tests/audiogen.c

   1 /*
   2  * Generates a synthetic stereo sound
   3  * NOTE: No floats are used to guarantee a bit exact output.
   4  *
   5  * Copyright (c) 2002 Fabrice Bellard
   6  *
   7  * This file is part of Libav.
   8  *
   9  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
  10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  11  * License as published by the Free Software Foundation; either
  12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  13  *
  14  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17  * Lesser General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  20  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  22  */
  23
  24 #include <stdlib.h>
  25 #include <stdio.h>
  26
  27 #define MAX_CHANNELS 8
  28
  29 static unsigned int myrnd(unsigned int *seed_ptr, int n)
  30 {
  31     unsigned int seed, val;
  32
  33     seed = *seed_ptr;
  34     seed = (seed * 314159) + 1;
  35     if (n == 256) {
  36         val = seed >> 24;
  37     } else {
  38         val = seed % n;
  39     }
  40     *seed_ptr = seed;
  41     return val;
  42 }
  43
  44 #define FRAC_BITS 16
  45 #define FRAC_ONE (1 << FRAC_BITS)
  46
  47 #define COS_TABLE_BITS 7
  48
  49 /* integer cosinus */
  50 static const unsigned short cos_table[(1 << COS_TABLE_BITS) + 2] = {
  51  0x8000, 0x7ffe, 0x7ff6, 0x7fea, 0x7fd9, 0x7fc2, 0x7fa7, 0x7f87,
  52  0x7f62, 0x7f38, 0x7f0a, 0x7ed6, 0x7e9d, 0x7e60, 0x7e1e, 0x7dd6,
  53  0x7d8a, 0x7d3a, 0x7ce4, 0x7c89, 0x7c2a, 0x7bc6, 0x7b5d, 0x7aef,
  54  0x7a7d, 0x7a06, 0x798a, 0x790a, 0x7885, 0x77fb, 0x776c, 0x76d9,
  55  0x7642, 0x75a6, 0x7505, 0x7460, 0x73b6, 0x7308, 0x7255, 0x719e,
  56  0x70e3, 0x7023, 0x6f5f, 0x6e97, 0x6dca, 0x6cf9, 0x6c24, 0x6b4b,
  57  0x6a6e, 0x698c, 0x68a7, 0x67bd, 0x66d0, 0x65de, 0x64e9, 0x63ef,
  58  0x62f2, 0x61f1, 0x60ec, 0x5fe4, 0x5ed7, 0x5dc8, 0x5cb4, 0x5b9d,
  59  0x5a82, 0x5964, 0x5843, 0x571e, 0x55f6, 0x54ca, 0x539b, 0x5269,
  60  0x5134, 0x4ffb, 0x4ec0, 0x4d81, 0x4c40, 0x4afb, 0x49b4, 0x486a,
  61  0x471d, 0x45cd, 0x447b, 0x4326, 0x41ce, 0x4074, 0x3f17, 0x3db8,
  62  0x3c57, 0x3af3, 0x398d, 0x3825, 0x36ba, 0x354e, 0x33df, 0x326e,
  63  0x30fc, 0x2f87, 0x2e11, 0x2c99, 0x2b1f, 0x29a4, 0x2827, 0x26a8,
  64  0x2528, 0x23a7, 0x2224, 0x209f, 0x1f1a, 0x1d93, 0x1c0c, 0x1a83,
  65  0x18f9, 0x176e, 0x15e2, 0x1455, 0x12c8, 0x113a, 0x0fab, 0x0e1c,
  66  0x0c8c, 0x0afb, 0x096b, 0x07d9, 0x0648, 0x04b6, 0x0324, 0x0192,
  67  0x0000, 0x0000,
  68 };
  69
  70 #define CSHIFT (FRAC_BITS - COS_TABLE_BITS - 2)
  71
  72 static int int_cos(int a)
  73 {
  74     int neg, v, f;
  75     const unsigned short *p;
  76
  77     a = a & (FRAC_ONE - 1); /* modulo 2 * pi */
  78     if (a >= (FRAC_ONE / 2))
  79         a = FRAC_ONE - a;
  80     neg = 0;
  81     if (a > (FRAC_ONE / 4)) {
  82         neg = -1;
  83         a = (FRAC_ONE / 2) - a;
  84     }
  85     p = cos_table + (a >> CSHIFT);
  86     /* linear interpolation */
  87     f = a & ((1 << CSHIFT) - 1);
  88     v = p[0] + (((p[1] - p[0]) * f + (1 << (CSHIFT - 1))) >> CSHIFT);
  89     v = (v ^ neg) - neg;
  90     v = v << (FRAC_BITS - 15);
  91     return v;
  92 }
  93
  94 FILE *outfile;
  95
  96 static void put_sample(int v)
  97 {
  98     fputc(v & 0xff, outfile);
  99     fputc((v >> 8) & 0xff, outfile);
 100 }
 101
 102 int main(int argc, char **argv)
 103 {
 104     int i, a, v, j, f, amp, ampa;
 105     unsigned int seed = 1;
 106     int tabf1[MAX_CHANNELS], tabf2[MAX_CHANNELS];
 107     int taba[MAX_CHANNELS];
 108     int sample_rate = 44100;
 109     int nb_channels = 2;
 110
 111     if (argc < 2 || argc > 4) {
 112         printf("usage: %s file [<sample rate> [<channels>]]\n"
 113                "generate a test raw 16 bit audio stream\n"
 114                "default: 44100 Hz stereo\n", argv[0]);
 115         exit(1);
 116     }
 117
 118     if (argc > 2) {
 119         sample_rate = atoi(argv[2]);
 120         if (sample_rate <= 0) {
 121             fprintf(stderr, "invalid sample rate: %d\n", sample_rate);
 122             return 1;
 123         }
 124     }
 125
 126     if (argc > 3) {
 127         nb_channels = atoi(argv[3]);
 128         if (nb_channels < 1 || nb_channels > MAX_CHANNELS) {
 129             fprintf(stderr, "invalid number of channels: %d\n", nb_channels);
 130             return 1;
 131         }
 132     }
 133
 134     outfile = fopen(argv[1], "wb");
 135     if (!outfile) {
 136         perror(argv[1]);
 137         return 1;
 138     }
 139
 140     /* 1 second of single freq sinus at 1000 Hz */
 141     a = 0;
 142     for(i=0;i<1 * sample_rate;i++) {
 143         v = (int_cos(a) * 10000) >> FRAC_BITS;
 144         for(j=0;j<nb_channels;j++)
 145             put_sample(v);
 146         a += (1000 * FRAC_ONE) / sample_rate;
 147     }
 148
 149     /* 1 second of varing frequency between 100 and 10000 Hz */
 150     a = 0;
 151     for(i=0;i<1 * sample_rate;i++) {
 152         v = (int_cos(a) * 10000) >> FRAC_BITS;
 153         for(j=0;j<nb_channels;j++)
 154             put_sample(v);
 155         f = 100 + (((10000 - 100) * i) / sample_rate);
 156         a += (f * FRAC_ONE) / sample_rate;
 157     }
 158
 159     /* 0.5 second of low amplitude white noise */
 160     for(i=0;i<sample_rate / 2;i++) {
 161         v = myrnd(&seed, 20000) - 10000;
 162         for(j=0;j<nb_channels;j++)
 163             put_sample(v);
 164     }
 165
 166     /* 0.5 second of high amplitude white noise */
 167     for(i=0;i<sample_rate / 2;i++) {
 168         v = myrnd(&seed, 65535) - 32768;
 169         for(j=0;j<nb_channels;j++)
 170             put_sample(v);
 171     }
 172
 173     /* 1 second of unrelated ramps for each channel */
 174     for(j=0;j<nb_channels;j++) {
 175         taba[j] = 0;
 176         tabf1[j] = 100 + myrnd(&seed, 5000);
 177         tabf2[j] = 100 + myrnd(&seed, 5000);
 178     }
 179     for(i=0;i<1 * sample_rate;i++) {
 180         for(j=0;j<nb_channels;j++) {
 181             v = (int_cos(taba[j]) * 10000) >> FRAC_BITS;
 182             put_sample(v);
 183             f = tabf1[j] + (((tabf2[j] - tabf1[j]) * i) / sample_rate);
 184             taba[j] += (f * FRAC_ONE) / sample_rate;
 185         }
 186     }
 187
 188     /* 2 seconds of 500 Hz with varying volume */
 189     a = 0;
 190     ampa = 0;
 191     for(i=0;i<2 * sample_rate;i++) {
 192         for(j=0;j<nb_channels;j++) {
 193             amp = ((FRAC_ONE + int_cos(ampa)) * 5000) >> FRAC_BITS;
 194             if (j & 1)
 195                 amp = 10000 - amp;
 196             v = (int_cos(a) * amp) >> FRAC_BITS;
 197             put_sample(v);
 198             a += (500 * FRAC_ONE) / sample_rate;
 199             ampa += (2 * FRAC_ONE) / sample_rate;
 200         }
 201     }
 202
 203     fclose(outfile);
 204     return 0;
 205 }