bird
[vg.git] / vg_audio.h
index a0d6b6b2beafc26912c6700a324c2e8581bd95ad..0968957a64dbe7983f9e7d629960647bf3b83a0b 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-/* Copyright (C) 2021-2022 Harry Godden (hgn) - All Rights Reserved */
+/* Copyright (C) 2021-2023 Harry Godden (hgn) - All Rights Reserved */
 
 #ifndef VG_AUDIO_H
 #define VG_AUDIO_H
   #endif
 #endif
 
+#define AUDIO_FRAME_SIZE 512
+#define AUDIO_MIX_FRAME_SIZE 256
+
 #define AUDIO_CHANNELS        32
 #define AUDIO_LFOS            8
+#define AUDIO_FILTERS         16
 #define AUDIO_FLAG_LOOP       0x1
-#define AUDIO_FLAG_SPACIAL_3D 0x2
+#define AUDIO_FLAG_SPACIAL_3D 0x4
+#define AUDIO_FLAG_AUTO_START 0x8
 
 /* Vorbis will ALWAYS use the maximum amount of channels it can */
 //#define AUDIO_FLAG_MONO       0x100 NOTE: This is the default, so its not used
@@ -111,6 +116,7 @@ static struct vg_audio_system
       char name[32];       /* only editable while allocated == 0 */
       audio_clip *source;  /* ... */
       u32 flags;           /* ... */
+      u32 colour;          /* ... */
 
       /* internal non-readable state 
        * -----------------------------*/
@@ -130,9 +136,11 @@ static struct vg_audio_system
          k_channel_activity_reset,   /* will advance if allocated==1, to wake */
          k_channel_activity_wake,    /* will advance to either of next two */
          k_channel_activity_alive,
+         k_channel_activity_end,
          k_channel_activity_error
       }
-      activity;
+      activity,
+      readable_activity;
    
       /* 
        * editable structure, can be modified inside _lock and _unlock
@@ -175,14 +183,18 @@ static struct vg_audio_system
 }
 vg_audio = { .volume_console = 1.0f };
 
+#include "vg/vg_audio_dsp.h"
 
 static struct vg_profile 
    _vg_prof_audio_decode = {.mode = k_profile_mode_accum,
                             .name = "[T2] audio_decode()"},
    _vg_prof_audio_mix    = {.mode = k_profile_mode_accum,
                             .name = "[T2] audio_mix()"},
+   _vg_prof_dsp          = {.mode = k_profile_mode_accum,
+                            .name = "[T2] dsp_process()"},
    vg_prof_audio_decode,
-   vg_prof_audio_mix;
+   vg_prof_audio_mix,
+   vg_prof_audio_dsp;
 
 /* 
  * These functions are called from the main thread and used to prevent bad 
@@ -259,20 +271,21 @@ VG_STATIC void vg_audio_init(void)
    u32 decode_size = AUDIO_DECODE_SIZE * AUDIO_CHANNELS;
    vg_audio.decode_buffer = vg_linear_alloc( vg_mem.rtmemory, decode_size );
 
+   vg_dsp_init();
+
    SDL_AudioSpec spec_desired, spec_got;
    spec_desired.callback = audio_mixer_callback;
    spec_desired.channels = 2;
    spec_desired.format   = AUDIO_F32;
    spec_desired.freq     = 44100;
    spec_desired.padding  = 0;
-   spec_desired.samples  = 512;
+   spec_desired.samples  = AUDIO_FRAME_SIZE;
    spec_desired.silence  = 0;
    spec_desired.size     = 0;
    spec_desired.userdata = NULL;
 
    vg_audio.sdl_output_device = 
-      SDL_OpenAudioDevice( NULL, 0, &spec_desired, &spec_got,
-                                    SDL_AUDIO_ALLOW_SAMPLES_CHANGE );
+      SDL_OpenAudioDevice( NULL, 0, &spec_desired, &spec_got,0 );
 
    if( vg_audio.sdl_output_device )
    {
@@ -293,6 +306,7 @@ VG_STATIC void vg_audio_init(void)
 
 VG_STATIC void vg_audio_free(void)
 {
+   vg_dsp_free();
    SDL_CloseAudioDevice( vg_audio.sdl_output_device );
 }
 
@@ -319,6 +333,7 @@ static audio_channel *audio_request_channel( audio_clip *clip, u32 flags )
       {
          ch->source = clip;
          ch->flags = flags;
+         ch->colour = 0x00333333;
          strcpy( ch->name, clip->path );
 
          ch->allocated = 1;
@@ -342,6 +357,14 @@ static audio_channel *audio_request_channel( audio_clip *clip, u32 flags )
    return NULL;
 }
 
+static int audio_channel_finished( audio_channel *ch )
+{
+   if( ch->readable_activity == k_channel_activity_end )
+      return 1;
+   else
+      return 0;
+}
+
 static audio_channel *audio_relinquish_channel( audio_channel *ch )
 {
    ch->editable_state.relinquished = 1;
@@ -368,7 +391,7 @@ static void audio_channel_edit_volume( audio_channel *ch,
 {
    if( instant )
    {
-      ch->editable_state.volume = 0.0f;
+      ch->editable_state.volume = new_volume;
       ch->editble_state_write_mask |= AUDIO_EDIT_VOLUME;
    }
    else
@@ -419,7 +442,12 @@ static void audio_channel_set_spacial( audio_channel *ch, v3f co, float range )
    if( ch->flags & AUDIO_FLAG_SPACIAL_3D )
    {
       v3_copy( co, ch->editable_state.spacial_falloff );
-      ch->editable_state.spacial_falloff[3] = 1.0f/range;
+
+      if( range == 0.0f )
+         ch->editable_state.spacial_falloff[3] = 1.0f;
+      else
+         ch->editable_state.spacial_falloff[3] = 1.0f/range;
+
       ch->editble_state_write_mask |= AUDIO_EDIT_SPACIAL;
    }
    else
@@ -609,7 +637,7 @@ stb_vorbis_get_samples_i16_downmixed( stb_vorbis *f, i16 *buffer, int len )
    return n;
 }
 
-static float audio_lfo_pull_sample( audio_lfo *lfo )
+static inline float audio_lfo_pull_sample( audio_lfo *lfo )
 {
    lfo->time ++;
 
@@ -724,24 +752,18 @@ static void audio_channel_get_samples( audio_channel *ch,
    vg_profile_end( &_vg_prof_audio_decode );
 }
 
-static void audio_channel_mix( audio_channel *ch, 
-                               float *buffer, u32 frame_count )
+static void audio_channel_mix( audio_channel *ch, float *buffer )
 {
-   u32 frames_write = frame_count;
-
-   u32 buffer_length = frame_count;
+   u32 buffer_length = AUDIO_MIX_FRAME_SIZE;
    if( ch->_.sampling_rate != 1.0f )
    {
-      buffer_length = ceilf( (float)frame_count * ch->_.sampling_rate ) + 1;
+      float l = ceilf( (float)(AUDIO_MIX_FRAME_SIZE) * ch->_.sampling_rate );
+      buffer_length = l+1;
    }
 
-   float *pcf = alloca( buffer_length * 2 * sizeof(float) );
+   float pcf[ AUDIO_MIX_FRAME_SIZE * 2 * 2 ];
 
    audio_channel_get_samples( ch, buffer_length, pcf );
-   vg_profile_begin( &_vg_prof_audio_mix );
-
-   if( ch->_.lfo )
-      ch->_.lfo->time = ch->_.lfo->time_startframe;
 
    float framevol_l = 1.0f,
          framevol_r = 1.0f;
@@ -775,28 +797,43 @@ static void audio_channel_mix( audio_channel *ch,
       framevol_r *= (vol * 0.5f) * (1.0f + pan);
    }
 
-   for( u32 j=0; j<frame_count; j++ )
-   {
-      if( ch->volume_movement < ch->_.volume_rate )
-      {
-         ch->volume_movement ++;
+   vg_profile_begin( &_vg_prof_audio_mix );
 
-         float movement_t  = ch->volume_movement;
-               movement_t /= (float)ch->_.volume_rate;
+   float volume_movement = ch->volume_movement;
+   float const fvolume_rate = vg_maxf( 1.0f, ch->_.volume_rate );
+   const float inv_volume_rate = 1.0f/fvolume_rate;
 
-         ch->_.volume = vg_lerpf( ch->volume_movement_start,
-                                  ch->_.volume_target, 
-                                  movement_t );
-      }
+   float volume = ch->_.volume;
+   const float volume_start  = ch->volume_movement_start;
+   const float volume_target = ch->_.volume_target;
 
-      float vol_norm = ch->_.volume * ch->_.volume;
+   for( u32 j=0; j<AUDIO_MIX_FRAME_SIZE; j++ )
+   {
+      /*
+       * there is some REALLY weird behaviour with minss,
+       * i cannot begin to guess what the cause is, but the bahaviour when
+       * the second argument is not 1.0 would seemingly tripple or up to 
+       * eight times this routine.
+       *
+       * the times it would happen are when moving from empty space into areas
+       * with geometry. in the bvh for skate rift.
+       *
+       * it should be completely unrelated to this, but somehow -- it is
+       * effecting the speed of minss. and severely at that too.
+       **/
+
+      volume_movement += 1.0f;
+      float movement_t = volume_movement * inv_volume_rate;
+            movement_t = vg_minf( volume_movement, 1.0f );
+      volume           = vg_lerpf( volume_start, volume_target, movement_t );
+
+      float vol_norm = volume * volume;
 
       if( ch->_.lfo )
-         vol_norm *= 1.0f + audio_lfo_pull_sample( ch->_.lfo ) 
-                                          * ch->_.lfo_amount;
+         vol_norm *= 1.0f + audio_lfo_pull_sample(ch->_.lfo) * ch->_.lfo_amount;
 
-      float vol_l     = vol_norm * framevol_l,
-            vol_r     = vol_norm * framevol_r,
+      float vol_l = vol_norm * framevol_l,
+            vol_r = vol_norm * framevol_r,
             sample_l,
             sample_r;
       
@@ -824,6 +861,10 @@ static void audio_channel_mix( audio_channel *ch,
       buffer[ j*2+1 ] += sample_r * vol_r;
    }
 
+   ch->volume_movement += AUDIO_MIX_FRAME_SIZE;
+   ch->volume_movement  = VG_MIN( ch->volume_movement, ch->_.volume_rate );
+   ch->_.volume = volume;
+
    vg_profile_end( &_vg_prof_audio_mix );
 }
 
@@ -840,10 +881,19 @@ VG_STATIC void audio_mixer_callback( void *user, u8 *stream, int byte_count )
       if( !ch->allocated )
          continue;
 
+      if( ch->activity == k_channel_activity_alive )
+      {
+         if( (ch->cursor >= ch->source_length) && 
+               !(ch->flags & AUDIO_FLAG_LOOP) )
+         {
+            ch->activity = k_channel_activity_end;
+         }
+      }
+
       /* process relinquishments */
       if( (ch->activity != k_channel_activity_reset) && ch->_.relinquished )
       {
-         if( (ch->cursor >= ch->source_length && !(ch->flags & AUDIO_FLAG_LOOP)) 
+         if(   (ch->activity == k_channel_activity_end)
             || (ch->_.volume == 0.0f)
             || (ch->activity == k_channel_activity_error) )
          {
@@ -957,7 +1007,7 @@ VG_STATIC void audio_mixer_callback( void *user, u8 *stream, int byte_count )
       lfo->editble_state_write_mask = 0x00;
    }
 
-
+   dsp_update_tunings();
    audio_unlock();
 
    /*
@@ -997,23 +1047,54 @@ VG_STATIC void audio_mixer_callback( void *user, u8 *stream, int byte_count )
       audio_channel *ch = &vg_audio.channels[i];
 
       if( ch->activity == k_channel_activity_alive )
-         audio_channel_mix( ch, pOut32F, frame_count );
+      {
+         if( ch->_.lfo )
+            ch->_.lfo->time = ch->_.lfo->time_startframe;
+
+         u32 remaining = frame_count,
+             subpos    = 0;
+
+         while( remaining )
+         {
+            audio_channel_mix( ch, pOut32F+subpos );
+            remaining -= AUDIO_MIX_FRAME_SIZE;
+            subpos += AUDIO_MIX_FRAME_SIZE*2;
+         }
+      }
    }
 
-   /* 
-    * Relinquishing conditions
-    * ------------------------------------------------------------------
-    */
+   vg_profile_begin( &_vg_prof_dsp );
+
+   for( int i=0; i<frame_count; i++ )
+      vg_dsp_process( pOut32F + i*2, pOut32F + i*2 );
+
+   vg_profile_end( &_vg_prof_dsp );
+
    audio_lock();
 
+   for( int i=0; i<AUDIO_CHANNELS; i ++ )
+   {
+      audio_channel *ch = &vg_audio.channels[i];
+      ch->readable_activity = ch->activity;
+   }
+
    /* Profiling information 
     * ----------------------------------------------- */
    vg_profile_increment( &_vg_prof_audio_decode );
    vg_profile_increment( &_vg_prof_audio_mix );
+   vg_profile_increment( &_vg_prof_dsp );
+
    vg_prof_audio_mix = _vg_prof_audio_mix;
    vg_prof_audio_decode = _vg_prof_audio_decode;
+   vg_prof_audio_dsp = _vg_prof_dsp;
+
    vg_audio.samples_last = frame_count;
 
+   if( vg_audio.debug_ui )
+   {
+      vg_dsp_update_texture();
+   }
+
    audio_unlock();
 }
 
@@ -1110,6 +1191,11 @@ VG_STATIC void audio_debug_ui( m4x4f mtx_pv )
 
    audio_lock();
 
+   glBindTexture( GL_TEXTURE_2D, vg_dsp.view_texture );
+   glTexSubImage2D( GL_TEXTURE_2D, 0, 0, 0, 256, 256, 
+                     GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE,
+                     vg_dsp.view_texture_buffer );
+
    /* 
     * Profiler
     * -----------------------------------------------------------------------
@@ -1117,18 +1203,22 @@ VG_STATIC void audio_debug_ui( m4x4f mtx_pv )
 
    float budget = ((double)vg_audio.samples_last / 44100.0) * 1000.0;
    vg_profile_drawn( (struct vg_profile *[]){ &vg_prof_audio_decode,
-                                              &vg_prof_audio_mix }, 2, 
+                                              &vg_prof_audio_mix,
+                                              &vg_prof_audio_dsp}, 3, 
                      budget, (ui_rect){ 4, VG_PROFILE_SAMPLE_COUNT*2 + 8,
-                                        250, 0 }, 3 );
+                                        512, 0 }, 3 );
 
 
    char perf[128];
        
    /* Draw UI */
-   vg_uictx.cursor[0] = 258;
-   vg_uictx.cursor[1] = VG_PROFILE_SAMPLE_COUNT*2+8+24+12;
+   vg_uictx.cursor[0] = 512 + 8;
+   vg_uictx.cursor[1] = VG_PROFILE_SAMPLE_COUNT*2+8+24+12+12;
    vg_uictx.cursor[2] = 150;
    vg_uictx.cursor[3] = 12;
+
+   ui_rect view_thing = { 4, vg.window_y-512-4, 512, 512 };
+   ui_push_image( view_thing, vg_dsp.view_texture );
    
    float mb1      = 1024.0f*1024.0f,
          usage    = vg_linear_get_cur( vg_audio.audio_pool )      / mb1,
@@ -1170,6 +1260,15 @@ VG_STATIC void audio_debug_ui( m4x4f mtx_pv )
          "Vorbis"
       };
 
+      const char *activties[] =
+      {
+         "reset",
+         "wake ",
+         "alive",
+         "end  ",
+         "error"
+      };
+
       int format_index = 0;
 
       if( ch->source->flags & AUDIO_FLAG_STEREO )
@@ -1179,12 +1278,13 @@ VG_STATIC void audio_debug_ui( m4x4f mtx_pv )
       else
          format_index = 1;
 
-      snprintf( perf, 127, "%02d %c%c%cD %s %4.2fv'%s'", 
+      snprintf( perf, 127, "%02d %c%c%cD %s [%s] %4.2fv'%s'", 
                i,
-               (ch->editable_state.relinquished)? 'r': ' ',
-               0?                                 'r': ' ',
+               (ch->editable_state.relinquished)? 'r': '_',
+               0?                                 'r': '_',
                0?                                 '3': '2',
                formats[format_index],
+               activties[ch->readable_activity],
                ch->editable_state.volume,
                ch->name );
 
@@ -1194,7 +1294,7 @@ VG_STATIC void audio_debug_ui( m4x4f mtx_pv )
       }
       else
       {
-         ui_fill_rect( vg_uictx.cursor, 0xa0333333 );
+         ui_fill_rect( vg_uictx.cursor, 0xa0000000 | ch->colour );
       }
 
       vg_uictx.cursor[0] += 2;