src/audio/sound_file.cpp

   1 //  $Id$
   2 //
   3 //  SuperTux
   4 //  Copyright (C) 2006 Matthias Braun <matze@braunis.de>
   5 //
   6 //  This program is free software; you can redistribute it and/or
   7 //  modify it under the terms of the GNU General Public License
   8 //  as published by the Free Software Foundation; either version 2
   9 //  of the License, or (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, write to the Free Software
  18 //  Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
  19
  20 /** Used SDL_mixer and glest source as reference */
  21 #include <config.h>
  22
  23 #include "sound_file.hpp"
  24
  25 #include <stdio.h>
  26 #include <stdint.h>
  27 #include <algorithm>
  28 #include <stdexcept>
  29 #include <sstream>
  30 #include <assert.h>
  31
  32 #include <physfs.h>
  33 #include <vorbis/codec.h>
  34 #include <vorbis/vorbisfile.h>
  35
  36 #include "log.hpp"
  37 #include "lisp/parser.hpp"
  38 #include "lisp/lisp.hpp"
  39 #include "file_system.hpp"
  40
  41 class SoundError : public std::exception
  42 {
  43 public:
  44   SoundError(const std::string& message) throw();
  45   virtual ~SoundError() throw();
  46
  47   const char* what() const throw();
  48 private:
  49   std::string message;
  50 };
  51
  52 SoundError::SoundError(const std::string& message) throw()
  53 {
  54   this->message = message;
  55 }
  56
  57 SoundError::~SoundError() throw()
  58 {}
  59
  60 const char*
  61 SoundError::what() const throw()
  62 {
  63   return message.c_str();
  64 }
  65
  66 class WavSoundFile : public SoundFile
  67 {
  68 public:
  69   WavSoundFile(PHYSFS_file* file);
  70   ~WavSoundFile();
  71
  72   size_t read(void* buffer, size_t buffer_size);
  73   void reset();
  74
  75 private:
  76   PHYSFS_file* file;
  77
  78   PHYSFS_sint64 datastart;
  79 };
  80
  81 static inline uint32_t read32LE(PHYSFS_file* file)
  82 {
  83   uint32_t result;
  84   if(PHYSFS_readULE32(file, &result) == 0)
  85     throw SoundError("file too short");
  86
  87   return result;
  88 }
  89
  90 static inline uint16_t read16LE(PHYSFS_file* file)
  91 {
  92   uint16_t result;
  93   if(PHYSFS_readULE16(file, &result) == 0)
  94     throw SoundError("file too short");
  95
  96   return result;
  97 }
  98
  99 WavSoundFile::WavSoundFile(PHYSFS_file* file)
 100 {
 101   this->file = file;
 102
 103   char magic[4];
 104   if(PHYSFS_read(file, magic, sizeof(magic), 1) != 1)
 105     throw SoundError("Couldn't read file magic (not a wave file)");
 106   if(strncmp(magic, "RIFF", 4) != 0) {
 107     log_debug << "MAGIC: " << magic << std::endl;
 108     throw SoundError("file is not a RIFF wav file");
 109   }
 110
 111   uint32_t wavelen = read32LE(file);
 112   (void) wavelen;
 113
 114   if(PHYSFS_read(file, magic, sizeof(magic), 1) != 1)
 115     throw SoundError("Couldn't read chunk header (not a wav file?)");
 116   if(strncmp(magic, "WAVE", 4) != 0)
 117     throw SoundError("file is not a valid RIFF/WAVE file");
 118
 119   char chunkmagic[4];
 120   uint32_t chunklen;
 121
 122   // search audio data format chunk
 123   do {
 124     if(PHYSFS_read(file, chunkmagic, sizeof(chunkmagic), 1) != 1)
 125       throw SoundError("EOF while searching format chunk");
 126     chunklen = read32LE(file);
 127
 128     if(strncmp(chunkmagic, "fmt ", 4) == 0)
 129       break;
 130
 131     if(strncmp(chunkmagic, "fact", 4) == 0
 132         || strncmp(chunkmagic, "LIST", 4) == 0) {
 133       // skip chunk
 134       if(PHYSFS_seek(file, PHYSFS_tell(file) + chunklen) == 0)
 135         throw SoundError("EOF while searching fmt chunk");
 136     } else {
 137       throw SoundError("complex WAVE files not supported");
 138     }
 139   } while(true);
 140
 141   if(chunklen < 16)
 142     throw SoundError("Format chunk too short");
 143
 144   // parse format
 145   uint16_t encoding = read16LE(file);
 146   if(encoding != 1)
 147     throw SoundError("only PCM encoding supported");
 148   channels = read16LE(file);
 149   rate = read32LE(file);
 150   uint32_t byterate = read32LE(file);
 151   (void) byterate;
 152   uint16_t blockalign = read16LE(file);
 153   (void) blockalign;
 154   bits_per_sample = read16LE(file);
 155
 156   if(chunklen > 16) {
 157     if(PHYSFS_seek(file, PHYSFS_tell(file) + (chunklen-16)) == 0)
 158       throw SoundError("EOF while reading rest of format chunk");
 159   }
 160
 161   // set file offset to DATA chunk data
 162   do {
 163     if(PHYSFS_read(file, chunkmagic, sizeof(chunkmagic), 1) != 1)
 164       throw SoundError("EOF while searching data chunk");
 165     chunklen = read32LE(file);
 166
 167     if(strncmp(chunkmagic, "data", 4) == 0)
 168       break;
 169
 170     // skip chunk
 171     if(PHYSFS_seek(file, PHYSFS_tell(file) + chunklen) == 0)
 172       throw SoundError("EOF while searching fmt chunk");
 173   } while(true);
 174
 175   datastart = PHYSFS_tell(file);
 176   size = static_cast<size_t> (chunklen);
 177 }
 178
 179 WavSoundFile::~WavSoundFile()
 180 {
 181   PHYSFS_close(file);
 182 }
 183
 184 void
 185 WavSoundFile::reset()
 186 {
 187   if(PHYSFS_seek(file, datastart) == 0)
 188     throw SoundError("Couldn't seek to data start");
 189 }
 190
 191 size_t
 192 WavSoundFile::read(void* buffer, size_t buffer_size)
 193 {
 194   PHYSFS_sint64 end = datastart + size;
 195   PHYSFS_sint64 cur = PHYSFS_tell(file);
 196   if(cur >= end)
 197     return 0;
 198
 199   size_t readsize = std::min(static_cast<size_t> (end - cur), buffer_size);
 200   if(PHYSFS_read(file, buffer, readsize, 1) != 1)
 201     throw SoundError("read error while reading samples");
 202
 203 #ifdef WORDS_BIGENDIAN
 204   if (bits_per_sample != 16)
 205     return readsize;
 206   char *tmp = (char*)buffer;
 207
 208   size_t i;
 209   char c;
 210   for (i = 0; i < readsize / 2; i++)
 211   {
 212     c          = tmp[2*i];
 213     tmp[2*i]   = tmp[2*i+1];
 214     tmp[2*i+1] = c;
 215   }
 216
 217   buffer = tmp;
 218 #endif
 219
 220   return readsize;
 221 }
 222
 223 //---------------------------------------------------------------------------
 224
 225 class OggSoundFile : public SoundFile
 226 {
 227 public:
 228   OggSoundFile(PHYSFS_file* file, double loop_begin, double loop_at);
 229   ~OggSoundFile();
 230
 231   size_t read(void* buffer, size_t buffer_size);
 232   void reset();
 233
 234 private:
 235   static size_t cb_read(void* ptr, size_t size, size_t nmemb, void* source);
 236   static int cb_seek(void* source, ogg_int64_t offset, int whence);
 237   static int cb_close(void* source);
 238   static long cb_tell(void* source);
 239
 240   PHYSFS_file*   file;
 241   OggVorbis_File vorbis_file;
 242   ogg_int64_t    loop_begin;
 243   ogg_int64_t    loop_at;
 244   size_t         normal_buffer_loop;
 245 };
 246
 247 OggSoundFile::OggSoundFile(PHYSFS_file* file, double loop_begin, double loop_at)
 248 {
 249   this->file = file;
 250
 251   ov_callbacks callbacks = { cb_read, cb_seek, cb_close, cb_tell };
 252   ov_open_callbacks(file, &vorbis_file, 0, 0, callbacks);
 253
 254   vorbis_info* vi = ov_info(&vorbis_file, -1);
 255
 256   channels        = vi->channels;
 257   rate            = vi->rate;
 258   bits_per_sample = 16;
 259   size            = static_cast<size_t> (ov_pcm_total(&vorbis_file, -1) * 2);
 260
 261   double samples_begin = loop_begin * rate;
 262   double sample_loop   = loop_at * rate;
 263
 264   this->loop_begin     = (ogg_int64_t) samples_begin;
 265   if(loop_begin < 0) {
 266     this->loop_at = (ogg_int64_t) -1;
 267   } else {
 268     this->loop_at = (ogg_int64_t) sample_loop;
 269   }
 270 }
 271
 272 OggSoundFile::~OggSoundFile()
 273 {
 274   ov_clear(&vorbis_file);
 275 }
 276
 277 size_t
 278 OggSoundFile::read(void* _buffer, size_t buffer_size)
 279 {
 280   char*  buffer         = reinterpret_cast<char*> (_buffer);
 281   int    section        = 0;
 282   size_t totalBytesRead = 0;
 283
 284   while(buffer_size>0) {
 285 #ifdef WORDS_BIGENDIAN
 286     int bigendian = 1;
 287 #else
 288     int bigendian = 0;
 289 #endif
 290
 291     size_t bytes_to_read    = buffer_size;
 292     if(loop_at > 0) {
 293       size_t      bytes_per_sample       = 2;
 294       ogg_int64_t time                   = ov_pcm_tell(&vorbis_file);
 295       ogg_int64_t samples_left_till_loop = loop_at - time;
 296       ogg_int64_t bytes_left_till_loop
 297         = samples_left_till_loop * bytes_per_sample;
 298       if(bytes_left_till_loop <= 4)
 299         break;
 300
 301       if(bytes_left_till_loop < (ogg_int64_t) bytes_to_read) {
 302         bytes_to_read    = (size_t) bytes_left_till_loop;
 303       }
 304     }
 305
 306     long bytesRead
 307       = ov_read(&vorbis_file, buffer, bytes_to_read, bigendian,
 308           2, 1, &section);
 309     if(bytesRead == 0) {
 310       break;
 311     }
 312     buffer_size    -= bytesRead;
 313     buffer         += bytesRead;
 314     totalBytesRead += bytesRead;
 315   }
 316
 317   return totalBytesRead;
 318 }
 319
 320 void
 321 OggSoundFile::reset()
 322 {
 323   ov_pcm_seek(&vorbis_file, loop_begin);
 324 }
 325
 326 size_t
 327 OggSoundFile::cb_read(void* ptr, size_t size, size_t nmemb, void* source)
 328 {
 329   PHYSFS_file* file = reinterpret_cast<PHYSFS_file*> (source);
 330
 331   PHYSFS_sint64 res
 332     = PHYSFS_read(file, ptr, static_cast<PHYSFS_uint32> (size),
 333         static_cast<PHYSFS_uint32> (nmemb));
 334   if(res <= 0)
 335     return 0;
 336
 337   return static_cast<size_t> (res);
 338 }
 339
 340 int
 341 OggSoundFile::cb_seek(void* source, ogg_int64_t offset, int whence)
 342 {
 343   PHYSFS_file* file = reinterpret_cast<PHYSFS_file*> (source);
 344
 345   switch(whence) {
 346     case SEEK_SET:
 347       if(PHYSFS_seek(file, static_cast<PHYSFS_uint64> (offset)) == 0)
 348         return -1;
 349       break;
 350     case SEEK_CUR:
 351       if(PHYSFS_seek(file, PHYSFS_tell(file) + offset) == 0)
 352         return -1;
 353       break;
 354     case SEEK_END:
 355       if(PHYSFS_seek(file, PHYSFS_fileLength(file) + offset) == 0)
 356         return -1;
 357       break;
 358     default:
 359 #ifdef DEBUG
 360       assert(false);
 361 #else
 362       return -1;
 363 #endif
 364   }
 365   return 0;
 366 }
 367
 368 int
 369 OggSoundFile::cb_close(void* source)
 370 {
 371   PHYSFS_file* file = reinterpret_cast<PHYSFS_file*> (source);
 372   PHYSFS_close(file);
 373   return 0;
 374 }
 375
 376 long
 377 OggSoundFile::cb_tell(void* source)
 378 {
 379   PHYSFS_file* file = reinterpret_cast<PHYSFS_file*> (source);
 380   return static_cast<long> (PHYSFS_tell(file));
 381 }
 382
 383 //---------------------------------------------------------------------------
 384
 385 SoundFile* load_music_file(const std::string& filename)
 386 {
 387   lisp::Parser parser(false);
 388   const lisp::Lisp* root = parser.parse(filename);
 389   const lisp::Lisp* music = root->get_lisp("supertux-music");
 390   if(music == NULL)
 391     throw SoundError("file is not a supertux-music file.");
 392
 393   std::string raw_music_file;
 394   float loop_begin = 0;
 395   float loop_at    = -1;
 396
 397   music->get("file", raw_music_file);
 398   music->get("loop-begin", loop_begin);
 399   music->get("loop-at", loop_at);
 400
 401   if(loop_begin < 0) {
 402     throw SoundError("can't loop from negative value");
 403   }
 404
 405   std::string basedir = FileSystem::dirname(filename);
 406   raw_music_file = FileSystem::normalize(basedir + raw_music_file);
 407
 408   PHYSFS_file* file = PHYSFS_openRead(raw_music_file.c_str());
 409   if(!file) {
 410     std::stringstream msg;
 411     msg << "Couldn't open '" << raw_music_file << "': " << PHYSFS_getLastError();
 412     throw SoundError(msg.str());
 413   }
 414
 415   return new OggSoundFile(file, loop_begin, loop_at);
 416 }
 417
 418 SoundFile* load_sound_file(const std::string& filename)
 419 {
 420   if(filename.length() > 6
 421       && filename.compare(filename.length()-6, 6, ".music") == 0) {
 422     return load_music_file(filename);
 423   }
 424
 425   PHYSFS_file* file = PHYSFS_openRead(filename.c_str());
 426   if(!file) {
 427     std::stringstream msg;
 428     msg << "Couldn't open '" << filename << "': " << PHYSFS_getLastError() << ", using dummy sound file.";
 429     throw SoundError(msg.str());
 430   }
 431
 432   try {
 433     char magic[4];
 434     if(PHYSFS_read(file, magic, sizeof(magic), 1) != 1)
 435       throw SoundError("Couldn't read magic, file too short");
 436     PHYSFS_seek(file, 0);
 437     if(strncmp(magic, "RIFF", 4) == 0)
 438       return new WavSoundFile(file);
 439     else if(strncmp(magic, "OggS", 4) == 0)
 440       return new OggSoundFile(file, 0, -1);
 441     else
 442       throw SoundError("Unknown file format");
 443   } catch(std::exception& e) {
 444     std::stringstream msg;
 445     msg << "Couldn't read '" << filename << "': " << e.what();
 446     throw SoundError(msg.str());
 447   }
 448 }