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# 基于libmad封装的MP3解码器

### 介绍
基于libmad封装的mp3解码器，使用了多线程的方式，输入源为文件路径，输出为PCM音频数据。采用分块解码，
块大小可配置，以便在小内存设备上使用。

### 如何使用

此仓库为解码器例程，解码器本体为`MP3Decode`文件夹，移植到自己的项目只需要拷贝此文件夹到工程中即可。
如果你没有自己安装libmad，可以使用`libmad`文件夹，此为作者移植过的libmad，下文介绍。

### 附加的libmad
附加的libmad版本为`0.15.1b`，是经过移植的，删除了部分依赖进程的功能，可以用于MCU平台。
当然也可以在PC上使用，不过PC上可以直接使用完整版，自行编译原本的libmad源码，或者使用包管理器下载。
然后直接作为库链接进来。
```shell
    sudo apt install libmad0-dev
```

### 根据不同平台配置附加的libmad
libmad提供了针对不同平台的底层汇编运算代码，如果你的平台是其中之一，则可以选择对应的
汇编代码来优化解码速度。  
在附加的libmad的头文件`fixed.h`中，可以看到诸如以下的代码块

```c
# elif defined(FPM_INTEL)   // X86架构支持的汇编

#  if defined(_MSC_VER)
#   pragma warning(push)
#   pragma warning(disable: 4035)  /* no return value */
static __forceinline
mad_fixed_t mad_f_mul_inline(mad_fixed_t x, mad_fixed_t y)
{
  enum {
    fracbits = MAD_F_FRACBITS
  };

__asm {
    mov eax, x
    imul y
    shrd eax, edx, fracbits
  }

// ....
```

类似的还有`FPM_ARM`、`FPM_MIPS`和`FPM_DEFAULT`等，最后一个`FPM_DEFAULT`是纯C语言实现的，
所有CPU架构都可以使用，如果你的CPU架构不在其中(如esp32)，则可以使用这个。  
在附加的libmad的头文件`config.h`的末尾设置对应的宏定义即可

```c
#define FPM_DEFAULT
```

### 选择解码器的底层接口

解码器使用了信号量、多线程和文件系统，为了避免在移植时不必要的麻烦，因此解码器中使用了
一个中间层解耦了这些API。解码器已对接了一些常用的API，可以直接使用。也可以自己实现其他的API对接。

#### 选择文件系统API

解码器中已支持的文件系统API有`FatFs`、`posix`和`stdio`，只需要在解码器配置头文件`decoder_conf.h`
中，设置`DECODER_FS`宏为对应的值即可。

#### 选择操作系统API

解码器中已支持的操作系统API有`FreeRTOS`和`posix`，主要使用到了操作系统的**信号量**、**多线程**和**延时休眠**
功能。只需要在解码器配置头文件`decoder_conf.h`中，设置`DECODER_THREAD`宏为对应的值即可。

### 解码器方法说明

#### 1.打开mp3文件`open`
```cpp
bool MP3Decoder::open(const char *path);
```
**功能**: 打开mp3文件并进行MP3帧头解析。   
**参数**`path`: mp3文件路径。  
**返回值**: `true`成功, `false`失败。  
打开文件成功后即可获取**音频时长**、**采样率**等信息，且解码线程立即开始解码第一帧。

#### 2.获取解码数据帧`readDecodeFrame`
```cpp
uint8_t *MP3Decoder::readDecodeFrame(void);
```
**功能**: 阻塞获取解码后的pcm数据。  
**返回值**: 指向数据缓存区指针，可以直接交给声卡播放，使用完需要使用`delete[]`释放。  
当缓存区没有未读取的数据帧时，会阻塞直到新的数据帧解码完成。且如果一直未读取解码完成缓存区中的数据，
则解码过程也会被阻塞，可以用来实现*播放暂停*的功能，只要不读取，下一帧解码就不会进行。

#### 3.设置播放时间点`setCurrent`
```cpp
void MP3Decoder::setCurrent(uint32_t _destSec);
```
**功能**: 设置解码时间点。  
**参数**`_destSec`: 解码的时间点(秒)。

#### 4.关闭解码器`close`
```cpp
void MP3Decoder::close(void);
```
**功能**: 关闭解码器并释放资源。  
任何时候都可以调用此方法来停止解码，解码器被析构时也会被调用。

#### 5.一些get方法
```cpp
// 获取当前解码时间点(秒)
inline int16_t MP3Decoder::getCurrrentSec(void);

// 获取当前音频总时长(秒)
inline uint16_t MP3Decoder::getTotalSec(void);

// 获取当前音频采样率(Hz)
inline uint32_t MP3Decoder::getRate(void);

// 获取当前音频声道数(1或2)
inline uint8_t MP3Decoder::getChannels(void);

// 获取mp3解码后的数据帧大小
inline uint16_t MP3Decoder::getFrameSize(void);
```

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