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 "libavutil/thread.h"
  23
  24 #include "internal.h"
  25 #include "get_bits.h"
  26 #include "fft.h"
  27 #include "atrac9tab.h"
  28 #include "libavutil/lfg.h"
  29 #include "libavutil/float_dsp.h"
  30
  31 #define ATRAC9_SF_VLC_BITS 8
  32 #define ATRAC9_COEFF_VLC_BITS 9
  33
  34 typedef struct ATRAC9ChannelData {
  35     int band_ext;
  36     int q_unit_cnt;
  37     int band_ext_data[4];
  38     int32_t scalefactors[31];
  39     int32_t scalefactors_prev[31];
  40
  41     int precision_coarse[30];
  42     int precision_fine[30];
  43     int precision_mask[30];
  44
  45     int codebookset[30];
  46
  47     int32_t q_coeffs_coarse[256];
  48     int32_t q_coeffs_fine[256];
  49
  50     DECLARE_ALIGNED(32, float, coeffs  )[256];
  51     DECLARE_ALIGNED(32, float, prev_win)[128];
  52 } ATRAC9ChannelData;
  53
  54 typedef struct ATRAC9BlockData {
  55     ATRAC9ChannelData channel[2];
  56
  57     /* Base */
  58     int band_count;
  59     int q_unit_cnt;
  60     int q_unit_cnt_prev;
  61
  62     /* Stereo block only */
  63     int stereo_q_unit;
  64
  65     /* Band extension only */
  66     int has_band_ext;
  67     int has_band_ext_data;
  68     int band_ext_q_unit;
  69
  70     /* Gradient */
  71     int grad_mode;
  72     int grad_boundary;
  73     int gradient[31];
  74
  75     /* Stereo */
  76     int cpe_base_channel;
  77     int is_signs[30];
  78
  79     int reuseable;
  80
  81 } ATRAC9BlockData;
  82
  83 typedef struct ATRAC9Context {
  84     AVCodecContext *avctx;
  85     AVFloatDSPContext *fdsp;
  86     FFTContext imdct;
  87     ATRAC9BlockData block[5];
  88     AVLFG lfg;
  89
  90     /* Set on init */
  91     int frame_log2;
  92     int avg_frame_size;
  93     int frame_count;
  94     int samplerate_idx;
  95     const ATRAC9BlockConfig *block_config;
  96
  97     /* Generated on init */
  98     uint8_t alloc_curve[48][48];
  99     DECLARE_ALIGNED(32, float, imdct_win)[256];
 100
 101     DECLARE_ALIGNED(32, float, temp)[256];
 102 } ATRAC9Context;
 103
 104 static VLC sf_vlc[2][8];            /* Signed/unsigned, length */
 105 static VLC coeff_vlc[2][8][4];      /* Cookbook, precision, cookbook index */
 106
 107 static inline int parse_gradient(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 108                                  GetBitContext *gb)
 109 {
 110     int grad_range[2];
 111     int grad_value[2];
 112     int values, sign, base;
 113     uint8_t *curve;
 114     float scale;
 115
 116     b->grad_mode = get_bits(gb, 2);
 117     if (b->grad_mode) {
 118         grad_range[0] = get_bits(gb, 5);
 119         grad_range[1] = 31;
 120         grad_value[0] = get_bits(gb, 5);
 121         grad_value[1] = 31;
 122     } else {
 123         grad_range[0] = get_bits(gb, 6);
 124         grad_range[1] = get_bits(gb, 6) + 1;
 125         grad_value[0] = get_bits(gb, 5);
 126         grad_value[1] = get_bits(gb, 5);
 127     }
 128     b->grad_boundary = get_bits(gb, 4);
 129
 130     if (grad_range[0] >= grad_range[1] || grad_range[1] > 31)
 131         return AVERROR_INVALIDDATA;
 132
 133     if (b->grad_boundary > b->q_unit_cnt)
 134         return AVERROR_INVALIDDATA;
 135
 136     values    = grad_value[1] - grad_value[0];
 137     sign      = 1 - 2*(values < 0);
 138     base      = grad_value[0] + sign;
 139     scale     = (FFABS(values) - 1) / 31.0f;
 140     curve     = s->alloc_curve[grad_range[1] - grad_range[0] - 1];
 141
 142     for (int i = 0; i <= b->q_unit_cnt; i++)
 143         b->gradient[i] = grad_value[i >= grad_range[0]];
 144
 145     for (int i = grad_range[0]; i < grad_range[1]; i++)
 146         b->gradient[i] = base + sign*((int)(scale*curve[i - grad_range[0]]));
 147
 148     return 0;
 149 }
 150
 151 static inline void calc_precision(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 152                                   ATRAC9ChannelData *c)
 153 {
 154     memset(c->precision_mask, 0, sizeof(c->precision_mask));
 155     for (int i = 1; i < b->q_unit_cnt; i++) {
 156         const int delta = FFABS(c->scalefactors[i] - c->scalefactors[i - 1]) - 1;
 157         if (delta > 0) {
 158             const int neg = c->scalefactors[i - 1] > c->scalefactors[i];
 159             c->precision_mask[i - neg] += FFMIN(delta, 5);
 160         }
 161     }
 162
 163     if (b->grad_mode) {
 164         for (int i = 0; i < b->q_unit_cnt; i++) {
 165             c->precision_coarse[i] = c->scalefactors[i];
 166             c->precision_coarse[i] += c->precision_mask[i] - b->gradient[i];
 167             if (c->precision_coarse[i] < 0)
 168                 continue;
 169             switch (b->grad_mode) {
 170             case 1:
 171                 c->precision_coarse[i] >>= 1;
 172                 break;
 173             case 2:
 174                 c->precision_coarse[i] = (3 * c->precision_coarse[i]) >> 3;
 175                 break;
 176             case 3:
 177                 c->precision_coarse[i] >>= 2;
 178                 break;
 179             }
 180         }
 181     } else {
 182         for (int i = 0; i < b->q_unit_cnt; i++)
 183             c->precision_coarse[i] = c->scalefactors[i] - b->gradient[i];
 184     }
 185
 186
 187     for (int i = 0; i < b->q_unit_cnt; i++)
 188         c->precision_coarse[i] = FFMAX(c->precision_coarse[i], 1);
 189
 190     for (int i = 0; i < b->grad_boundary; i++)
 191         c->precision_coarse[i]++;
 192
 193     for (int i = 0; i < b->q_unit_cnt; i++) {
 194         c->precision_fine[i] = 0;
 195         if (c->precision_coarse[i] > 15) {
 196             c->precision_fine[i] = FFMIN(c->precision_coarse[i], 30) - 15;
 197             c->precision_coarse[i] = 15;
 198         }
 199     }
 200 }
 201
 202 static inline int parse_band_ext(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 203                                  GetBitContext *gb, int stereo)
 204 {
 205     int ext_band = 0;
 206
 207     if (b->has_band_ext) {
 208         if (b->q_unit_cnt < 13 || b->q_unit_cnt > 20)
 209             return AVERROR_INVALIDDATA;
 210         ext_band = at9_tab_band_ext_group[b->q_unit_cnt - 13][2];
 211         if (stereo) {
 212             b->channel[1].band_ext = get_bits(gb, 2);
 213             b->channel[1].band_ext = ext_band > 2 ? b->channel[1].band_ext : 4;
 214         } else {
 215             skip_bits1(gb);
 216         }
 217     }
 218
 219     b->has_band_ext_data = get_bits1(gb);
 220     if (!b->has_band_ext_data)
 221         return 0;
 222
 223     if (!b->has_band_ext) {
 224         skip_bits(gb, 2);
 225         skip_bits_long(gb, get_bits(gb, 5));
 226         return 0;
 227     }
 228
 229     b->channel[0].band_ext = get_bits(gb, 2);
 230     b->channel[0].band_ext = ext_band > 2 ? b->channel[0].band_ext : 4;
 231
 232     if (!get_bits(gb, 5)) {
 233         for (int i = 0; i <= stereo; i++) {
 234             ATRAC9ChannelData *c = &b->channel[i];
 235             const int count = at9_tab_band_ext_cnt[c->band_ext][ext_band];
 236             for (int j = 0; j < count; j++) {
 237                 int len = at9_tab_band_ext_lengths[c->band_ext][ext_band][j];
 238                 c->band_ext_data[j] = av_clip_uintp2_c(c->band_ext_data[j], len);
 239             }
 240         }
 241
 242         return 0;
 243     }
 244
 245     for (int i = 0; i <= stereo; i++) {
 246         ATRAC9ChannelData *c = &b->channel[i];
 247         const int count = at9_tab_band_ext_cnt[c->band_ext][ext_band];
 248         for (int j = 0; j < count; j++) {
 249             int len = at9_tab_band_ext_lengths[c->band_ext][ext_band][j];
 250             c->band_ext_data[j] = get_bits(gb, len);
 251         }
 252     }
 253
 254     return 0;
 255 }
 256
 257 static inline int read_scalefactors(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 258                                     ATRAC9ChannelData *c, GetBitContext *gb,
 259                                     int channel_idx, int first_in_pkt)
 260 {
 261     static const uint8_t mode_map[2][4] = { { 0, 1, 2, 3 }, { 0, 2, 3, 4 } };
 262     const int mode = mode_map[channel_idx][get_bits(gb, 2)];
 263
 264     memset(c->scalefactors, 0, sizeof(c->scalefactors));
 265
 266     if (first_in_pkt && (mode == 4 || ((mode == 3) && !channel_idx))) {
 267         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid scalefactor coding mode!\n");
 268         return AVERROR_INVALIDDATA;
 269     }
 270
 271     switch (mode) {
 272     case 0: { /* VLC delta offset */
 273         const uint8_t *sf_weights = at9_tab_sf_weights[get_bits(gb, 3)];
 274         const int base = get_bits(gb, 5);
 275         const int len = get_bits(gb, 2) + 3;
 276         const VLC *tab = &sf_vlc[0][len];
 277
 278         c->scalefactors[0] = get_bits(gb, len);
 279
 280         for (int i = 1; i < b->band_ext_q_unit; i++) {
 281             int val = c->scalefactors[i - 1] + get_vlc2(gb, tab->table,
 282                                                         ATRAC9_SF_VLC_BITS, 1);
 283             c->scalefactors[i] = val & ((1 << len) - 1);
 284         }
 285
 286         for (int i = 0; i < b->band_ext_q_unit; i++)
 287             c->scalefactors[i] += base - sf_weights[i];
 288
 289         break;
 290     }
 291     case 1: { /* CLC offset */
 292         const int len = get_bits(gb, 2) + 2;
 293         const int base = len < 5 ? get_bits(gb, 5) : 0;
 294         for (int i = 0; i < b->band_ext_q_unit; i++)
 295             c->scalefactors[i] = base + get_bits(gb, len);
 296         break;
 297     }
 298     case 2:
 299     case 4: { /* VLC dist to baseline */
 300         const int *baseline = mode == 4 ? c->scalefactors_prev :
 301                               channel_idx ? b->channel[0].scalefactors :
 302                               c->scalefactors_prev;
 303         const int baseline_len = mode == 4 ? b->q_unit_cnt_prev :
 304                                  channel_idx ? b->band_ext_q_unit :
 305                                  b->q_unit_cnt_prev;
 306
 307         const int len = get_bits(gb, 2) + 2;
 308         const int unit_cnt = FFMIN(b->band_ext_q_unit, baseline_len);
 309         const VLC *tab = &sf_vlc[1][len];
 310
 311         for (int i = 0; i < unit_cnt; i++) {
 312             int dist = get_vlc2(gb, tab->table, ATRAC9_SF_VLC_BITS, 1);
 313             c->scalefactors[i] = baseline[i] + dist;
 314         }
 315
 316         for (int i = unit_cnt; i < b->band_ext_q_unit; i++)
 317             c->scalefactors[i] = get_bits(gb, 5);
 318
 319         break;
 320     }
 321     case 3: { /* VLC offset with baseline */
 322         const int *baseline = channel_idx ? b->channel[0].scalefactors :
 323                               c->scalefactors_prev;
 324         const int baseline_len = channel_idx ? b->band_ext_q_unit :
 325                                  b->q_unit_cnt_prev;
 326
 327         const int base = get_bits(gb, 5) - (1 << (5 - 1));
 328         const int len = get_bits(gb, 2) + 1;
 329         const int unit_cnt = FFMIN(b->band_ext_q_unit, baseline_len);
 330         const VLC *tab = &sf_vlc[0][len];
 331
 332         c->scalefactors[0] = get_bits(gb, len);
 333
 334         for (int i = 1; i < unit_cnt; i++) {
 335             int val = c->scalefactors[i - 1] + get_vlc2(gb, tab->table,
 336                                                         ATRAC9_SF_VLC_BITS, 1);
 337             c->scalefactors[i] = val & ((1 << len) - 1);
 338         }
 339
 340         for (int i = 0; i < unit_cnt; i++)
 341             c->scalefactors[i] += base + baseline[i];
 342
 343         for (int i = unit_cnt; i < b->band_ext_q_unit; i++)
 344             c->scalefactors[i] = get_bits(gb, 5);
 345         break;
 346     }
 347     }
 348
 349     for (int i = 0; i < b->band_ext_q_unit; i++)
 350         if (c->scalefactors[i] < 0 || c->scalefactors[i] > 31)
 351             return AVERROR_INVALIDDATA;
 352
 353     memcpy(c->scalefactors_prev, c->scalefactors, sizeof(c->scalefactors));
 354
 355     return 0;
 356 }
 357
 358 static inline void calc_codebook_idx(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 359                                      ATRAC9ChannelData *c)
 360 {
 361     int avg = 0;
 362     const int last_sf = c->scalefactors[c->q_unit_cnt];
 363
 364     memset(c->codebookset, 0, sizeof(c->codebookset));
 365
 366     if (c->q_unit_cnt <= 1)
 367         return;
 368     if (s->samplerate_idx > 7)
 369         return;
 370
 371     c->scalefactors[c->q_unit_cnt] = c->scalefactors[c->q_unit_cnt - 1];
 372
 373     if (c->q_unit_cnt > 12) {
 374         for (int i = 0; i < 12; i++)
 375             avg += c->scalefactors[i];
 376         avg = (avg + 6) / 12;
 377     }
 378
 379     for (int i = 8; i < c->q_unit_cnt; i++) {
 380         const int prev = c->scalefactors[i - 1];
 381         const int cur  = c->scalefactors[i    ];
 382         const int next = c->scalefactors[i + 1];
 383         const int min  = FFMIN(prev, next);
 384         if ((cur - min >= 3 || 2*cur - prev - next >= 3))
 385             c->codebookset[i] = 1;
 386     }
 387
 388
 389     for (int i = 12; i < c->q_unit_cnt; i++) {
 390         const int cur = c->scalefactors[i];
 391         const int cnd = at9_q_unit_to_coeff_cnt[i] == 16;
 392         const int min = FFMIN(c->scalefactors[i + 1], c->scalefactors[i - 1]);
 393         if (c->codebookset[i])
 394             continue;
 395
 396         c->codebookset[i] = (((cur - min) >= 2) && (cur >= (avg - cnd)));
 397     }
 398
 399     c->scalefactors[c->q_unit_cnt] = last_sf;
 400 }
 401
 402 static inline void read_coeffs_coarse(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 403                                       ATRAC9ChannelData *c, GetBitContext *gb)
 404 {
 405     const int max_prec = s->samplerate_idx > 7 ? 1 : 7;
 406
 407     memset(c->q_coeffs_coarse, 0, sizeof(c->q_coeffs_coarse));
 408
 409     for (int i = 0; i < c->q_unit_cnt; i++) {
 410         int *coeffs = &c->q_coeffs_coarse[at9_q_unit_to_coeff_idx[i]];
 411         const int bands = at9_q_unit_to_coeff_cnt[i];
 412         const int prec = c->precision_coarse[i] + 1;
 413
 414         if (prec <= max_prec) {
 415             const int cb = c->codebookset[i];
 416             const int cbi = at9_q_unit_to_codebookidx[i];
 417             const VLC *tab = &coeff_vlc[cb][prec][cbi];
 418             const HuffmanCodebook *huff = &at9_huffman_coeffs[cb][prec][cbi];
 419             const int groups = bands >> huff->value_cnt_pow;
 420
 421             for (int j = 0; j < groups; j++) {
 422                 uint16_t val = get_vlc2(gb, tab->table, ATRAC9_COEFF_VLC_BITS, 2);
 423
 424                 for (int k = 0; k < huff->value_cnt; k++) {
 425                     coeffs[k] = sign_extend(val, huff->value_bits);
 426                     val >>= huff->value_bits;
 427                 }
 428
 429                 coeffs += huff->value_cnt;
 430             }
 431         } else {
 432             for (int j = 0; j < bands; j++)
 433                 coeffs[j] = sign_extend(get_bits(gb, prec), prec);
 434         }
 435     }
 436 }
 437
 438 static inline void read_coeffs_fine(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 439                                     ATRAC9ChannelData *c, GetBitContext *gb)
 440 {
 441     memset(c->q_coeffs_fine, 0, sizeof(c->q_coeffs_fine));
 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         const int len   = c->precision_fine[i] + 1;
 447
 448         if (c->precision_fine[i] <= 0)
 449             continue;
 450
 451         for (int j = start; j < end; j++)
 452             c->q_coeffs_fine[j] = sign_extend(get_bits(gb, len), len);
 453     }
 454 }
 455
 456 static inline void dequantize(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 457                               ATRAC9ChannelData *c)
 458 {
 459     memset(c->coeffs, 0, sizeof(c->coeffs));
 460
 461     for (int i = 0; i < c->q_unit_cnt; i++) {
 462         const int start = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 0];
 463         const int end   = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 1];
 464
 465         const float coarse_c = at9_quant_step_coarse[c->precision_coarse[i]];
 466         const float fine_c   = at9_quant_step_fine[c->precision_fine[i]];
 467
 468         for (int j = start; j < end; j++) {
 469             const float vc = c->q_coeffs_coarse[j] * coarse_c;
 470             const float vf = c->q_coeffs_fine[j]   * fine_c;
 471             c->coeffs[j] = vc + vf;
 472         }
 473     }
 474 }
 475
 476 static inline void apply_intensity_stereo(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 477                                           const int stereo)
 478 {
 479     float *src = b->channel[ b->cpe_base_channel].coeffs;
 480     float *dst = b->channel[!b->cpe_base_channel].coeffs;
 481
 482     if (!stereo)
 483         return;
 484
 485     if (b->q_unit_cnt <= b->stereo_q_unit)
 486         return;
 487
 488     for (int i = b->stereo_q_unit; i < b->q_unit_cnt; i++) {
 489         const int sign  = b->is_signs[i];
 490         const int start = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 0];
 491         const int end   = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 1];
 492         for (int j = start; j < end; j++)
 493             dst[j] = sign*src[j];
 494     }
 495 }
 496
 497 static inline void apply_scalefactors(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 498                                       const int stereo)
 499 {
 500     for (int i = 0; i <= stereo; i++) {
 501         float *coeffs = b->channel[i].coeffs;
 502         for (int j = 0; j < b->q_unit_cnt; j++) {
 503             const int start = at9_q_unit_to_coeff_idx[j + 0];
 504             const int end   = at9_q_unit_to_coeff_idx[j + 1];
 505             const int scalefactor = b->channel[i].scalefactors[j];
 506             const float scale = at9_scalefactor_c[scalefactor];
 507             for (int k = start; k < end; k++)
 508                 coeffs[k] *= scale;
 509         }
 510     }
 511 }
 512
 513 static inline void fill_with_noise(ATRAC9Context *s, ATRAC9ChannelData *c,
 514                                    int start, int count)
 515 {
 516     float maxval = 0.0f;
 517     for (int i = 0; i < count; i += 2) {
 518         double tmp[2];
 519         av_bmg_get(&s->lfg, tmp);
 520         c->coeffs[start + i + 0] = tmp[0];
 521         c->coeffs[start + i + 1] = tmp[1];
 522         maxval = FFMAX(FFMAX(FFABS(tmp[0]), FFABS(tmp[1])), maxval);
 523     }
 524     /* Normalize */
 525     for (int i = 0; i < count; i++)
 526         c->coeffs[start + i] /= maxval;
 527 }
 528
 529 static inline void scale_band_ext_coeffs(ATRAC9ChannelData *c, float sf[6],
 530                                          const int s_unit, const int e_unit)
 531 {
 532     for (int i = s_unit; i < e_unit; i++) {
 533         const int start = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 0];
 534         const int end   = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 1];
 535         for (int j = start; j < end; j++)
 536             c->coeffs[j] *= sf[i - s_unit];
 537     }
 538 }
 539
 540 static inline void apply_band_extension(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 541                                        const int stereo)
 542 {
 543     const int g_units[4] = { /* A, B, C, total units */
 544         b->q_unit_cnt,
 545         at9_tab_band_ext_group[b->q_unit_cnt - 13][0],
 546         at9_tab_band_ext_group[b->q_unit_cnt - 13][1],
 547         FFMAX(g_units[2], 22),
 548     };
 549
 550     const int g_bins[4] = { /* A, B, C, total bins */
 551         at9_q_unit_to_coeff_idx[g_units[0]],
 552         at9_q_unit_to_coeff_idx[g_units[1]],
 553         at9_q_unit_to_coeff_idx[g_units[2]],
 554         at9_q_unit_to_coeff_idx[g_units[3]],
 555     };
 556
 557     for (int ch = 0; ch <= stereo; ch++) {
 558         ATRAC9ChannelData *c = &b->channel[ch];
 559
 560         /* Mirror the spectrum */
 561         for (int i = 0; i < 3; i++)
 562             for (int j = 0; j < (g_bins[i + 1] - g_bins[i + 0]); j++)
 563                 c->coeffs[g_bins[i] + j] = c->coeffs[g_bins[i] - j - 1];
 564
 565         switch (c->band_ext) {
 566         case 0: {
 567             float sf[6] = { 0.0f };
 568             const int l = g_units[3] - g_units[0] - 1;
 569             const int n_start = at9_q_unit_to_coeff_idx[g_units[3] - 1];
 570             const int n_cnt   = at9_q_unit_to_coeff_cnt[g_units[3] - 1];
 571             switch (at9_tab_band_ext_group[b->q_unit_cnt - 13][2]) {
 572             case 3:
 573                 sf[0] = at9_band_ext_scales_m0[0][0][c->band_ext_data[0]];
 574                 sf[1] = at9_band_ext_scales_m0[0][1][c->band_ext_data[0]];
 575                 sf[2] = at9_band_ext_scales_m0[0][2][c->band_ext_data[1]];
 576                 sf[3] = at9_band_ext_scales_m0[0][3][c->band_ext_data[2]];
 577                 sf[4] = at9_band_ext_scales_m0[0][4][c->band_ext_data[3]];
 578                 break;
 579             case 4:
 580                 sf[0] = at9_band_ext_scales_m0[1][0][c->band_ext_data[0]];
 581                 sf[1] = at9_band_ext_scales_m0[1][1][c->band_ext_data[0]];
 582                 sf[2] = at9_band_ext_scales_m0[1][2][c->band_ext_data[1]];
 583                 sf[3] = at9_band_ext_scales_m0[1][3][c->band_ext_data[2]];
 584                 sf[4] = at9_band_ext_scales_m0[1][4][c->band_ext_data[3]];
 585                 break;
 586             case 5:
 587                 sf[0] = at9_band_ext_scales_m0[2][0][c->band_ext_data[0]];
 588                 sf[1] = at9_band_ext_scales_m0[2][1][c->band_ext_data[1]];
 589                 sf[2] = at9_band_ext_scales_m0[2][2][c->band_ext_data[1]];
 590                 break;
 591             }
 592
 593             sf[l] = at9_scalefactor_c[c->scalefactors[g_units[0]]];
 594
 595             fill_with_noise(s, c, n_start, n_cnt);
 596             scale_band_ext_coeffs(c, sf, g_units[0], g_units[3]);
 597             break;
 598         }
 599         case 1: {
 600             float sf[6];
 601             for (int i = g_units[0]; i < g_units[3]; i++)
 602                 sf[i - g_units[0]] = at9_scalefactor_c[c->scalefactors[i]];
 603
 604             fill_with_noise(s, c, g_bins[0], g_bins[3] - g_bins[0]);
 605             scale_band_ext_coeffs(c, sf, g_units[0], g_units[3]);
 606             break;
 607         }
 608         case 2: {
 609             const float g_sf[2] = {
 610                 at9_band_ext_scales_m2[c->band_ext_data[0]],
 611                 at9_band_ext_scales_m2[c->band_ext_data[1]],
 612             };
 613
 614             for (int i = 0; i < 2; i++)
 615                 for (int j = g_bins[i + 0]; j < g_bins[i + 1]; j++)
 616                     c->coeffs[j] *= g_sf[i];
 617             break;
 618         }
 619         case 3: {
 620             float scale = at9_band_ext_scales_m3[c->band_ext_data[0]][0];
 621             float rate  = at9_band_ext_scales_m3[c->band_ext_data[1]][1];
 622             rate = pow(2, rate);
 623             for (int i = g_bins[0]; i < g_bins[3]; i++) {
 624                 scale *= rate;
 625                 c->coeffs[i] *= scale;
 626             }
 627             break;
 628         }
 629         case 4: {
 630             const float m = at9_band_ext_scales_m4[c->band_ext_data[0]];
 631             const float g_sf[3] = { 0.7079468f*m, 0.5011902f*m, 0.3548279f*m };
 632
 633             for (int i = 0; i < 3; i++)
 634                 for (int j = g_bins[i + 0]; j < g_bins[i + 1]; j++)
 635                     c->coeffs[j] *= g_sf[i];
 636             break;
 637         }
 638         }
 639     }
 640 }
 641
 642 static int atrac9_decode_block(ATRAC9Context *s, GetBitContext *gb,
 643                                ATRAC9BlockData *b, AVFrame *frame,
 644                                int frame_idx, int block_idx)
 645 {
 646     const int first_in_pkt = !get_bits1(gb);
 647     const int reuse_params =  get_bits1(gb);
 648     const int stereo = s->block_config->type[block_idx] == ATRAC9_BLOCK_TYPE_CPE;
 649
 650     if (s->block_config->type[block_idx] == ATRAC9_BLOCK_TYPE_LFE) {
 651         ATRAC9ChannelData *c = &b->channel[0];
 652         const int precision = reuse_params ? 8 : 4;
 653         c->q_unit_cnt = b->q_unit_cnt = 2;
 654
 655         memset(c->scalefactors, 0, sizeof(c->scalefactors));
 656         memset(c->q_coeffs_fine, 0, sizeof(c->q_coeffs_fine));
 657         memset(c->q_coeffs_coarse, 0, sizeof(c->q_coeffs_coarse));
 658
 659         for (int i = 0; i < b->q_unit_cnt; i++) {
 660             c->scalefactors[i] = get_bits(gb, 5);
 661             c->precision_coarse[i] = precision;
 662             c->precision_fine[i] = 0;
 663         }
 664
 665         for (int i = 0; i < c->q_unit_cnt; i++) {
 666             const int start = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 0];
 667             const int end   = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 1];
 668             for (int j = start; j < end; j++)
 669                 c->q_coeffs_coarse[j] = get_bits(gb, c->precision_coarse[i] + 1);
 670         }
 671
 672         dequantize        (s, b, c);
 673         apply_scalefactors(s, b, 0);
 674
 675         goto imdct;
 676     }
 677
 678     if (first_in_pkt && reuse_params) {
 679         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid block flags!\n");
 680         return AVERROR_INVALIDDATA;
 681     }
 682
 683     /* Band parameters */
 684     if (!reuse_params) {
 685         int stereo_band, ext_band;
 686         const int min_band_count = s->samplerate_idx > 7 ? 1 : 3;
 687         b->reuseable = 0;
 688         b->band_count = get_bits(gb, 4) + min_band_count;
 689         b->q_unit_cnt = at9_tab_band_q_unit_map[b->band_count];
 690
 691         b->band_ext_q_unit = b->stereo_q_unit = b->q_unit_cnt;
 692
 693         if (b->band_count > at9_tab_sri_max_bands[s->samplerate_idx]) {
 694             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid band count %i!\n",
 695                    b->band_count);
 696             return AVERROR_INVALIDDATA;
 697         }
 698
 699         if (stereo) {
 700             stereo_band = get_bits(gb, 4) + min_band_count;
 701             if (stereo_band > b->band_count) {
 702                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid stereo band %i!\n",
 703                        stereo_band);
 704                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 705             }
 706             b->stereo_q_unit = at9_tab_band_q_unit_map[stereo_band];
 707         }
 708
 709         b->has_band_ext = get_bits1(gb);
 710         if (b->has_band_ext) {
 711             ext_band = get_bits(gb, 4) + min_band_count;
 712             if (ext_band < b->band_count) {
 713                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid extension band %i!\n",
 714                        ext_band);
 715                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 716             }
 717             b->band_ext_q_unit = at9_tab_band_q_unit_map[ext_band];
 718         }
 719         b->reuseable = 1;
 720     }
 721     if (!b->reuseable) {
 722         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid block reused!\n");
 723         return AVERROR_INVALIDDATA;
 724     }
 725
 726     /* Calculate bit alloc gradient */
 727     if (parse_gradient(s, b, gb))
 728         return AVERROR_INVALIDDATA;
 729
 730     /* IS data */
 731     b->cpe_base_channel = 0;
 732     if (stereo) {
 733         b->cpe_base_channel = get_bits1(gb);
 734         if (get_bits1(gb)) {
 735             for (int i = b->stereo_q_unit; i < b->q_unit_cnt; i++)
 736                 b->is_signs[i] = 1 - 2*get_bits1(gb);
 737         } else {
 738             for (int i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(b->is_signs); i++)
 739                 b->is_signs[i] = 1;
 740         }
 741     }
 742
 743     /* Band extension */
 744     if (parse_band_ext(s, b, gb, stereo))
 745         return AVERROR_INVALIDDATA;
 746
 747     /* Scalefactors */
 748     for (int i = 0; i <= stereo; i++) {
 749         ATRAC9ChannelData *c = &b->channel[i];
 750         c->q_unit_cnt = i == b->cpe_base_channel ? b->q_unit_cnt :
 751                                                    b->stereo_q_unit;
 752         if (read_scalefactors(s, b, c, gb, i, first_in_pkt))
 753             return AVERROR_INVALIDDATA;
 754
 755         calc_precision    (s, b, c);
 756         calc_codebook_idx (s, b, c);
 757         read_coeffs_coarse(s, b, c, gb);
 758         read_coeffs_fine  (s, b, c, gb);
 759         dequantize        (s, b, c);
 760     }
 761
 762     b->q_unit_cnt_prev = b->has_band_ext ? b->band_ext_q_unit : b->q_unit_cnt;
 763
 764     apply_intensity_stereo(s, b, stereo);
 765     apply_scalefactors    (s, b, stereo);
 766
 767     if (b->has_band_ext && b->has_band_ext_data)
 768         apply_band_extension  (s, b, stereo);
 769
 770 imdct:
 771     for (int i = 0; i <= stereo; i++) {
 772         ATRAC9ChannelData *c = &b->channel[i];
 773         const int dst_idx = s->block_config->plane_map[block_idx][i];
 774         const int wsize = 1 << s->frame_log2;
 775         const ptrdiff_t offset = wsize*frame_idx*sizeof(float);
 776         float *dst = (float *)(frame->extended_data[dst_idx] + offset);
 777
 778         s->imdct.imdct_half(&s->imdct, s->temp, c->coeffs);
 779         s->fdsp->vector_fmul_window(dst, c->prev_win, s->temp,
 780                                     s->imdct_win, wsize >> 1);
 781         memcpy(c->prev_win, s->temp + (wsize >> 1), sizeof(float)*wsize >> 1);
 782     }
 783
 784     return 0;
 785 }
 786
 787 static int atrac9_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 788                                int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
 789 {
 790     int ret;
 791     GetBitContext gb;
 792     AVFrame *frame = data;
 793     ATRAC9Context *s = avctx->priv_data;
 794     const int frames = FFMIN(avpkt->size / s->avg_frame_size, s->frame_count);
 795
 796     frame->nb_samples = (1 << s->frame_log2) * frames;
 797     ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0);
 798     if (ret < 0)
 799         return ret;
 800
 801     init_get_bits8(&gb, avpkt->data, avpkt->size);
 802
 803     for (int i = 0; i < frames; i++) {
 804         for (int j = 0; j < s->block_config->count; j++) {
 805             ret = atrac9_decode_block(s, &gb, &s->block[j], frame, i, j);
 806             if (ret)
 807                 return ret;
 808             align_get_bits(&gb);
 809         }
 810     }
 811
 812     *got_frame_ptr = 1;
 813
 814     return avctx->block_align;
 815 }
 816
 817 static void atrac9_decode_flush(AVCodecContext *avctx)
 818 {
 819     ATRAC9Context *s = avctx->priv_data;
 820
 821     for (int j = 0; j < s->block_config->count; j++) {
 822         ATRAC9BlockData *b = &s->block[j];
 823         const int stereo = s->block_config->type[j] == ATRAC9_BLOCK_TYPE_CPE;
 824         for (int i = 0; i <= stereo; i++) {
 825             ATRAC9ChannelData *c = &b->channel[i];
 826             memset(c->prev_win, 0, sizeof(c->prev_win));
 827         }
 828     }
 829 }
 830
 831 static av_cold int atrac9_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 832 {
 833     ATRAC9Context *s = avctx->priv_data;
 834
 835     ff_mdct_end(&s->imdct);
 836     av_freep(&s->fdsp);
 837
 838     return 0;
 839 }
 840
 841 static av_cold void atrac9_init_vlc(VLC *vlc, int nb_bits, int nb_codes,
 842                                     const uint8_t (**tab)[2],
 843                                     unsigned *buf_offset, int offset)
 844 {
 845     static VLC_TYPE vlc_buf[24812][2];
 846
 847     vlc->table           = &vlc_buf[*buf_offset];
 848     vlc->table_allocated = FF_ARRAY_ELEMS(vlc_buf) - *buf_offset;
 849     ff_init_vlc_from_lengths(vlc, nb_bits, nb_codes,
 850                              &(*tab)[0][1], 2, &(*tab)[0][0], 2, 1,
 851                              offset, INIT_VLC_STATIC_OVERLONG, NULL);
 852     *buf_offset += vlc->table_size;
 853     *tab        += nb_codes;
 854 }
 855
 856 static av_cold void atrac9_init_static(void)
 857 {
 858     const uint8_t (*tab)[2];
 859     unsigned offset = 0;
 860
 861     /* Unsigned scalefactor VLCs */
 862     tab = at9_sfb_a_tab;
 863     for (int i = 1; i < 7; i++) {
 864         const HuffmanCodebook *hf = &at9_huffman_sf_unsigned[i];
 865
 866         atrac9_init_vlc(&sf_vlc[0][i], ATRAC9_SF_VLC_BITS,
 867                         hf->size, &tab, &offset, 0);
 868     }
 869
 870     /* Signed scalefactor VLCs */
 871     tab = at9_sfb_b_tab;
 872     for (int i = 2; i < 6; i++) {
 873         const HuffmanCodebook *hf = &at9_huffman_sf_signed[i];
 874
 875         /* The symbols are signed integers in the range -16..15;
 876          * the values in the source table are offset by 16 to make
 877          * them fit into an uint8_t; the -16 reverses this shift. */
 878         atrac9_init_vlc(&sf_vlc[1][i], ATRAC9_SF_VLC_BITS,
 879                         hf->size, &tab, &offset, -16);
 880     }
 881
 882     /* Coefficient VLCs */
 883     tab = at9_coeffs_tab;
 884     for (int i = 0; i < 2; i++) {
 885         for (int j = 2; j < 8; j++) {
 886             for (int k = i; k < 4; k++) {
 887                 const HuffmanCodebook *hf = &at9_huffman_coeffs[i][j][k];
 888                 atrac9_init_vlc(&coeff_vlc[i][j][k], ATRAC9_COEFF_VLC_BITS,
 889                                 hf->size, &tab, &offset, 0);
 890             }
 891         }
 892     }
 893 }
 894
 895 static av_cold int atrac9_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 896 {
 897     static AVOnce static_table_init = AV_ONCE_INIT;
 898     GetBitContext gb;
 899     ATRAC9Context *s = avctx->priv_data;
 900     int version, block_config_idx, superframe_idx, alloc_c_len;
 901
 902     s->avctx = avctx;
 903
 904     av_lfg_init(&s->lfg, 0xFBADF00D);
 905
 906     if (avctx->block_align <= 0) {
 907         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid block align\n");
 908         return AVERROR_INVALIDDATA;
 909     }
 910
 911     if (avctx->extradata_size != 12) {
 912         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid extradata length!\n");
 913         return AVERROR_INVALIDDATA;
 914     }
 915
 916     version = AV_RL32(avctx->extradata);
 917     if (version > 2) {
 918         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported version (%i)!\n", version);
 919         return AVERROR_INVALIDDATA;
 920     }
 921
 922     init_get_bits8(&gb, avctx->extradata + 4, avctx->extradata_size);
 923
 924     if (get_bits(&gb, 8) != 0xFE) {
 925         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect magic byte!\n");
 926         return AVERROR_INVALIDDATA;
 927     }
 928
 929     s->samplerate_idx = get_bits(&gb, 4);
 930     avctx->sample_rate = at9_tab_samplerates[s->samplerate_idx];
 931
 932     block_config_idx = get_bits(&gb, 3);
 933     if (block_config_idx > 5) {
 934         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect block config!\n");
 935         return AVERROR_INVALIDDATA;
 936     }
 937     s->block_config = &at9_block_layout[block_config_idx];
 938
 939     avctx->channel_layout = s->block_config->channel_layout;
 940     avctx->channels       = av_get_channel_layout_nb_channels(avctx->channel_layout);
 941     avctx->sample_fmt     = AV_SAMPLE_FMT_FLTP;
 942
 943     if (get_bits1(&gb)) {
 944         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect verification bit!\n");
 945         return AVERROR_INVALIDDATA;
 946     }
 947
 948     /* Average frame size in bytes */
 949     s->avg_frame_size = get_bits(&gb, 11) + 1;
 950
 951     superframe_idx = get_bits(&gb, 2);
 952     if (superframe_idx & 1) {
 953         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid superframe index!\n");
 954         return AVERROR_INVALIDDATA;
 955     }
 956
 957     s->frame_count = 1 << superframe_idx;
 958     s->frame_log2  = at9_tab_sri_frame_log2[s->samplerate_idx];
 959
 960     if (ff_mdct_init(&s->imdct, s->frame_log2 + 1, 1, 1.0f / 32768.0f))
 961         return AVERROR(ENOMEM);
 962
 963     s->fdsp = avpriv_float_dsp_alloc(avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_BITEXACT);
 964     if (!s->fdsp)
 965         return AVERROR(ENOMEM);
 966
 967     /* iMDCT window */
 968     for (int i = 0; i < (1 << s->frame_log2); i++) {
 969         const int   len  = 1 << s->frame_log2;
 970         const float sidx = (      i + 0.5f) / len;
 971         const float eidx = (len - i - 0.5f) / len;
 972         const float s_c  = sinf(sidx*M_PI - M_PI_2)*0.5f + 0.5f;
 973         const float e_c  = sinf(eidx*M_PI - M_PI_2)*0.5f + 0.5f;
 974         s->imdct_win[i]  = s_c / ((s_c * s_c) + (e_c * e_c));
 975     }
 976
 977     /* Allocation curve */
 978     alloc_c_len = FF_ARRAY_ELEMS(at9_tab_b_dist);
 979     for (int i = 1; i <= alloc_c_len; i++)
 980         for (int j = 0; j < i; j++)
 981             s->alloc_curve[i - 1][j] = at9_tab_b_dist[(j * alloc_c_len) / i];
 982
 983     ff_thread_once(&static_table_init, atrac9_init_static);
 984
 985     return 0;
 986 }
 987
 988 AVCodec ff_atrac9_decoder = {
 989     .name           = "atrac9",
 990     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATRAC9 (Adaptive TRansform Acoustic Coding 9)"),
 991     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 992     .id             = AV_CODEC_ID_ATRAC9,
 993     .priv_data_size = sizeof(ATRAC9Context),
 994     .init           = atrac9_decode_init,
 995     .close          = atrac9_decode_close,
 996     .decode         = atrac9_decode_frame,
 997     .flush          = atrac9_decode_flush,
 998     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE | FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
 999     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_SUBFRAMES | AV_CODEC_CAP_DR1 | AV_CODEC_CAP_CHANNEL_CONF,
1000 };