git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/atrac9dec.c

   1 /*
   2  * ATRAC9 decoder
   3  * Copyright (c) 2018 Rostislav Pehlivanov <atomnuker@gmail.com>
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 #include "internal.h"
  23 #include "get_bits.h"
  24 #include "fft.h"
  25 #include "atrac9tab.h"
  26 #include "libavutil/lfg.h"
  27 #include "libavutil/float_dsp.h"
  28
  29 typedef struct ATRAC9ChannelData {
  30     int band_ext;
  31     int q_unit_cnt;
  32     int band_ext_data[4];
  33     int32_t scalefactors[31];
  34     int32_t scalefactors_prev[31];
  35
  36     int precision_coarse[30];
  37     int precision_fine[30];
  38     int precision_mask[30];
  39
  40     int codebookset[30];
  41
  42     int32_t q_coeffs_coarse[256];
  43     int32_t q_coeffs_fine[256];
  44
  45     DECLARE_ALIGNED(32, float, coeffs  )[256];
  46     DECLARE_ALIGNED(32, float, prev_win)[128];
  47 } ATRAC9ChannelData;
  48
  49 typedef struct ATRAC9BlockData {
  50     ATRAC9ChannelData channel[2];
  51
  52     /* Base */
  53     int band_count;
  54     int q_unit_cnt;
  55     int q_unit_cnt_prev;
  56
  57     /* Stereo block only */
  58     int stereo_q_unit;
  59
  60     /* Band extension only */
  61     int has_band_ext;
  62     int has_band_ext_data;
  63     int band_ext_q_unit;
  64
  65     /* Gradient */
  66     int grad_mode;
  67     int grad_boundary;
  68     int gradient[31];
  69
  70     /* Stereo */
  71     int cpe_base_channel;
  72     int is_signs[30];
  73
  74     int reuseable;
  75
  76 } ATRAC9BlockData;
  77
  78 typedef struct ATRAC9Context {
  79     AVCodecContext *avctx;
  80     AVFloatDSPContext *fdsp;
  81     FFTContext imdct;
  82     ATRAC9BlockData block[5];
  83     AVLFG lfg;
  84
  85     /* Set on init */
  86     int frame_log2;
  87     int avg_frame_size;
  88     int frame_count;
  89     int samplerate_idx;
  90     const ATRAC9BlockConfig *block_config;
  91
  92     /* Generated on init */
  93     VLC sf_vlc[2][8];            /* Signed/unsigned, length */
  94     VLC coeff_vlc[2][8][4];      /* Cookbook, precision, cookbook index */
  95     uint8_t alloc_curve[48][48];
  96     DECLARE_ALIGNED(32, float, imdct_win)[256];
  97
  98     DECLARE_ALIGNED(32, float, temp)[256];
  99 } ATRAC9Context;
 100
 101 static inline int parse_gradient(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 102                                  GetBitContext *gb)
 103 {
 104     int grad_range[2];
 105     int grad_value[2];
 106     int values, sign, base;
 107     uint8_t *curve;
 108     float scale;
 109
 110     b->grad_mode = get_bits(gb, 2);
 111     if (b->grad_mode) {
 112         grad_range[0] = get_bits(gb, 5);
 113         grad_range[1] = 31;
 114         grad_value[0] = get_bits(gb, 5);
 115         grad_value[1] = 31;
 116     } else {
 117         grad_range[0] = get_bits(gb, 6);
 118         grad_range[1] = get_bits(gb, 6) + 1;
 119         grad_value[0] = get_bits(gb, 5);
 120         grad_value[1] = get_bits(gb, 5);
 121     }
 122     b->grad_boundary = get_bits(gb, 4);
 123
 124     if (grad_range[0] >= grad_range[1] || grad_range[1] > 31)
 125         return AVERROR_INVALIDDATA;
 126
 127     if (b->grad_boundary > b->q_unit_cnt)
 128         return AVERROR_INVALIDDATA;
 129
 130     values    = grad_value[1] - grad_value[0];
 131     sign      = 1 - 2*(values < 0);
 132     base      = grad_value[0] + sign;
 133     scale     = (FFABS(values) - 1) / 31.0f;
 134     curve     = s->alloc_curve[grad_range[1] - grad_range[0] - 1];
 135
 136     for (int i = 0; i <= b->q_unit_cnt; i++)
 137         b->gradient[i] = grad_value[i >= grad_range[0]];
 138
 139     for (int i = grad_range[0]; i < grad_range[1]; i++)
 140         b->gradient[i] = base + sign*((int)(scale*curve[i - grad_range[0]]));
 141
 142     return 0;
 143 }
 144
 145 static inline void calc_precision(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 146                                   ATRAC9ChannelData *c)
 147 {
 148     memset(c->precision_mask, 0, sizeof(c->precision_mask));
 149     for (int i = 1; i < b->q_unit_cnt; i++) {
 150         const int delta = FFABS(c->scalefactors[i] - c->scalefactors[i - 1]) - 1;
 151         if (delta > 0) {
 152             const int neg = c->scalefactors[i - 1] > c->scalefactors[i];
 153             c->precision_mask[i - neg] += FFMIN(delta, 5);
 154         }
 155     }
 156
 157     if (b->grad_mode) {
 158         for (int i = 0; i < b->q_unit_cnt; i++) {
 159             c->precision_coarse[i] = c->scalefactors[i];
 160             c->precision_coarse[i] += c->precision_mask[i] - b->gradient[i];
 161             if (c->precision_coarse[i] < 0)
 162                 continue;
 163             switch (b->grad_mode) {
 164             case 1:
 165                 c->precision_coarse[i] >>= 1;
 166                 break;
 167             case 2:
 168                 c->precision_coarse[i] = (3 * c->precision_coarse[i]) >> 3;
 169                 break;
 170             case 3:
 171                 c->precision_coarse[i] >>= 2;
 172                 break;
 173             }
 174         }
 175     } else {
 176         for (int i = 0; i < b->q_unit_cnt; i++)
 177             c->precision_coarse[i] = c->scalefactors[i] - b->gradient[i];
 178     }
 179
 180
 181     for (int i = 0; i < b->q_unit_cnt; i++)
 182         c->precision_coarse[i] = FFMAX(c->precision_coarse[i], 1);
 183
 184     for (int i = 0; i < b->grad_boundary; i++)
 185         c->precision_coarse[i]++;
 186
 187     for (int i = 0; i < b->q_unit_cnt; i++) {
 188         c->precision_fine[i] = 0;
 189         if (c->precision_coarse[i] > 15) {
 190             c->precision_fine[i] = c->precision_coarse[i] - 15;
 191             c->precision_coarse[i] = 15;
 192         }
 193     }
 194 }
 195
 196 static inline int parse_band_ext(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 197                                  GetBitContext *gb, int stereo)
 198 {
 199     int ext_band = 0;
 200
 201     if (b->has_band_ext) {
 202         if (b->q_unit_cnt < 13)
 203             return AVERROR_INVALIDDATA;
 204         ext_band = at9_tab_band_ext_group[b->q_unit_cnt - 13][2];
 205         if (stereo) {
 206             b->channel[1].band_ext = get_bits(gb, 2);
 207             b->channel[1].band_ext = ext_band > 2 ? b->channel[1].band_ext : 4;
 208         } else {
 209             skip_bits1(gb);
 210         }
 211     }
 212
 213     b->has_band_ext_data = get_bits1(gb);
 214     if (!b->has_band_ext_data)
 215         return 0;
 216
 217     if (!b->has_band_ext) {
 218         skip_bits(gb, 2);
 219         skip_bits_long(gb, get_bits(gb, 5));
 220         return 0;
 221     }
 222
 223     b->channel[0].band_ext = get_bits(gb, 2);
 224     b->channel[0].band_ext = ext_band > 2 ? b->channel[0].band_ext : 4;
 225
 226     if (!get_bits(gb, 5))
 227         return 0;
 228
 229     for (int i = 0; i <= stereo; i++) {
 230         ATRAC9ChannelData *c = &b->channel[i];
 231         const int count = at9_tab_band_ext_cnt[c->band_ext][ext_band];
 232         for (int j = 0; j < count; j++) {
 233             int len = at9_tab_band_ext_lengths[c->band_ext][ext_band][j];
 234             c->band_ext_data[j] = get_bits(gb, len);
 235         }
 236     }
 237
 238     return 0;
 239 }
 240
 241 static inline int read_scalefactors(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 242                                     ATRAC9ChannelData *c, GetBitContext *gb,
 243                                     int channel_idx, int first_in_pkt)
 244 {
 245     static const uint8_t mode_map[2][4] = { { 0, 1, 2, 3 }, { 0, 2, 3, 4 } };
 246     const int mode = mode_map[channel_idx][get_bits(gb, 2)];
 247
 248     memset(c->scalefactors, 0, sizeof(c->scalefactors));
 249
 250     if (first_in_pkt && (mode == 4 || ((mode == 3) && !channel_idx))) {
 251         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid scalefactor coding mode!\n");
 252         return AVERROR_INVALIDDATA;
 253     }
 254
 255     switch (mode) {
 256     case 0: { /* VLC delta offset */
 257         const uint8_t *sf_weights = at9_tab_sf_weights[get_bits(gb, 3)];
 258         const int base = get_bits(gb, 5);
 259         const int len = get_bits(gb, 2) + 3;
 260         const VLC *tab = &s->sf_vlc[0][len];
 261
 262         c->scalefactors[0] = get_bits(gb, len);
 263
 264         for (int i = 1; i < b->band_ext_q_unit; i++) {
 265             int val = c->scalefactors[i - 1] + get_vlc2(gb, tab->table, 9, 2);
 266             c->scalefactors[i] = val & ((1 << len) - 1);
 267         }
 268
 269         for (int i = 0; i < b->band_ext_q_unit; i++)
 270             c->scalefactors[i] += base - sf_weights[i];
 271
 272         break;
 273     }
 274     case 1: { /* CLC offset */
 275         const int len = get_bits(gb, 2) + 2;
 276         const int base = len < 5 ? get_bits(gb, 5) : 0;
 277         for (int i = 0; i < b->band_ext_q_unit; i++)
 278             c->scalefactors[i] = base + get_bits(gb, len);
 279         break;
 280     }
 281     case 2:
 282     case 4: { /* VLC dist to baseline */
 283         const int *baseline = mode == 4 ? c->scalefactors_prev :
 284                               channel_idx ? b->channel[0].scalefactors :
 285                               c->scalefactors_prev;
 286         const int baseline_len = mode == 4 ? b->q_unit_cnt_prev :
 287                                  channel_idx ? b->band_ext_q_unit :
 288                                  b->q_unit_cnt_prev;
 289
 290         const int len = get_bits(gb, 2) + 2;
 291         const int unit_cnt = FFMIN(b->band_ext_q_unit, baseline_len);
 292         const VLC *tab = &s->sf_vlc[1][len];
 293
 294         for (int i = 0; i < unit_cnt; i++) {
 295             int dist = get_vlc2(gb, tab->table, 9, 2);
 296             c->scalefactors[i] = baseline[i] + dist;
 297         }
 298
 299         for (int i = unit_cnt; i < b->band_ext_q_unit; i++)
 300             c->scalefactors[i] = get_bits(gb, 5);
 301
 302         break;
 303     }
 304     case 3: { /* VLC offset with baseline */
 305         const int *baseline = channel_idx ? b->channel[0].scalefactors :
 306                               c->scalefactors_prev;
 307         const int baseline_len = channel_idx ? b->band_ext_q_unit :
 308                                  b->q_unit_cnt_prev;
 309
 310         const int base = get_bits(gb, 5) - (1 << (5 - 1));
 311         const int len = get_bits(gb, 2) + 1;
 312         const int unit_cnt = FFMIN(b->band_ext_q_unit, baseline_len);
 313         const VLC *tab = &s->sf_vlc[0][len];
 314
 315         c->scalefactors[0] = get_bits(gb, len);
 316
 317         for (int i = 1; i < unit_cnt; i++) {
 318             int val = c->scalefactors[i - 1] + get_vlc2(gb, tab->table, 9, 2);
 319             c->scalefactors[i] = val & ((1 << len) - 1);
 320         }
 321
 322         for (int i = 0; i < unit_cnt; i++)
 323             c->scalefactors[i] += base + baseline[i];
 324
 325         for (int i = unit_cnt; i < b->band_ext_q_unit; i++)
 326             c->scalefactors[i] = get_bits(gb, 5);
 327         break;
 328     }
 329     }
 330
 331     for (int i = 0; i < b->band_ext_q_unit; i++)
 332         if (c->scalefactors[i] < 0 || c->scalefactors[i] > 31)
 333             return AVERROR_INVALIDDATA;
 334
 335     memcpy(c->scalefactors_prev, c->scalefactors, sizeof(c->scalefactors));
 336
 337     return 0;
 338 }
 339
 340 static inline void calc_codebook_idx(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 341                                      ATRAC9ChannelData *c)
 342 {
 343     int avg = 0;
 344     const int last_sf = c->scalefactors[c->q_unit_cnt];
 345
 346     memset(c->codebookset, 0, sizeof(c->codebookset));
 347
 348     if (c->q_unit_cnt <= 1)
 349         return;
 350     if (s->samplerate_idx > 7)
 351         return;
 352
 353     c->scalefactors[c->q_unit_cnt] = c->scalefactors[c->q_unit_cnt - 1];
 354
 355     if (c->q_unit_cnt > 12) {
 356         for (int i = 0; i < 12; i++)
 357             avg += c->scalefactors[i];
 358         avg = (avg + 6) / 12;
 359     }
 360
 361     for (int i = 8; i < c->q_unit_cnt; i++) {
 362         const int prev = c->scalefactors[i - 1];
 363         const int cur  = c->scalefactors[i    ];
 364         const int next = c->scalefactors[i + 1];
 365         const int min  = FFMIN(prev, next);
 366         if ((cur - min >= 3 || 2*cur - prev - next >= 3))
 367             c->codebookset[i] = 1;
 368     }
 369
 370
 371     for (int i = 12; i < c->q_unit_cnt; i++) {
 372         const int cur = c->scalefactors[i];
 373         const int cnd = at9_q_unit_to_coeff_cnt[i] == 16;
 374         const int min = FFMIN(c->scalefactors[i + 1], c->scalefactors[i - 1]);
 375         if (c->codebookset[i])
 376             continue;
 377
 378         c->codebookset[i] = (((cur - min) >= 2) && (cur >= (avg - cnd)));
 379     }
 380
 381     c->scalefactors[c->q_unit_cnt] = last_sf;
 382 }
 383
 384 static inline void read_coeffs_coarse(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 385                                       ATRAC9ChannelData *c, GetBitContext *gb)
 386 {
 387     const int max_prec = s->samplerate_idx > 7 ? 1 : 7;
 388
 389     memset(c->q_coeffs_coarse, 0, sizeof(c->q_coeffs_coarse));
 390
 391     for (int i = 0; i < c->q_unit_cnt; i++) {
 392         int *coeffs = &c->q_coeffs_coarse[at9_q_unit_to_coeff_idx[i]];
 393         const int bands = at9_q_unit_to_coeff_cnt[i];
 394         const int prec = c->precision_coarse[i] + 1;
 395
 396         if (prec <= max_prec) {
 397             const int cb = c->codebookset[i];
 398             const int cbi = at9_q_unit_to_codebookidx[i];
 399             const VLC *tab = &s->coeff_vlc[cb][prec][cbi];
 400             const HuffmanCodebook *huff = &at9_huffman_coeffs[cb][prec][cbi];
 401             const int groups = bands >> huff->value_cnt_pow;
 402
 403             for (int j = 0; j < groups; j++) {
 404                 uint16_t val = get_vlc2(gb, tab->table, 9, huff->max_bit_size);
 405
 406                 for (int k = 0; k < huff->value_cnt; k++) {
 407                     coeffs[k] = sign_extend(val, huff->value_bits);
 408                     val >>= huff->value_bits;
 409                 }
 410
 411                 coeffs += huff->value_cnt;
 412             }
 413         } else {
 414             for (int j = 0; j < bands; j++)
 415                 coeffs[j] = sign_extend(get_bits(gb, prec), prec);
 416         }
 417     }
 418 }
 419
 420 static inline void read_coeffs_fine(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 421                                     ATRAC9ChannelData *c, GetBitContext *gb)
 422 {
 423     memset(c->q_coeffs_fine, 0, sizeof(c->q_coeffs_fine));
 424
 425     for (int i = 0; i < c->q_unit_cnt; i++) {
 426         const int start = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 0];
 427         const int end   = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 1];
 428         const int len   = c->precision_fine[i] + 1;
 429
 430         if (c->precision_fine[i] <= 0)
 431             continue;
 432
 433         for (int j = start; j < end; j++)
 434             c->q_coeffs_fine[j] = sign_extend(get_bits(gb, len), len);
 435     }
 436 }
 437
 438 static inline void dequantize(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 439                               ATRAC9ChannelData *c)
 440 {
 441     memset(c->coeffs, 0, sizeof(c->coeffs));
 442
 443     for (int i = 0; i < c->q_unit_cnt; i++) {
 444         const int start = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 0];
 445         const int end   = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 1];
 446
 447         const float coarse_c = at9_quant_step_coarse[c->precision_coarse[i]];
 448         const float fine_c   = at9_quant_step_fine[c->precision_fine[i]];
 449
 450         for (int j = start; j < end; j++) {
 451             const float vc = c->q_coeffs_coarse[j] * coarse_c;
 452             const float vf = c->q_coeffs_fine[j]   * fine_c;
 453             c->coeffs[j] = vc + vf;
 454         }
 455     }
 456 }
 457
 458 static inline void apply_intensity_stereo(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 459                                           const int stereo)
 460 {
 461     float *src = b->channel[ b->cpe_base_channel].coeffs;
 462     float *dst = b->channel[!b->cpe_base_channel].coeffs;
 463
 464     if (!stereo)
 465         return;
 466
 467     if (b->q_unit_cnt <= b->stereo_q_unit)
 468         return;
 469
 470     for (int i = b->stereo_q_unit; i < b->q_unit_cnt; i++) {
 471         const int sign  = b->is_signs[i];
 472         const int start = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 0];
 473         const int end   = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 1];
 474         for (int j = start; j < end; j++)
 475             dst[j] = sign*src[j];
 476     }
 477 }
 478
 479 static inline void apply_scalefactors(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 480                                       const int stereo)
 481 {
 482     for (int i = 0; i <= stereo; i++) {
 483         float *coeffs = b->channel[i].coeffs;
 484         for (int j = 0; j < b->q_unit_cnt; j++) {
 485             const int start = at9_q_unit_to_coeff_idx[j + 0];
 486             const int end   = at9_q_unit_to_coeff_idx[j + 1];
 487             const int scalefactor = b->channel[i].scalefactors[j];
 488             const float scale = at9_scalefactor_c[scalefactor];
 489             for (int k = start; k < end; k++)
 490                 coeffs[k] *= scale;
 491         }
 492     }
 493 }
 494
 495 static inline void fill_with_noise(ATRAC9Context *s, ATRAC9ChannelData *c,
 496                                    int start, int count)
 497 {
 498     float maxval = 0.0f;
 499     for (int i = 0; i < count; i += 2) {
 500         double tmp[2];
 501         av_bmg_get(&s->lfg, tmp);
 502         c->coeffs[start + i + 0] = tmp[0];
 503         c->coeffs[start + i + 1] = tmp[1];
 504         maxval = FFMAX(FFMAX(FFABS(tmp[0]), FFABS(tmp[1])), maxval);
 505     }
 506     /* Normalize */
 507     for (int i = 0; i < count; i++)
 508         c->coeffs[start + i] /= maxval;
 509 }
 510
 511 static inline void scale_band_ext_coeffs(ATRAC9ChannelData *c, float sf[6],
 512                                          const int s_unit, const int e_unit)
 513 {
 514     for (int i = s_unit; i < e_unit; i++) {
 515         const int start = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 0];
 516         const int end   = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 1];
 517         for (int j = start; j < end; j++)
 518             c->coeffs[j] *= sf[i - s_unit];
 519     }
 520 }
 521
 522 static inline void apply_band_extension(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 523                                        const int stereo)
 524 {
 525     const int g_units[4] = { /* A, B, C, total units */
 526         b->q_unit_cnt,
 527         at9_tab_band_ext_group[b->q_unit_cnt - 13][0],
 528         at9_tab_band_ext_group[b->q_unit_cnt - 13][1],
 529         FFMAX(g_units[2], 22),
 530     };
 531
 532     const int g_bins[4] = { /* A, B, C, total bins */
 533         at9_q_unit_to_coeff_idx[g_units[0]],
 534         at9_q_unit_to_coeff_idx[g_units[1]],
 535         at9_q_unit_to_coeff_idx[g_units[2]],
 536         at9_q_unit_to_coeff_idx[g_units[3]],
 537     };
 538
 539     for (int ch = 0; ch <= stereo; ch++) {
 540         ATRAC9ChannelData *c = &b->channel[ch];
 541
 542         /* Mirror the spectrum */
 543         for (int i = 0; i < 3; i++)
 544             for (int j = 0; j < (g_bins[i + 1] - g_bins[i + 0]); j++)
 545                 c->coeffs[g_bins[i] + j] = c->coeffs[g_bins[i] - j - 1];
 546
 547         switch (c->band_ext) {
 548         case 0: {
 549             float sf[6] = { 0.0f };
 550             const int l = g_units[3] - g_units[0] - 1;
 551             const int n_start = at9_q_unit_to_coeff_idx[g_units[3] - 1];
 552             const int n_cnt   = at9_q_unit_to_coeff_cnt[g_units[3] - 1];
 553             switch (at9_tab_band_ext_group[b->q_unit_cnt - 13][2]) {
 554             case 3:
 555                 sf[0] = at9_band_ext_scales_m0[0][0][c->band_ext_data[0]];
 556                 sf[1] = at9_band_ext_scales_m0[0][1][c->band_ext_data[0]];
 557                 sf[2] = at9_band_ext_scales_m0[0][2][c->band_ext_data[1]];
 558                 sf[3] = at9_band_ext_scales_m0[0][3][c->band_ext_data[2]];
 559                 sf[4] = at9_band_ext_scales_m0[0][4][c->band_ext_data[3]];
 560                 break;
 561             case 4:
 562                 sf[0] = at9_band_ext_scales_m0[1][0][c->band_ext_data[0]];
 563                 sf[1] = at9_band_ext_scales_m0[1][1][c->band_ext_data[0]];
 564                 sf[2] = at9_band_ext_scales_m0[1][2][c->band_ext_data[1]];
 565                 sf[3] = at9_band_ext_scales_m0[1][3][c->band_ext_data[2]];
 566                 sf[4] = at9_band_ext_scales_m0[1][4][c->band_ext_data[3]];
 567                 break;
 568             case 5:
 569                 sf[0] = at9_band_ext_scales_m0[2][0][c->band_ext_data[0]];
 570                 sf[1] = at9_band_ext_scales_m0[2][1][c->band_ext_data[1]];
 571                 sf[2] = at9_band_ext_scales_m0[2][2][c->band_ext_data[1]];
 572                 break;
 573             }
 574
 575             sf[l] = at9_scalefactor_c[c->scalefactors[g_units[0]]];
 576
 577             fill_with_noise(s, c, n_start, n_cnt);
 578             scale_band_ext_coeffs(c, sf, g_units[0], g_units[3]);
 579             break;
 580         }
 581         case 1: {
 582             float sf[6];
 583             for (int i = g_units[0]; i < g_units[3]; i++)
 584                 sf[i - g_units[0]] = at9_scalefactor_c[c->scalefactors[i]];
 585
 586             fill_with_noise(s, c, g_bins[0], g_bins[3] - g_bins[0]);
 587             scale_band_ext_coeffs(c, sf, g_units[0], g_units[3]);
 588             break;
 589         }
 590         case 2: {
 591             const float g_sf[2] = {
 592                 at9_band_ext_scales_m2[c->band_ext_data[0]],
 593                 at9_band_ext_scales_m2[c->band_ext_data[1]],
 594             };
 595
 596             for (int i = 0; i < 2; i++)
 597                 for (int j = g_bins[i + 0]; j < g_bins[i + 1]; j++)
 598                     c->coeffs[j] *= g_sf[i];
 599             break;
 600         }
 601         case 3: {
 602             float scale = at9_band_ext_scales_m3[c->band_ext_data[0]][0];
 603             float rate  = at9_band_ext_scales_m3[c->band_ext_data[1]][1];
 604             rate = pow(2, rate);
 605             for (int i = g_bins[0]; i < g_bins[3]; i++) {
 606                 scale *= rate;
 607                 c->coeffs[i] *= scale;
 608             }
 609             break;
 610         }
 611         case 4: {
 612             const float m = at9_band_ext_scales_m4[c->band_ext_data[0]];
 613             const float g_sf[3] = { 0.7079468f*m, 0.5011902f*m, 0.3548279f*m };
 614
 615             for (int i = 0; i < 3; i++)
 616                 for (int j = g_bins[i + 0]; j < g_bins[i + 1]; j++)
 617                     c->coeffs[j] *= g_sf[i];
 618             break;
 619         }
 620         }
 621     }
 622 }
 623
 624 static int atrac9_decode_block(ATRAC9Context *s, GetBitContext *gb,
 625                                ATRAC9BlockData *b, AVFrame *frame,
 626                                int frame_idx, int block_idx)
 627 {
 628     const int first_in_pkt = !get_bits1(gb);
 629     const int reuse_params =  get_bits1(gb);
 630     const int stereo = s->block_config->type[block_idx] == ATRAC9_BLOCK_TYPE_CPE;
 631
 632     if (s->block_config->type[block_idx] == ATRAC9_BLOCK_TYPE_LFE) {
 633         ATRAC9ChannelData *c = &b->channel[0];
 634         const int precision = reuse_params ? 8 : 4;
 635         c->q_unit_cnt = b->q_unit_cnt = 2;
 636
 637         memset(c->scalefactors, 0, sizeof(c->scalefactors));
 638         memset(c->q_coeffs_fine, 0, sizeof(c->q_coeffs_fine));
 639         memset(c->q_coeffs_coarse, 0, sizeof(c->q_coeffs_coarse));
 640
 641         for (int i = 0; i < b->q_unit_cnt; i++) {
 642             c->scalefactors[i] = get_bits(gb, 5);
 643             c->precision_coarse[i] = precision;
 644             c->precision_fine[i] = 0;
 645         }
 646
 647         for (int i = 0; i < c->q_unit_cnt; i++) {
 648             const int start = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 0];
 649             const int end   = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 1];
 650             for (int j = start; j < end; j++)
 651                 c->q_coeffs_coarse[j] = get_bits(gb, c->precision_coarse[i] + 1);
 652         }
 653
 654         dequantize        (s, b, c);
 655         apply_scalefactors(s, b, 0);
 656
 657         goto imdct;
 658     }
 659
 660     if (first_in_pkt && reuse_params) {
 661         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid block flags!\n");
 662         return AVERROR_INVALIDDATA;
 663     }
 664
 665     /* Band parameters */
 666     if (!reuse_params) {
 667         int stereo_band, ext_band;
 668         const int min_band_count = s->samplerate_idx > 7 ? 1 : 3;
 669         b->reuseable = 0;
 670         b->band_count = get_bits(gb, 4) + min_band_count;
 671         b->q_unit_cnt = at9_tab_band_q_unit_map[b->band_count];
 672
 673         b->band_ext_q_unit = b->stereo_q_unit = b->q_unit_cnt;
 674
 675         if (b->band_count > at9_tab_sri_max_bands[s->samplerate_idx]) {
 676             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid band count %i!\n",
 677                    b->band_count);
 678             return AVERROR_INVALIDDATA;
 679         }
 680
 681         if (stereo) {
 682             stereo_band = get_bits(gb, 4) + min_band_count;
 683             if (stereo_band > b->band_count) {
 684                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid stereo band %i!\n",
 685                        stereo_band);
 686                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 687             }
 688             b->stereo_q_unit = at9_tab_band_q_unit_map[stereo_band];
 689         }
 690
 691         b->has_band_ext = get_bits1(gb);
 692         if (b->has_band_ext) {
 693             ext_band = get_bits(gb, 4) + min_band_count;
 694             if (ext_band < b->band_count) {
 695                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid extension band %i!\n",
 696                        ext_band);
 697                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 698             }
 699             b->band_ext_q_unit = at9_tab_band_q_unit_map[ext_band];
 700         }
 701         b->reuseable = 1;
 702     }
 703     if (!b->reuseable) {
 704         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid block reused!\n");
 705         return AVERROR_INVALIDDATA;
 706     }
 707
 708     /* Calculate bit alloc gradient */
 709     if (parse_gradient(s, b, gb))
 710         return AVERROR_INVALIDDATA;
 711
 712     /* IS data */
 713     b->cpe_base_channel = 0;
 714     if (stereo) {
 715         b->cpe_base_channel = get_bits1(gb);
 716         if (get_bits1(gb)) {
 717             for (int i = b->stereo_q_unit; i < b->q_unit_cnt; i++)
 718                 b->is_signs[i] = 1 - 2*get_bits1(gb);
 719         } else {
 720             for (int i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(b->is_signs); i++)
 721                 b->is_signs[i] = 1;
 722         }
 723     }
 724
 725     /* Band extension */
 726     if (parse_band_ext(s, b, gb, stereo))
 727         return AVERROR_INVALIDDATA;
 728
 729     /* Scalefactors */
 730     for (int i = 0; i <= stereo; i++) {
 731         ATRAC9ChannelData *c = &b->channel[i];
 732         c->q_unit_cnt = i == b->cpe_base_channel ? b->q_unit_cnt :
 733                                                    b->stereo_q_unit;
 734         if (read_scalefactors(s, b, c, gb, i, first_in_pkt))
 735             return AVERROR_INVALIDDATA;
 736
 737         calc_precision    (s, b, c);
 738         calc_codebook_idx (s, b, c);
 739         read_coeffs_coarse(s, b, c, gb);
 740         read_coeffs_fine  (s, b, c, gb);
 741         dequantize        (s, b, c);
 742     }
 743
 744     b->q_unit_cnt_prev = b->has_band_ext ? b->band_ext_q_unit : b->q_unit_cnt;
 745
 746     apply_intensity_stereo(s, b, stereo);
 747     apply_scalefactors    (s, b, stereo);
 748
 749     if (b->has_band_ext && b->has_band_ext_data)
 750         apply_band_extension  (s, b, stereo);
 751
 752 imdct:
 753     for (int i = 0; i <= stereo; i++) {
 754         ATRAC9ChannelData *c = &b->channel[i];
 755         const int dst_idx = s->block_config->plane_map[block_idx][i];
 756         const int wsize = 1 << s->frame_log2;
 757         const ptrdiff_t offset = wsize*frame_idx*sizeof(float);
 758         float *dst = (float *)(frame->extended_data[dst_idx] + offset);
 759
 760         s->imdct.imdct_half(&s->imdct, s->temp, c->coeffs);
 761         s->fdsp->vector_fmul_window(dst, c->prev_win, s->temp,
 762                                     s->imdct_win, wsize >> 1);
 763         memcpy(c->prev_win, s->temp + (wsize >> 1), sizeof(float)*wsize >> 1);
 764     }
 765
 766     return 0;
 767 }
 768
 769 static int atrac9_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 770                                int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
 771 {
 772     int ret;
 773     GetBitContext gb;
 774     AVFrame *frame = data;
 775     ATRAC9Context *s = avctx->priv_data;
 776     const int frames = FFMIN(avpkt->size / s->avg_frame_size, s->frame_count);
 777
 778     frame->nb_samples = (1 << s->frame_log2) * frames;
 779     ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0);
 780     if (ret < 0)
 781         return ret;
 782
 783     init_get_bits8(&gb, avpkt->data, avpkt->size);
 784
 785     for (int i = 0; i < frames; i++) {
 786         for (int j = 0; j < s->block_config->count; j++) {
 787             ret = atrac9_decode_block(s, &gb, &s->block[j], frame, i, j);
 788             if (ret)
 789                 return ret;
 790             align_get_bits(&gb);
 791         }
 792     }
 793
 794     *got_frame_ptr = 1;
 795
 796     return avctx->block_align;
 797 }
 798
 799 static void atrac9_decode_flush(AVCodecContext *avctx)
 800 {
 801     ATRAC9Context *s = avctx->priv_data;
 802
 803     for (int j = 0; j < s->block_config->count; j++) {
 804         ATRAC9BlockData *b = &s->block[j];
 805         const int stereo = s->block_config->type[j] == ATRAC9_BLOCK_TYPE_CPE;
 806         for (int i = 0; i <= stereo; i++) {
 807             ATRAC9ChannelData *c = &b->channel[i];
 808             memset(c->prev_win, 0, sizeof(c->prev_win));
 809         }
 810     }
 811 }
 812
 813 static av_cold int atrac9_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 814 {
 815     ATRAC9Context *s = avctx->priv_data;
 816
 817     for (int i = 1; i < 7; i++)
 818         ff_free_vlc(&s->sf_vlc[0][i]);
 819     for (int i = 2; i < 6; i++)
 820         ff_free_vlc(&s->sf_vlc[1][i]);
 821     for (int i = 0; i < 2; i++)
 822         for (int j = 0; j < 8; j++)
 823             for (int k = 0; k < 4; k++)
 824                 ff_free_vlc(&s->coeff_vlc[i][j][k]);
 825
 826     ff_mdct_end(&s->imdct);
 827     av_free(s->fdsp);
 828
 829     return 0;
 830 }
 831
 832 static av_cold int atrac9_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 833 {
 834     GetBitContext gb;
 835     ATRAC9Context *s = avctx->priv_data;
 836     int version, block_config_idx, superframe_idx, alloc_c_len;
 837
 838     s->avctx = avctx;
 839
 840     av_lfg_init(&s->lfg, 0xFBADF00D);
 841
 842     if (avctx->extradata_size != 12) {
 843         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid extradata length!\n");
 844         return AVERROR_INVALIDDATA;
 845     }
 846
 847     version = AV_RL32(avctx->extradata);
 848     if (version > 2) {
 849         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported version (%i)!\n", version);
 850         return AVERROR_INVALIDDATA;
 851     }
 852
 853     init_get_bits8(&gb, avctx->extradata + 4, avctx->extradata_size);
 854
 855     if (get_bits(&gb, 8) != 0xFE) {
 856         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect magic byte!\n");
 857         return AVERROR_INVALIDDATA;
 858     }
 859
 860     s->samplerate_idx = get_bits(&gb, 4);
 861     avctx->sample_rate = at9_tab_samplerates[s->samplerate_idx];
 862
 863     block_config_idx = get_bits(&gb, 3);
 864     if (block_config_idx > 5) {
 865         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect block config!\n");
 866         return AVERROR_INVALIDDATA;
 867     }
 868     s->block_config = &at9_block_layout[block_config_idx];
 869
 870     avctx->channel_layout = s->block_config->channel_layout;
 871     avctx->sample_fmt     = AV_SAMPLE_FMT_FLTP;
 872
 873     if (get_bits1(&gb)) {
 874         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect verification bit!\n");
 875         return AVERROR_INVALIDDATA;
 876     }
 877
 878     /* Average frame size in bytes */
 879     s->avg_frame_size = get_bits(&gb, 11) + 1;
 880
 881     superframe_idx = get_bits(&gb, 2);
 882     if (superframe_idx & 1) {
 883         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid superframe index!\n");
 884         return AVERROR_INVALIDDATA;
 885     }
 886
 887     s->frame_count = 1 << superframe_idx;
 888     s->frame_log2  = at9_tab_sri_frame_log2[s->samplerate_idx];
 889
 890     if (ff_mdct_init(&s->imdct, s->frame_log2 + 1, 1, 1.0f / 32768.0f))
 891         return AVERROR(ENOMEM);
 892
 893     s->fdsp = avpriv_float_dsp_alloc(avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_BITEXACT);
 894     if (!s->fdsp)
 895         return AVERROR(ENOMEM);
 896
 897     /* iMDCT window */
 898     for (int i = 0; i < (1 << s->frame_log2); i++) {
 899         const int   len  = 1 << s->frame_log2;
 900         const float sidx = (      i + 0.5f) / len;
 901         const float eidx = (len - i - 0.5f) / len;
 902         const float s_c  = sinf(sidx*M_PI - M_PI_2)*0.5f + 0.5f;
 903         const float e_c  = sinf(eidx*M_PI - M_PI_2)*0.5f + 0.5f;
 904         s->imdct_win[i]  = s_c / ((s_c * s_c) + (e_c * e_c));
 905     }
 906
 907     /* Allocation curve */
 908     alloc_c_len = FF_ARRAY_ELEMS(at9_tab_b_dist);
 909     for (int i = 1; i <= alloc_c_len; i++)
 910         for (int j = 0; j < i; j++)
 911             s->alloc_curve[i - 1][j] = at9_tab_b_dist[(j * alloc_c_len) / i];
 912
 913     /* Unsigned scalefactor VLCs */
 914     for (int i = 1; i < 7; i++) {
 915         const HuffmanCodebook *hf = &at9_huffman_sf_unsigned[i];
 916
 917         init_vlc(&s->sf_vlc[0][i], 9, hf->size, hf->bits, 1, 1, hf->codes,
 918                  2, 2, 0);
 919     }
 920
 921     /* Signed scalefactor VLCs */
 922     for (int i = 2; i < 6; i++) {
 923         const HuffmanCodebook *hf = &at9_huffman_sf_signed[i];
 924
 925         int nums = hf->size;
 926         int16_t sym[32];
 927         for (int j = 0; j < nums; j++)
 928             sym[j] = sign_extend(j, hf->value_bits);
 929
 930         ff_init_vlc_sparse(&s->sf_vlc[1][i], 9, hf->size, hf->bits, 1, 1,
 931                            hf->codes, 2, 2, sym, sizeof(*sym), sizeof(*sym), 0);
 932     }
 933
 934     /* Coefficient VLCs */
 935     for (int i = 0; i < 2; i++) {
 936         for (int j = 0; j < 8; j++) {
 937             for (int k = 0; k < 4; k++) {
 938                 const HuffmanCodebook *hf = &at9_huffman_coeffs[i][j][k];
 939                 init_vlc(&s->coeff_vlc[i][j][k], 9, hf->size, hf->bits, 1, 1,
 940                          hf->codes, 2, 2, 0);
 941             }
 942         }
 943     }
 944
 945     return 0;
 946 }
 947
 948 AVCodec ff_atrac9_decoder = {
 949     .name           = "atrac9",
 950     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATRAC9 (Adaptive TRansform Acoustic Coding 9)"),
 951     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 952     .id             = AV_CODEC_ID_ATRAC9,
 953     .priv_data_size = sizeof(ATRAC9Context),
 954     .init           = atrac9_decode_init,
 955     .close          = atrac9_decode_close,
 956     .decode         = atrac9_decode_frame,
 957     .flush          = atrac9_decode_flush,
 958     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE | FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
 959     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_SUBFRAMES | AV_CODEC_CAP_DR1,
 960 };