Quelle  dsp_audio.c   Sprache: C

/*
 * Audio support data for mISDN_dsp.
 *
 * Copyright 2002/2003 by Andreas Eversberg (jolly@eversberg.eu)
 * Rewritten by Peter
 *
 * This software may be used and distributed according to the terms
 * of the GNU General Public License, incorporated herein by reference.
 *
 */

#include <linux/delay.h>
#include <linux/mISDNif.h>
#include <linux/mISDNdsp.h>
#include <linux/export.h>
#include <linux/bitrev.h>
#include "core.h"
#include "dsp.h"

/* ulaw[unsigned char] -> signed 16-bit */
s32 dsp_audio_ulaw_to_s32[256];
/* alaw[unsigned char] -> signed 16-bit */
s32 dsp_audio_alaw_to_s32[256];

s32 *dsp_audio_law_to_s32;
EXPORT_SYMBOL(dsp_audio_law_to_s32);

/* signed 16-bit -> law */
u8 dsp_audio_s16_to_law[65536];
EXPORT_SYMBOL(dsp_audio_s16_to_law);

/* alaw -> ulaw */
u8 dsp_audio_alaw_to_ulaw[256];
/* ulaw -> alaw */
static u8 dsp_audio_ulaw_to_alaw[256];
u8 dsp_silence;


/*****************************************************
 * generate table for conversion of s16 to alaw/ulaw *
 *****************************************************/

#define AMI_MASK 0x55

static inline unsigned char linear2alaw(short int linear)
{
 int mask;
 int seg;
 int pcm_val;
 static int seg_end[8] = {
  0xFF, 0x1FF, 0x3FF, 0x7FF, 0xFFF, 0x1FFF, 0x3FFF, 0x7FFF
 };

 pcm_val = linear;
 if (pcm_val >= 0) {
  /* Sign (7th) bit = 1 */
  mask = AMI_MASK | 0x80;
 } else {
  /* Sign bit = 0 */
  mask = AMI_MASK;
  pcm_val = -pcm_val;
 }

 /* Convert the scaled magnitude to segment number. */
 for (seg = 0; seg < 8; seg++) {
  if (pcm_val <= seg_end[seg])
   break;
 }
 /* Combine the sign, segment, and quantization bits. */
 return  ((seg << 4) |
   ((pcm_val >> ((seg)  ?  (seg + 3)  :  4)) & 0x0F)) ^ mask;
}


static inline short int alaw2linear(unsigned char alaw)
{
 int i;
 int seg;

 alaw ^= AMI_MASK;
 i = ((alaw & 0x0F) << 4) + 8 /* rounding error */;
 seg = (((int) alaw & 0x70) >> 4);
 if (seg)
  i = (i + 0x100) << (seg - 1);
 return (short int) ((alaw & 0x80)  ?  i  :  -i);
}

static inline short int ulaw2linear(unsigned char ulaw)
{
 short mu, e, f, y;
 static short etab[] = {0, 132, 396, 924, 1980, 4092, 8316, 16764};

 mu = 255 - ulaw;
 e = (mu & 0x70) / 16;
 f = mu & 0x0f;
 y = f * (1 << (e + 3));
 y += etab[e];
 if (mu & 0x80)
  y = -y;
 return y;
}

#define BIAS 0x84   /*!< define the add-in bias for 16 bit samples */

static unsigned char linear2ulaw(short sample)
{
 static int exp_lut[256] = {
  0, 0, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3,
  4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4,
  5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5,
  5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5,
  6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6,
  6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6,
  6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6,
  6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6,
  7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
  7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
  7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
  7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
  7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
  7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
  7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
  7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7};
 int sign, exponent, mantissa;
 unsigned char ulawbyte;

 /* Get the sample into sign-magnitude. */
 sign = (sample >> 8) & 0x80;   /* set aside the sign */
 if (sign != 0)
  sample = -sample;       /* get magnitude */

 /* Convert from 16 bit linear to ulaw. */
 sample = sample + BIAS;
 exponent = exp_lut[(sample >> 7) & 0xFF];
 mantissa = (sample >> (exponent + 3)) & 0x0F;
 ulawbyte = ~(sign | (exponent << 4) | mantissa);

 return ulawbyte;
}

void dsp_audio_generate_law_tables(void)
{
 int i;
 for (i = 0; i < 256; i++)
  dsp_audio_alaw_to_s32[i] = alaw2linear(bitrev8((u8)i));

 for (i = 0; i < 256; i++)
  dsp_audio_ulaw_to_s32[i] = ulaw2linear(bitrev8((u8)i));

 for (i = 0; i < 256; i++) {
  dsp_audio_alaw_to_ulaw[i] =
   linear2ulaw(dsp_audio_alaw_to_s32[i]);
  dsp_audio_ulaw_to_alaw[i] =
   linear2alaw(dsp_audio_ulaw_to_s32[i]);
 }
}

void
dsp_audio_generate_s2law_table(void)
{
 int i;

 if (dsp_options & DSP_OPT_ULAW) {
  /* generating ulaw-table */
  for (i = -32768; i < 32768; i++) {
   dsp_audio_s16_to_law[i & 0xffff] =
    bitrev8(linear2ulaw(i));
  }
 } else {
  /* generating alaw-table */
  for (i = -32768; i < 32768; i++) {
   dsp_audio_s16_to_law[i & 0xffff] =
    bitrev8(linear2alaw(i));
  }
 }
}


/*
 * the seven bit sample is the number of every second alaw-sample ordered by
 * aplitude. 0x00 is negative, 0x7f is positive amplitude.
 */
u8 dsp_audio_seven2law[128];
u8 dsp_audio_law2seven[256];

/********************************************************************
 * generate table for conversion law from/to 7-bit alaw-like sample *
 ********************************************************************/

void
dsp_audio_generate_seven(void)
{
 int i, j, k;
 u8 spl;
 u8 sorted_alaw[256];

 /* generate alaw table, sorted by the linear value */
 for (i = 0; i < 256; i++) {
  j = 0;
  for (k = 0; k < 256; k++) {
   if (dsp_audio_alaw_to_s32[k]
       < dsp_audio_alaw_to_s32[i])
    j++;
  }
  sorted_alaw[j] = i;
 }

 /* generate tabels */
 for (i = 0; i < 256; i++) {
  /* spl is the source: the law-sample (converted to alaw) */
  spl = i;
  if (dsp_options & DSP_OPT_ULAW)
   spl = dsp_audio_ulaw_to_alaw[i];
  /* find the 7-bit-sample */
  for (j = 0; j < 256; j++) {
   if (sorted_alaw[j] == spl)
    break;
  }
  /* write 7-bit audio value */
  dsp_audio_law2seven[i] = j >> 1;
 }
 for (i = 0; i < 128; i++) {
  spl = sorted_alaw[i << 1];
  if (dsp_options & DSP_OPT_ULAW)
   spl = dsp_audio_alaw_to_ulaw[spl];
  dsp_audio_seven2law[i] = spl;
 }
}


/* mix 2*law -> law */
u8 dsp_audio_mix_law[65536];

/******************************************************
 * generate mix table to mix two law samples into one *
 ******************************************************/

void
dsp_audio_generate_mix_table(void)
{
 int i, j;
 s32 sample;

 i = 0;
 while (i < 256) {
  j = 0;
  while (j < 256) {
   sample = dsp_audio_law_to_s32[i];
   sample += dsp_audio_law_to_s32[j];
   if (sample > 32767)
    sample = 32767;
   if (sample < -32768)
    sample = -32768;
   dsp_audio_mix_law[(i << 8) | j] =
    dsp_audio_s16_to_law[sample & 0xffff];
   j++;
  }
  i++;
 }
}


/*************************************
 * generate different volume changes *
 *************************************/

static u8 dsp_audio_reduce8[256];
static u8 dsp_audio_reduce7[256];
static u8 dsp_audio_reduce6[256];
static u8 dsp_audio_reduce5[256];
static u8 dsp_audio_reduce4[256];
static u8 dsp_audio_reduce3[256];
static u8 dsp_audio_reduce2[256];
static u8 dsp_audio_reduce1[256];
static u8 dsp_audio_increase1[256];
static u8 dsp_audio_increase2[256];
static u8 dsp_audio_increase3[256];
static u8 dsp_audio_increase4[256];
static u8 dsp_audio_increase5[256];
static u8 dsp_audio_increase6[256];
static u8 dsp_audio_increase7[256];
static u8 dsp_audio_increase8[256];

static u8 *dsp_audio_volume_change[16] = {
 dsp_audio_reduce8,
 dsp_audio_reduce7,
 dsp_audio_reduce6,
 dsp_audio_reduce5,
 dsp_audio_reduce4,
 dsp_audio_reduce3,
 dsp_audio_reduce2,
 dsp_audio_reduce1,
 dsp_audio_increase1,
 dsp_audio_increase2,
 dsp_audio_increase3,
 dsp_audio_increase4,
 dsp_audio_increase5,
 dsp_audio_increase6,
 dsp_audio_increase7,
 dsp_audio_increase8,
};

void
dsp_audio_generate_volume_changes(void)
{
 register s32 sample;
 int i;
 int num[]   = { 110, 125, 150, 175, 200, 300, 400, 500 };
 int denum[] = { 100, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 100 };

 i = 0;
 while (i < 256) {
  dsp_audio_reduce8[i] = dsp_audio_s16_to_law[
   (dsp_audio_law_to_s32[i] * denum[7] / num[7]) & 0xffff];
  dsp_audio_reduce7[i] = dsp_audio_s16_to_law[
   (dsp_audio_law_to_s32[i] * denum[6] / num[6]) & 0xffff];
  dsp_audio_reduce6[i] = dsp_audio_s16_to_law[
   (dsp_audio_law_to_s32[i] * denum[5] / num[5]) & 0xffff];
  dsp_audio_reduce5[i] = dsp_audio_s16_to_law[
   (dsp_audio_law_to_s32[i] * denum[4] / num[4]) & 0xffff];
  dsp_audio_reduce4[i] = dsp_audio_s16_to_law[
   (dsp_audio_law_to_s32[i] * denum[3] / num[3]) & 0xffff];
  dsp_audio_reduce3[i] = dsp_audio_s16_to_law[
   (dsp_audio_law_to_s32[i] * denum[2] / num[2]) & 0xffff];
  dsp_audio_reduce2[i] = dsp_audio_s16_to_law[
   (dsp_audio_law_to_s32[i] * denum[1] / num[1]) & 0xffff];
  dsp_audio_reduce1[i] = dsp_audio_s16_to_law[
   (dsp_audio_law_to_s32[i] * denum[0] / num[0]) & 0xffff];
  sample = dsp_audio_law_to_s32[i] * num[0] / denum[0];
  if (sample < -32768)
   sample = -32768;
  else if (sample > 32767)
   sample = 32767;
  dsp_audio_increase1[i] = dsp_audio_s16_to_law[sample & 0xffff];
  sample = dsp_audio_law_to_s32[i] * num[1] / denum[1];
  if (sample < -32768)
   sample = -32768;
  else if (sample > 32767)
   sample = 32767;
  dsp_audio_increase2[i] = dsp_audio_s16_to_law[sample & 0xffff];
  sample = dsp_audio_law_to_s32[i] * num[2] / denum[2];
  if (sample < -32768)
   sample = -32768;
  else if (sample > 32767)
   sample = 32767;
  dsp_audio_increase3[i] = dsp_audio_s16_to_law[sample & 0xffff];
  sample = dsp_audio_law_to_s32[i] * num[3] / denum[3];
  if (sample < -32768)
   sample = -32768;
  else if (sample > 32767)
   sample = 32767;
  dsp_audio_increase4[i] = dsp_audio_s16_to_law[sample & 0xffff];
  sample = dsp_audio_law_to_s32[i] * num[4] / denum[4];
  if (sample < -32768)
   sample = -32768;
  else if (sample > 32767)
   sample = 32767;
  dsp_audio_increase5[i] = dsp_audio_s16_to_law[sample & 0xffff];
  sample = dsp_audio_law_to_s32[i] * num[5] / denum[5];
  if (sample < -32768)
   sample = -32768;
  else if (sample > 32767)
   sample = 32767;
  dsp_audio_increase6[i] = dsp_audio_s16_to_law[sample & 0xffff];
  sample = dsp_audio_law_to_s32[i] * num[6] / denum[6];
  if (sample < -32768)
   sample = -32768;
  else if (sample > 32767)
   sample = 32767;
  dsp_audio_increase7[i] = dsp_audio_s16_to_law[sample & 0xffff];
  sample = dsp_audio_law_to_s32[i] * num[7] / denum[7];
  if (sample < -32768)
   sample = -32768;
  else if (sample > 32767)
   sample = 32767;
  dsp_audio_increase8[i] = dsp_audio_s16_to_law[sample & 0xffff];

  i++;
 }
}


/**************************************
 * change the volume of the given skb *
 **************************************/

/* this is a helper function for changing volume of skb. the range may be
 * -8 to 8, which is a shift to the power of 2. 0 == no volume, 3 == volume*8
 */
void
dsp_change_volume(struct sk_buff *skb, int volume)
{
 u8 *volume_change;
 int i, ii;
 u8 *p;
 int shift;

 if (volume == 0)
  return;

 /* get correct conversion table */
 if (volume < 0) {
  shift = volume + 8;
  if (shift < 0)
   shift = 0;
 } else {
  shift = volume + 7;
  if (shift > 15)
   shift = 15;
 }
 volume_change = dsp_audio_volume_change[shift];
 i = 0;
 ii = skb->len;
 p = skb->data;
 /* change volume */
 while (i < ii) {
  *p = volume_change[*p];
  p++;
  i++;
 }
}