         if(check_cd_da_subset) {
262                 if(cue_sheet->lead_in < 2 * 44100) {
263                         if(violation) *violation = "CD-DA cue sheet must have a lead-in length of at least 2 seconds";
264                         return false;
265                 }
266                 if(cue_sheet->lead_in % 588 != 0) {
267                         if(violation) *violation = "CD-DA cue sheet lead-in length must be evenly divisible by 588 samples";
268                         return false;
269                 }
270         }
271
272         if(cue_sheet->num_tracks == 0) {
273                 if(violation) *violation = "cue sheet must have at least one track (the lead-out)";
274                 return false;
275         }
276
277         if(check_cd_da_subset && cue_sheet->tracks[cue_sheet->num_tracks-1].number != 170) {
278                 if(violation) *violation = "CD-DA cue sheet must have a lead-out track number 170 (0xAA)";
279                 return false;
280         }
281
282         for(i = 0; i < cue_sheet->num_tracks; i++) {
283                 if(cue_sheet->tracks[i].number == 0) {
284                         if(violation) *violation = "cue sheet may not have a track number 0";
285                         return false;
286                 }
287
288                 if(check_cd_da_subset) {
289                         if(!((cue_sheet->tracks[i].number >= 1 && cue_sheet->tracks[i].number <= 99) || cue_sheet->tracks[i].number == 170)) {
290                                 if(violation) *violation = "CD-DA cue sheet track number must be 1-99 or 170";
291                                 return false;
292                         }
293                 }
294
295                 if(check_cd_da_subset && cue_sheet->tracks[i].offset % 588 != 0) {
296                         if(violation) *violation = "CD-DA cue sheet track offset must be evenly divisible by 588 samples";
297                         return false;
298                 }
299
300                 if(i < cue_sheet->num_tracks - 1) {
301                         if(cue_sheet->tracks[i].num_indices == 0) {
302                                 if(violation) *violation = "cue sheet track must have at least one index point";
303                                 return false;
304                         }
305
306                         if(cue_sheet->tracks[i].indices[0].number > 1) {
307                                 if(violation) *violation = "cue sheet track's first index number must be 0 or 1";
308                                 return false;
309                         }
310                 }
311
312                 for(j = 0; j < cue_sheet->tracks[i].num_indices; j++) {
313                         if(check_cd_da_subset && cue_sheet->tracks[i].indices[j].offset % 588 != 0) {
314                                 if(violation) *violation = "CD-DA cue sheet track index offset must be evenly divisible by 588 samples";
315                                 return false;
316                         }
317
318                         if(j > 0) {
319                                 if(cue_sheet->tracks[i].indices[j].number != cue_sheet->tracks[i].indices[j-1].number + 1) {
320                                         if(violation) *violation = "cue sheet track index numbers must increase by 1";
321                                         return false;
322                                 }
323                         }
324                 }
325         }
326
327         return true;
328 }
329
330 /*
331  * These routines are private to libFLAC
332  */
333 unsigned FLAC__format_get_max_rice_partition_order(unsigned blocksize, unsigned predictor_order)
334 {
335         return
336                 FLAC__format_get_max_rice_partition_order_from_blocksize_limited_max_and_predictor_order(
337                         FLAC__format_get_max_rice_partition_order_from_blocksize(blocksize),
338                         blocksize,
339                         predictor_order
340                 );
341 }
342
343 unsigned FLAC__format_get_max_rice_partition_order_from_blocksize(unsigned blocksize)
344 {
345         unsigned max_rice_partition_order = 0;
346         while(!(blocksize & 1)) {
347                 max_rice_partition_order++;
348                 blocksize >>= 1;
349         }
350         return min(FLAC__MAX_RICE_PARTITION_ORDER, max_rice_partition_order);
351 }
352
353 unsigned FLAC__format_get_max_rice_partition_order_from_blocksize_limited_max_and_predictor_order(unsigned limit, unsigned blocksize, unsigned predictor_order)
354 {
355         unsigned max_rice_partition_order = limit;
356
357         while(max_rice_partition_order > 0 && (blocksize >> max_rice_partition_order) <= predictor_order)
358                 max_rice_partition_order--;
359
360         FLAC__ASSERT(
361                 (max_rice_partition_order == 0 && blocksize >= predictor_order) ||
362                 (max_rice_partition_order > 0 && blocksize >> max_rice_partition_order > predictor_order)
363         );
364
365         return max_rice_partition_order;
366 }
367
368 void FLAC__format_entropy_coding_method_partitioned_rice_contents_init(FLAC__EntropyCodingMethod_PartitionedRiceContents *object)
369 {
370         FLAC__ASSERT(0 != object);
371
372         object->parameters = 0;
373         object->raw_bits = 0;
374         object->capacity_by_order = 0;
375 }
376
377 void FLAC__format_entropy_coding_method_partitioned_rice_contents_clear(FLAC__EntropyCodingMethod_PartitionedRiceContents *object)
378 {
379         FLAC__ASSERT(0 != object);
380
381         if(0 != object->parameters)
382                 free(object->parameters);
383         if(0 != object->raw_bits)
384                 free(object->raw_bits);
385         FLAC__format_entropy_coding_method_partitioned_rice_contents_init(object);
386 }
387
388 FLAC__bool FLAC__format_entropy_coding_method_partitioned_rice_contents_ensure_size(FLAC__EntropyCodingMethod_PartitionedRiceContents *object, unsigned max_partition_order)
389 {
390         FLAC__ASSERT(0 != object);
391
392         FLAC__ASSERT(object->capacity_by_order > 0 || (0 == object->parameters && 0 == object->raw_bits));
393
394         if(object->capacity_by_order < max_partition_order) {
395                 if(0 == (object->parameters = (unsigned*)realloc(object->parameters, sizeof(unsigned)*(1 << max_partition_order))))
396                         return false;
397                 if(0 == (object->raw_bits = (unsigned*)realloc(object->raw_bits, sizeof(unsigned)*(1 << max_partition_order))))
398                         return false;
399                 object->capacity_by_order = max_partition_order;
400         }
401
402         return true;
403 }