DOCS/tech/hwac3.txt

   1 mails by A'rpi and Marcus Blomenkamp <Marcus.Blomenkamp@epost.de>
   2 describing how this ac3-passtrough hack work under linux and mplayer...
   3 -----------------------------------------------------------------------
   4 Hi,
   5
   6 > I received the following patch from Steven Brookes <stevenjb@mda.co.uk>.
   7 > He is working on fixing the digital audio output of the dxr3 driver and
   8 > told me he fixed some bugs in mplayer along the way. I don't know shit
   9 > about hwac3 output so all I did was to make sure the patch applied
  10 > against latest cvs.
  11 > This is from his e-mail to me:
  12 >
  13 > "Secondly there is a patch to dec_audio.c and
  14 > ac3-iec958 to fix the -ac hwac3 codec stuff and to use liba52 to sync it.
  15
  16 > Seems to work for everything I've thrown at and maintains sync for all audio
  17 > types through the DXR3."
  18
  19 patch applied (with some comments added and an unwanted change (in software
  20 a52 decoder) removed)
  21
  22 now i understand how this whole hwac3 mess work.
  23 it's very very tricky. it virtually decodes ac3 to LPCM packets, but really
  24 it keeps the original compressed data padded by zeros. this way it's
  25 constant bitrate, and sync is calculated just like for stereo PCM.
  26 (so it bypass LPCM-capable media converters...)
  27
  28 so, every ac3 frame is translated to 6144 byte long tricky LPCM packet.
  29 6144 = 4*(6*256) = 4 * samples_per_ac3_frame = LPCM size of uncompressed ac3
  30 frame.
  31
  32 i wanna know if it works for sblive and other ac3-capable cards too?
  33 (i can't test it, lack of ac3 decoder)
  34
  35 A'rpi / Astral & ESP-team
  36
  37 -----------------------------------------------------------------------
  38 Hi folks.
  39 I spend some time fiddling with ac3 passthrough in mplayer. The
  40 traditional way of setting the output format to AFMT_AC3 was no ideal
  41 solution since not all digital io cards/drivers supported this format or
  42 honoured it to set the spdif non-audio bit. To make it short, it only
  43 worked with oss sblive driver IIRC.
  44
  45 Inspired by alsa's ac3dec program I found an alternative way by
  46 inspecting to which format the alsa device had been set. Suprise: it was
  47 simple 16bit_le 2_channel pcm. So setting the non-audio bit doesn't
  48 necessarily mean the point. The only important thing seems to be
  49 bit-identical output at the correct samplerate. Modern AV-Receivers seem
  50 to be quite tolerant/compatible.
  51
  52 So I changed the output format of hwac3 from
  53
  54 AFMT_AC3 channels=1
  55    to
  56 AFMT_S16_LE channels=2
  57
  58 and corrected the absolute time calculation. That was all to get it
  59 running for me.
  60
  61 -----------------------------------------------------------------------
  62 Hi there.
  63
  64 Perhaps I can clear up some mystification about AC3 passthrough in
  65 general and mplayer in special:
  66
  67 To get the external decoder solution working, it must be fed with data
  68 which is bitidentical to the chunks in the source ac3 file (compressed
  69 data is very picky about bit errors). Additionally - or better to say
  70 'historically' - the non-audio bit should be set in the spdif status
  71 fields to prevent old spdif hardware from reproducing ugly scratchy
  72 noise. Note: for current decoders (probably those with DTS capability)
  73 this safety bit isn't needed anymore. At least I can state that for my
  74 Sherwood RVD-6095RDS. I think it is due to DTS because DTS sound can
  75 reside on a ordinary AudioCD and an ordinary AudioCD-Player will always
  76 have it's audio-bit set.
  77
  78 The sample format of the data must be 2channel 16bit (little endian
  79 IIRC). Samplerates are 48kHz - although my receiver also accepts
  80 44100Hz. I do not know if this is due to an over-compatability of my
  81 receiver or if 44100 is also possible in the ac3 specs. For safety's
  82 sake lets keep this at 48000Hz. AC3 data chunks are inserted into the
  83 stream every 0x1600 bytes (don't bite me on that, look into
  84 'ac3-iec958.c': 'ac3_iec958_build_burst').
  85
  86 To come back to the problem: data must be played bit-identically through
  87 the soundcard at the correct samplerate and should optionally have it's
  88 non-audio bit set. There are two ways to accomplish this:
  89
  90 1) Some OSS guy invented the format AFMT_AC3. Soundcard drivers
  91 implementing this format should therefore adjust it's mixers and
  92 switches to produce the desired output. Unfortunately some soundcard
  93 drivers do not support this format correctly and most do not even
  94 support it at all (including ALSA).
  95
  96 2) The alternative approach currently in mplayer CVS is to simply set
  97 the output format to 48kHz16bitLE and rely on the user to have the
  98 soundcard mixers adjusted properly.
  99
 100 I do have two soundcards with digital IO facilities (CMI8738 and
 101 Trident4DWaveNX based) plus the mentioned decoder. I'm currently running
 102 Linux-2.4.17. Following configurations are happily running here:
 103
 104 1. Trident with ALSA drivers (OSS does not support Hoontech's dig. IO)
 105 2. CMI with ALSA drivers
 106 3. CMI with OSS drivers
 107
 108 For Linux I'd suggest using ALSA because of it's cleaner architecture
 109 and more consitent user interface. Not to mention that it'll be the
 110 standard sound support in Linux soon.
 111
 112 For those who want to stick to OSS drivers: The CMI8738 drivers works
 113 out-of-the-box, if the PCM/Wave mixer is set to 100%.
 114
 115 For ALSA I'd suggest using its OSS emulation. More on that later.
 116 ALSA-0.9 invented the idea of cards, devices and dubdevices. You can
 117 reach the digital interface of all supported cards consitently by using
 118 the device 'hw:x,2' (x counting from 0 is the number of your soundcard).
 119 So most people would end up at 'hw:0,2'. This device can only be opened
 120 in sample formats and rates which are directly supported in hardware
 121 hence no samplerate conversion is done keeping the stream as-is. However
 122 most consumer soundcards do not support 44kHz so it would definitively
 123 be a bad idea to use this as your standard device if you wanted to
 124 listen to some mp3s (most of them are 44kHz due to CD source). Here the
 125 OSS comes to play again. You can configure which OSS device (/dev/dsp
 126 and /dev/adsp) uses which ALSA device. So I'd suggest pointing the
 127 standard '/dev/dsp' to standard 'hw:0,0' which suports mixing and
 128 samplerate conversion. No further reconfiguration would be needed for
 129 your sound apps. For movies I'd point '/dev/adsp' to 'hw:0,2' and
 130 configure mplayer to use adsp instead of dsp. The samplerate constrain
 131 is no big deal here since movies usually are in 48Khz anyway. The
 132 configuration in '/etc/modules.conf' is no big deal also:
 133
 134 alias snd-card-0 snd-card-cmipci        # insert your card here
 135 alias snd-card-1 snd-pcm-oss            # load OSS emulation
 136 options snd-pcm-oss snd_dsp_map=0 snd_adsp_map=2        # do the mapping
 137
 138 This works flawlessly in combination with alsa's native
 139 SysVrc-init-script 'alsasound'. Be sure to disable any distribution
 140 dependent script (e.g. Mandrake-8.1 has an 'alsa' script which depends
 141 on ALSA-0.5).
 142
 143 Sorry for you *BSD'lers out there. I have no grasp on sound support there.
 144
 145 HTH Marcus