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] > 47)
 125         return AVERROR_INVALIDDATA;
 126
 127     if (grad_value[0] > 31 || grad_value[1] > 31)
 128         return AVERROR_INVALIDDATA;
 129
 130     if (b->grad_boundary > b->q_unit_cnt)
 131         return AVERROR_INVALIDDATA;
 132
 133     values    = grad_value[1] - grad_value[0];
 134     sign      = 1 - 2*(values < 0);
 135     base      = grad_value[0] + sign;
 136     scale     = (FFABS(values) - 1) / 31.0f;
 137     curve     = s->alloc_curve[grad_range[1] - grad_range[0] - 1];
 138
 139     for (int i = 0; i <= b->q_unit_cnt; i++)
 140         b->gradient[i] = grad_value[i >= grad_range[0]];
 141
 142     for (int i = grad_range[0]; i < grad_range[1]; i++)
 143         b->gradient[i] = base + sign*((int)(scale*curve[i - grad_range[0]]));
 144
 145     return 0;
 146 }
 147
 148 static inline void calc_precision(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 149                                   ATRAC9ChannelData *c)
 150 {
 151     memset(c->precision_mask, 0, sizeof(c->precision_mask));
 152     for (int i = 1; i < b->q_unit_cnt; i++) {
 153         const int delta = FFABS(c->scalefactors[i] - c->scalefactors[i - 1]) - 1;
 154         if (delta > 0) {
 155             const int neg = c->scalefactors[i - 1] > c->scalefactors[i];
 156             c->precision_mask[i - neg] += FFMIN(delta, 5);
 157         }
 158     }
 159
 160     if (b->grad_mode) {
 161         for (int i = 0; i < b->q_unit_cnt; i++) {
 162             c->precision_coarse[i] = c->scalefactors[i];
 163             c->precision_coarse[i] += c->precision_mask[i] - b->gradient[i];
 164             if (c->precision_coarse[i] < 0)
 165                 continue;
 166             switch (b->grad_mode) {
 167             case 1:
 168                 c->precision_coarse[i] >>= 1;
 169                 break;
 170             case 2:
 171                 c->precision_coarse[i] = (3 * c->precision_coarse[i]) >> 3;
 172                 break;
 173             case 3:
 174                 c->precision_coarse[i] >>= 2;
 175                 break;
 176             }
 177         }
 178     } else {
 179         for (int i = 0; i < b->q_unit_cnt; i++)
 180             c->precision_coarse[i] = c->scalefactors[i] - b->gradient[i];
 181     }
 182
 183
 184     for (int i = 0; i < b->q_unit_cnt; i++)
 185         c->precision_coarse[i] = FFMAX(c->precision_coarse[i], 1);
 186
 187     for (int i = 0; i < b->grad_boundary; i++)
 188         c->precision_coarse[i]++;
 189
 190     for (int i = 0; i < b->q_unit_cnt; i++) {
 191         c->precision_fine[i] = 0;
 192         if (c->precision_coarse[i] > 15) {
 193             c->precision_fine[i] = c->precision_coarse[i] - 15;
 194             c->precision_coarse[i] = 15;
 195         }
 196     }
 197 }
 198
 199 static inline int parse_band_ext(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 200                                  GetBitContext *gb, int stereo)
 201 {
 202     int ext_band = 0;
 203
 204     if (b->has_band_ext) {
 205         ext_band = at9_tab_band_ext_group[b->q_unit_cnt - 13][2];
 206         if (stereo) {
 207             b->channel[1].band_ext = get_bits(gb, 2);
 208             b->channel[1].band_ext = ext_band > 2 ? b->channel[1].band_ext : 4;
 209         } else {
 210             skip_bits1(gb);
 211         }
 212     }
 213
 214     b->has_band_ext_data = get_bits1(gb);
 215     if (!b->has_band_ext_data)
 216         return 0;
 217
 218     if (!b->has_band_ext) {
 219         skip_bits(gb, 2);
 220         skip_bits_long(gb, get_bits(gb, 5));
 221         return 0;
 222     }
 223
 224     b->channel[0].band_ext = get_bits(gb, 2);
 225     b->channel[0].band_ext = ext_band > 2 ? b->channel[0].band_ext : 4;
 226
 227     if (!get_bits(gb, 5))
 228         return 0;
 229
 230     for (int i = 0; i <= stereo; i++) {
 231         ATRAC9ChannelData *c = &b->channel[i];
 232         const int count = at9_tab_band_ext_cnt[c->band_ext][ext_band];
 233         for (int j = 0; j < count; j++) {
 234             int len = at9_tab_band_ext_lengths[c->band_ext][ext_band][j];
 235             c->band_ext_data[j] = get_bits(gb, len);
 236         }
 237     }
 238
 239     return 0;
 240 }
 241
 242 static inline int read_scalefactors(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 243                                     ATRAC9ChannelData *c, GetBitContext *gb,
 244                                     int channel_idx, int first_in_pkt)
 245 {
 246     static const uint8_t mode_map[2][4] = { { 0, 1, 2, 3 }, { 0, 2, 3, 4 } };
 247     const int mode = mode_map[channel_idx][get_bits(gb, 2)];
 248
 249     memset(c->scalefactors, 0, sizeof(c->scalefactors));
 250
 251     if (first_in_pkt && (mode == 4 || ((mode == 3) && !channel_idx))) {
 252         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid scalefactor coding mode!\n");
 253         return AVERROR_INVALIDDATA;
 254     }
 255
 256     switch (mode) {
 257     case 0: { /* VLC delta offset */
 258         const uint8_t *sf_weights = at9_tab_sf_weights[get_bits(gb, 3)];
 259         const int base = get_bits(gb, 5);
 260         const int len = get_bits(gb, 2) + 3;
 261         const VLC *tab = &s->sf_vlc[0][len];
 262
 263         c->scalefactors[0] = get_bits(gb, len);
 264
 265         for (int i = 1; i < b->band_ext_q_unit; i++) {
 266             int val = c->scalefactors[i - 1] + get_vlc2(gb, tab->table, 9, 2);
 267             c->scalefactors[i] = val & ((1 << len) - 1);
 268         }
 269
 270         for (int i = 0; i < b->band_ext_q_unit; i++)
 271             c->scalefactors[i] += base - sf_weights[i];
 272
 273         break;
 274     }
 275     case 1: { /* CLC offset */
 276         const int len = get_bits(gb, 2) + 2;
 277         const int base = len < 5 ? get_bits(gb, 5) : 0;
 278         for (int i = 0; i < b->band_ext_q_unit; i++)
 279             c->scalefactors[i] = base + get_bits(gb, len);
 280         break;
 281     }
 282     case 2:
 283     case 4: { /* VLC dist to baseline */
 284         const int *baseline = mode == 4 ? c->scalefactors_prev :
 285                               channel_idx ? b->channel[0].scalefactors :
 286                               c->scalefactors_prev;
 287         const int baseline_len = mode == 4 ? b->q_unit_cnt_prev :
 288                                  channel_idx ? b->band_ext_q_unit :
 289                                  b->q_unit_cnt_prev;
 290
 291         const int len = get_bits(gb, 2) + 2;
 292         const int unit_cnt = FFMIN(b->band_ext_q_unit, baseline_len);
 293         const VLC *tab = &s->sf_vlc[1][len];
 294
 295         for (int i = 0; i < unit_cnt; i++) {
 296             int dist = get_vlc2(gb, tab->table, 9, 2);
 297             c->scalefactors[i] = baseline[i] + dist;
 298         }
 299
 300         for (int i = unit_cnt; i < b->band_ext_q_unit; i++)
 301             c->scalefactors[i] = get_bits(gb, 5);
 302
 303         break;
 304     }
 305     case 3: { /* VLC offset with baseline */
 306         const int *baseline = channel_idx ? b->channel[0].scalefactors :
 307                               c->scalefactors_prev;
 308         const int baseline_len = channel_idx ? b->band_ext_q_unit :
 309                                  b->q_unit_cnt_prev;
 310
 311         const int base = get_bits(gb, 5) - (1 << (5 - 1));
 312         const int len = get_bits(gb, 2) + 1;
 313         const int unit_cnt = FFMIN(b->band_ext_q_unit, baseline_len);
 314         const VLC *tab = &s->sf_vlc[0][len];
 315
 316         c->scalefactors[0] = get_bits(gb, len);
 317
 318         for (int i = 1; i < unit_cnt; i++) {
 319             int val = c->scalefactors[i - 1] + get_vlc2(gb, tab->table, 9, 2);
 320             c->scalefactors[i] = val & ((1 << len) - 1);
 321         }
 322
 323         for (int i = 0; i < unit_cnt; i++)
 324             c->scalefactors[i] += base + baseline[i];
 325
 326         for (int i = unit_cnt; i < b->band_ext_q_unit; i++)
 327             c->scalefactors[i] = get_bits(gb, 5);
 328         break;
 329     }
 330     }
 331
 332     for (int i = 0; i < b->band_ext_q_unit; i++)
 333         if (c->scalefactors[i] < 0 || c->scalefactors[i] > 31)
 334             return AVERROR_INVALIDDATA;
 335
 336     memcpy(c->scalefactors_prev, c->scalefactors, sizeof(c->scalefactors));
 337
 338     return 0;
 339 }
 340
 341 static inline void calc_codebook_idx(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 342                                      ATRAC9ChannelData *c)
 343 {
 344     int avg = 0;
 345     const int last_sf = c->scalefactors[c->q_unit_cnt];
 346
 347     memset(c->codebookset, 0, sizeof(c->codebookset));
 348
 349     if (c->q_unit_cnt <= 1)
 350         return;
 351     if (s->samplerate_idx > 7)
 352         return;
 353
 354     c->scalefactors[c->q_unit_cnt] = c->scalefactors[c->q_unit_cnt - 1];
 355
 356     if (c->q_unit_cnt > 12) {
 357         for (int i = 0; i < 12; i++)
 358             avg += c->scalefactors[i];
 359         avg = (avg + 6) / 12;
 360     }
 361
 362     for (int i = 8; i < c->q_unit_cnt; i++) {
 363         const int prev = c->scalefactors[i - 1];
 364         const int cur  = c->scalefactors[i    ];
 365         const int next = c->scalefactors[i + 1];
 366         const int min  = FFMIN(prev, next);
 367         if ((cur - min >= 3 || 2*cur - prev - next >= 3))
 368             c->codebookset[i] = 1;
 369     }
 370
 371
 372     for (int i = 12; i < c->q_unit_cnt; i++) {
 373         const int cur = c->scalefactors[i];
 374         const int cnd = at9_q_unit_to_coeff_cnt[i] == 16;
 375         const int min = FFMIN(c->scalefactors[i + 1], c->scalefactors[i - 1]);
 376         if (c->codebookset[i])
 377             continue;
 378
 379         c->codebookset[i] = (((cur - min) >= 2) && (cur >= (avg - cnd)));
 380     }
 381
 382     c->scalefactors[c->q_unit_cnt] = last_sf;
 383 }
 384
 385 static inline void read_coeffs_coarse(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 386                                       ATRAC9ChannelData *c, GetBitContext *gb)
 387 {
 388     const int max_prec = s->samplerate_idx > 7 ? 1 : 7;
 389
 390     memset(c->q_coeffs_coarse, 0, sizeof(c->q_coeffs_coarse));
 391
 392     for (int i = 0; i < c->q_unit_cnt; i++) {
 393         int *coeffs = &c->q_coeffs_coarse[at9_q_unit_to_coeff_idx[i]];
 394         const int bands = at9_q_unit_to_coeff_cnt[i];
 395         const int prec = c->precision_coarse[i] + 1;
 396
 397         if (prec <= max_prec) {
 398             const int cb = c->codebookset[i];
 399             const int cbi = at9_q_unit_to_codebookidx[i];
 400             const VLC *tab = &s->coeff_vlc[cb][prec][cbi];
 401             const HuffmanCodebook *huff = &at9_huffman_coeffs[cb][prec][cbi];
 402             const int groups = bands >> huff->value_cnt_pow;
 403
 404             for (int j = 0; j < groups; j++) {
 405                 uint16_t val = get_vlc2(gb, tab->table, 9, huff->max_bit_size);
 406
 407                 for (int k = 0; k < huff->value_cnt; k++) {
 408                     coeffs[k] = sign_extend(val, huff->value_bits);
 409                     val >>= huff->value_bits;
 410                 }
 411
 412                 coeffs += huff->value_cnt;
 413             }
 414         } else {
 415             for (int j = 0; j < bands; j++)
 416                 coeffs[j] = sign_extend(get_bits(gb, prec), prec);
 417         }
 418     }
 419 }
 420
 421 static inline void read_coeffs_fine(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 422                                     ATRAC9ChannelData *c, GetBitContext *gb)
 423 {
 424     memset(c->q_coeffs_fine, 0, sizeof(c->q_coeffs_fine));
 425
 426     for (int i = 0; i < c->q_unit_cnt; i++) {
 427         const int start = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 0];
 428         const int end   = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 1];
 429         const int len   = c->precision_fine[i] + 1;
 430
 431         if (c->precision_fine[i] <= 0)
 432             continue;
 433
 434         for (int j = start; j < end; j++)
 435             c->q_coeffs_fine[j] = sign_extend(get_bits(gb, len), len);
 436     }
 437 }
 438
 439 static inline void dequantize(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 440                               ATRAC9ChannelData *c)
 441 {
 442     memset(c->coeffs, 0, sizeof(c->coeffs));
 443
 444     for (int i = 0; i < c->q_unit_cnt; i++) {
 445         const int start = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 0];
 446         const int end   = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 1];
 447
 448         const float coarse_c = at9_quant_step_coarse[c->precision_coarse[i]];
 449         const float fine_c   = at9_quant_step_fine[c->precision_fine[i]];
 450
 451         for (int j = start; j < end; j++) {
 452             const float vc = c->q_coeffs_coarse[j] * coarse_c;
 453             const float vf = c->q_coeffs_fine[j]   * fine_c;
 454             c->coeffs[j] = vc + vf;
 455         }
 456     }
 457 }
 458
 459 static inline void apply_intensity_stereo(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 460                                           const int stereo)
 461 {
 462     float *src = b->channel[ b->cpe_base_channel].coeffs;
 463     float *dst = b->channel[!b->cpe_base_channel].coeffs;
 464
 465     if (!stereo)
 466         return;
 467
 468     if (b->q_unit_cnt <= b->stereo_q_unit)
 469         return;
 470
 471     for (int i = b->stereo_q_unit; i < b->q_unit_cnt; i++) {
 472         const int sign  = b->is_signs[i];
 473         const int start = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 0];
 474         const int end   = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 1];
 475         for (int j = start; j < end; j++)
 476             dst[j] = sign*src[j];
 477     }
 478 }
 479
 480 static inline void apply_scalefactors(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 481                                       const int stereo)
 482 {
 483     for (int i = 0; i <= stereo; i++) {
 484         float *coeffs = b->channel[i].coeffs;
 485         for (int j = 0; j < b->q_unit_cnt; j++) {
 486             const int start = at9_q_unit_to_coeff_idx[j + 0];
 487             const int end   = at9_q_unit_to_coeff_idx[j + 1];
 488             const int scalefactor = b->channel[i].scalefactors[j];
 489             const float scale = at9_scalefactor_c[scalefactor];
 490             for (int k = start; k < end; k++)
 491                 coeffs[k] *= scale;
 492         }
 493     }
 494 }
 495
 496 static inline void fill_with_noise(ATRAC9Context *s, ATRAC9ChannelData *c,
 497                                    int start, int count)
 498 {
 499     float maxval = 0.0f;
 500     for (int i = 0; i < count; i += 2) {
 501         double tmp[2];
 502         av_bmg_get(&s->lfg, tmp);
 503         c->coeffs[start + i + 0] = tmp[0];
 504         c->coeffs[start + i + 1] = tmp[1];
 505         maxval = FFMAX(FFMAX(FFABS(tmp[0]), FFABS(tmp[1])), maxval);
 506     }
 507     /* Normalize */
 508     for (int i = 0; i < count; i++)
 509         c->coeffs[start + i] /= maxval;
 510 }
 511
 512 static inline void scale_band_ext_coeffs(ATRAC9ChannelData *c, float sf[6],
 513                                          const int s_unit, const int e_unit)
 514 {
 515     for (int i = s_unit; i < e_unit; i++) {
 516         const int start = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 0];
 517         const int end   = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 1];
 518         for (int j = start; j < end; j++)
 519             c->coeffs[j] *= sf[i - s_unit];
 520     }
 521 }
 522
 523 static inline void apply_band_extension(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 524                                        const int stereo)
 525 {
 526     const int g_units[4] = { /* A, B, C, total units */
 527         b->q_unit_cnt,
 528         at9_tab_band_ext_group[b->q_unit_cnt - 13][0],
 529         at9_tab_band_ext_group[b->q_unit_cnt - 13][1],
 530         FFMAX(g_units[2], 22),
 531     };
 532
 533     const int g_bins[4] = { /* A, B, C, total bins */
 534         at9_q_unit_to_coeff_idx[g_units[0]],
 535         at9_q_unit_to_coeff_idx[g_units[1]],
 536         at9_q_unit_to_coeff_idx[g_units[2]],
 537         at9_q_unit_to_coeff_idx[g_units[3]],
 538     };
 539
 540     if (!b->has_band_ext || !b->has_band_ext_data)
 541         return;
 542
 543     for (int ch = 0; ch <= stereo; ch++) {
 544         ATRAC9ChannelData *c = &b->channel[ch];
 545
 546         /* Mirror the spectrum */
 547         for (int i = 0; i < 3; i++)
 548             for (int j = 0; j < (g_bins[i + 1] - g_bins[i + 0]); j++)
 549                 c->coeffs[g_bins[i] + j] = c->coeffs[g_bins[i] - j - 1];
 550
 551         switch (c->band_ext) {
 552         case 0: {
 553             float sf[6] = { 0.0f };
 554             const int l = g_units[3] - g_units[0] - 1;
 555             const int n_start = at9_q_unit_to_coeff_idx[g_units[3] - 1];
 556             const int n_cnt   = at9_q_unit_to_coeff_cnt[g_units[3] - 1];
 557             switch (at9_tab_band_ext_group[b->q_unit_cnt - 13][2]) {
 558             case 3:
 559                 sf[0] = at9_band_ext_scales_m0[0][0][c->band_ext_data[0]];
 560                 sf[1] = at9_band_ext_scales_m0[0][1][c->band_ext_data[0]];
 561                 sf[2] = at9_band_ext_scales_m0[0][2][c->band_ext_data[1]];
 562                 sf[3] = at9_band_ext_scales_m0[0][3][c->band_ext_data[2]];
 563                 sf[4] = at9_band_ext_scales_m0[0][4][c->band_ext_data[3]];
 564                 break;
 565             case 4:
 566                 sf[0] = at9_band_ext_scales_m0[1][0][c->band_ext_data[0]];
 567                 sf[1] = at9_band_ext_scales_m0[1][1][c->band_ext_data[0]];
 568                 sf[2] = at9_band_ext_scales_m0[1][2][c->band_ext_data[1]];
 569                 sf[3] = at9_band_ext_scales_m0[1][3][c->band_ext_data[2]];
 570                 sf[4] = at9_band_ext_scales_m0[1][4][c->band_ext_data[3]];
 571                 break;
 572             case 5:
 573                 sf[0] = at9_band_ext_scales_m0[2][0][c->band_ext_data[0]];
 574                 sf[1] = at9_band_ext_scales_m0[2][1][c->band_ext_data[1]];
 575                 sf[2] = at9_band_ext_scales_m0[2][2][c->band_ext_data[1]];
 576                 break;
 577             }
 578
 579             sf[l] = at9_scalefactor_c[c->scalefactors[g_units[0]]];
 580
 581             fill_with_noise(s, c, n_start, n_cnt);
 582             scale_band_ext_coeffs(c, sf, g_units[0], g_units[3]);
 583             break;
 584         }
 585         case 1: {
 586             float sf[6];
 587             for (int i = g_units[0]; i < g_units[3]; i++)
 588                 sf[i - g_units[0]] = at9_scalefactor_c[c->scalefactors[i]];
 589
 590             fill_with_noise(s, c, g_bins[0], g_bins[3] - g_bins[0]);
 591             scale_band_ext_coeffs(c, sf, g_units[0], g_units[3]);
 592             break;
 593         }
 594         case 2: {
 595             const float g_sf[2] = {
 596                 at9_band_ext_scales_m2[c->band_ext_data[0]],
 597                 at9_band_ext_scales_m2[c->band_ext_data[1]],
 598             };
 599
 600             for (int i = 0; i < 2; i++)
 601                 for (int j = g_bins[i + 0]; j < g_bins[i + 1]; j++)
 602                     c->coeffs[j] *= g_sf[i];
 603             break;
 604         }
 605         case 3: {
 606             float scale = at9_band_ext_scales_m3[c->band_ext_data[0]][0];
 607             float rate  = at9_band_ext_scales_m3[c->band_ext_data[1]][1];
 608             rate = pow(2, rate);
 609             for (int i = g_bins[0]; i < g_bins[3]; i++) {
 610                 scale *= rate;
 611                 c->coeffs[i] *= scale;
 612             }
 613             break;
 614         }
 615         case 4: {
 616             const float m = at9_band_ext_scales_m4[c->band_ext_data[0]];
 617             const float g_sf[3] = { 0.7079468f*m, 0.5011902f*m, 0.3548279f*m };
 618
 619             for (int i = 0; i < 3; i++)
 620                 for (int j = g_bins[i + 0]; j < g_bins[i + 1]; j++)
 621                     c->coeffs[j] *= g_sf[i];
 622             break;
 623         }
 624         }
 625     }
 626 }
 627
 628 static int atrac9_decode_block(ATRAC9Context *s, GetBitContext *gb,
 629                                ATRAC9BlockData *b, AVFrame *frame,
 630                                int frame_idx, int block_idx)
 631 {
 632     const int first_in_pkt = !get_bits1(gb);
 633     const int reuse_params =  get_bits1(gb);
 634     const int stereo = s->block_config->type[block_idx] == ATRAC9_BLOCK_TYPE_CPE;
 635
 636     if (s->block_config->type[block_idx] == ATRAC9_BLOCK_TYPE_LFE) {
 637         ATRAC9ChannelData *c = &b->channel[0];
 638         const int precision = reuse_params ? 8 : 4;
 639         c->q_unit_cnt = b->q_unit_cnt = 2;
 640
 641         memset(c->scalefactors, 0, sizeof(c->scalefactors));
 642         memset(c->q_coeffs_fine, 0, sizeof(c->q_coeffs_fine));
 643         memset(c->q_coeffs_coarse, 0, sizeof(c->q_coeffs_coarse));
 644
 645         for (int i = 0; i < b->q_unit_cnt; i++) {
 646             c->scalefactors[i] = get_bits(gb, 5);
 647             c->precision_coarse[i] = precision;
 648             c->precision_fine[i] = 0;
 649         }
 650
 651         for (int i = 0; i < c->q_unit_cnt; i++) {
 652             const int start = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 0];
 653             const int end   = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 1];
 654             for (int j = start; j < end; j++)
 655                 c->q_coeffs_coarse[j] = get_bits(gb, c->precision_coarse[i] + 1);
 656         }
 657
 658         dequantize        (s, b, c);
 659         apply_scalefactors(s, b, 0);
 660
 661         goto imdct;
 662     }
 663
 664     if (first_in_pkt && reuse_params) {
 665         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid block flags!\n");
 666         return AVERROR_INVALIDDATA;
 667     }
 668
 669     /* Band parameters */
 670     if (!reuse_params) {
 671         int stereo_band, ext_band;
 672         const int min_band_count = s->samplerate_idx > 7 ? 1 : 3;
 673         b->reuseable = 0;
 674         b->band_count = get_bits(gb, 4) + min_band_count;
 675         b->q_unit_cnt = at9_tab_band_q_unit_map[b->band_count];
 676
 677         b->band_ext_q_unit = b->stereo_q_unit = b->q_unit_cnt;
 678
 679         if (b->band_count > at9_tab_sri_max_bands[s->samplerate_idx]) {
 680             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid band count %i!\n",
 681                    b->band_count);
 682             return AVERROR_INVALIDDATA;
 683         }
 684
 685         if (stereo) {
 686             stereo_band = get_bits(gb, 4) + min_band_count;
 687             if (stereo_band > b->band_count) {
 688                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid stereo band %i!\n",
 689                        stereo_band);
 690                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 691             }
 692             b->stereo_q_unit = at9_tab_band_q_unit_map[stereo_band];
 693         }
 694
 695         b->has_band_ext = get_bits1(gb);
 696         if (b->has_band_ext) {
 697             ext_band = get_bits(gb, 4) + min_band_count;
 698             if (ext_band < b->band_count) {
 699                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid extension band %i!\n",
 700                        ext_band);
 701                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 702             }
 703             b->band_ext_q_unit = at9_tab_band_q_unit_map[ext_band];
 704         }
 705         b->reuseable = 1;
 706     }
 707     if (!b->reuseable) {
 708         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid block reused!\n");
 709         return AVERROR_INVALIDDATA;
 710     }
 711
 712     /* Calculate bit alloc gradient */
 713     if (parse_gradient(s, b, gb))
 714         return AVERROR_INVALIDDATA;
 715
 716     /* IS data */
 717     b->cpe_base_channel = 0;
 718     if (stereo) {
 719         b->cpe_base_channel = get_bits1(gb);
 720         if (get_bits1(gb)) {
 721             for (int i = b->stereo_q_unit; i < b->q_unit_cnt; i++)
 722                 b->is_signs[i] = 1 - 2*get_bits1(gb);
 723         } else {
 724             for (int i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(b->is_signs); i++)
 725                 b->is_signs[i] = 1;
 726         }
 727     }
 728
 729     /* Band extension */
 730     if (parse_band_ext(s, b, gb, stereo))
 731         return AVERROR_INVALIDDATA;
 732
 733     /* Scalefactors */
 734     for (int i = 0; i <= stereo; i++) {
 735         ATRAC9ChannelData *c = &b->channel[i];
 736         c->q_unit_cnt = i == b->cpe_base_channel ? b->q_unit_cnt :
 737                                                    b->stereo_q_unit;
 738         if (read_scalefactors(s, b, c, gb, i, first_in_pkt))
 739             return AVERROR_INVALIDDATA;
 740
 741         calc_precision    (s, b, c);
 742         calc_codebook_idx (s, b, c);
 743         read_coeffs_coarse(s, b, c, gb);
 744         read_coeffs_fine  (s, b, c, gb);
 745         dequantize        (s, b, c);
 746     }
 747
 748     b->q_unit_cnt_prev = b->has_band_ext ? b->band_ext_q_unit : b->q_unit_cnt;
 749
 750     apply_intensity_stereo(s, b, stereo);
 751     apply_scalefactors    (s, b, stereo);
 752     apply_band_extension  (s, b, stereo);
 753
 754 imdct:
 755     for (int i = 0; i <= stereo; i++) {
 756         ATRAC9ChannelData *c = &b->channel[i];
 757         const int dst_idx = s->block_config->plane_map[block_idx][i];
 758         const int wsize = 1 << s->frame_log2;
 759         const ptrdiff_t offset = wsize*frame_idx*sizeof(float);
 760         float *dst = (float *)(frame->extended_data[dst_idx] + offset);
 761
 762         s->imdct.imdct_half(&s->imdct, s->temp, c->coeffs);
 763         s->fdsp->vector_fmul_window(dst, c->prev_win, s->temp,
 764                                     s->imdct_win, wsize >> 1);
 765         memcpy(c->prev_win, s->temp + (wsize >> 1), sizeof(float)*wsize >> 1);
 766     }
 767
 768     return 0;
 769 }
 770
 771 static int atrac9_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 772                                int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
 773 {
 774     int ret;
 775     GetBitContext gb;
 776     AVFrame *frame = data;
 777     ATRAC9Context *s = avctx->priv_data;
 778     const int frames = FFMIN(avpkt->size / s->avg_frame_size, s->frame_count);
 779
 780     frame->nb_samples = (1 << s->frame_log2) * frames;
 781     ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0);
 782     if (ret < 0)
 783         return ret;
 784
 785     init_get_bits8(&gb, avpkt->data, avpkt->size);
 786
 787     for (int i = 0; i < frames; i++) {
 788         for (int j = 0; j < s->block_config->count; j++) {
 789             ret = atrac9_decode_block(s, &gb, &s->block[j], frame, i, j);
 790             if (ret)
 791                 return ret;
 792             align_get_bits(&gb);
 793         }
 794     }
 795
 796     *got_frame_ptr = 1;
 797
 798     return avctx->block_align;
 799 }
 800
 801 static void atrac9_decode_flush(AVCodecContext *avctx)
 802 {
 803     ATRAC9Context *s = avctx->priv_data;
 804
 805     for (int j = 0; j < s->block_config->count; j++) {
 806         ATRAC9BlockData *b = &s->block[j];
 807         const int stereo = s->block_config->type[j] == ATRAC9_BLOCK_TYPE_CPE;
 808         for (int i = 0; i <= stereo; i++) {
 809             ATRAC9ChannelData *c = &b->channel[i];
 810             memset(c->prev_win, 0, sizeof(c->prev_win));
 811         }
 812     }
 813 }
 814
 815 static av_cold int atrac9_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 816 {
 817     ATRAC9Context *s = avctx->priv_data;
 818
 819     for (int i = 1; i < 7; i++)
 820         ff_free_vlc(&s->sf_vlc[0][i]);
 821     for (int i = 2; i < 6; i++)
 822         ff_free_vlc(&s->sf_vlc[1][i]);
 823     for (int i = 0; i < 2; i++)
 824         for (int j = 0; j < 8; j++)
 825             for (int k = 0; k < 4; k++)
 826                 ff_free_vlc(&s->coeff_vlc[i][j][k]);
 827
 828     ff_mdct_end(&s->imdct);
 829     av_free(s->fdsp);
 830
 831     return 0;
 832 }
 833
 834 static av_cold int atrac9_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 835 {
 836     GetBitContext gb;
 837     ATRAC9Context *s = avctx->priv_data;
 838     int version, block_config_idx, superframe_idx, alloc_c_len;
 839
 840     s->avctx = avctx;
 841
 842     av_lfg_init(&s->lfg, 0xFBADF00D);
 843
 844     if (avctx->extradata_size != 12) {
 845         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid extradata length!\n");
 846         return AVERROR_INVALIDDATA;
 847     }
 848
 849     version = AV_RL32(avctx->extradata);
 850     if (version > 2) {
 851         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported version (%i)!\n", version);
 852         return AVERROR_INVALIDDATA;
 853     }
 854
 855     init_get_bits8(&gb, avctx->extradata + 4, avctx->extradata_size);
 856
 857     if (get_bits(&gb, 8) != 0xFE) {
 858         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect magic byte!\n");
 859         return AVERROR_INVALIDDATA;
 860     }
 861
 862     s->samplerate_idx = get_bits(&gb, 4);
 863     avctx->sample_rate = at9_tab_samplerates[s->samplerate_idx];
 864
 865     block_config_idx = get_bits(&gb, 3);
 866     if (block_config_idx > 5) {
 867         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect block config!\n");
 868         return AVERROR_INVALIDDATA;
 869     }
 870     s->block_config = &at9_block_layout[block_config_idx];
 871
 872     avctx->channel_layout = s->block_config->channel_layout;
 873     avctx->sample_fmt     = AV_SAMPLE_FMT_FLTP;
 874
 875     if (get_bits1(&gb)) {
 876         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect verification bit!\n");
 877         return AVERROR_INVALIDDATA;
 878     }
 879
 880     /* Average frame size in bytes */
 881     s->avg_frame_size = get_bits(&gb, 11) + 1;
 882
 883     superframe_idx = get_bits(&gb, 2);
 884     if (superframe_idx & 1) {
 885         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid superframe index!\n");
 886         return AVERROR_INVALIDDATA;
 887     }
 888
 889     s->frame_count = 1 << superframe_idx;
 890     s->frame_log2  = at9_tab_sri_frame_log2[s->samplerate_idx];
 891
 892     if (ff_mdct_init(&s->imdct, s->frame_log2 + 1, 1, 1.0f / 32768.0f))
 893         return AVERROR(ENOMEM);
 894
 895     s->fdsp = avpriv_float_dsp_alloc(avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_BITEXACT);
 896     if (!s->fdsp)
 897         return AVERROR(ENOMEM);
 898
 899     /* iMDCT window */
 900     for (int i = 0; i < (1 << s->frame_log2); i++) {
 901         const int   len  = 1 << s->frame_log2;
 902         const float sidx = (      i + 0.5f) / len;
 903         const float eidx = (len - i - 0.5f) / len;
 904         const float s_c  = sinf(sidx*M_PI - M_PI_2)*0.5f + 0.5f;
 905         const float e_c  = sinf(eidx*M_PI - M_PI_2)*0.5f + 0.5f;
 906         s->imdct_win[i]  = s_c / ((s_c * s_c) + (e_c * e_c));
 907     }
 908
 909     /* Allocation curve */
 910     alloc_c_len = FF_ARRAY_ELEMS(at9_tab_b_dist);
 911     for (int i = 1; i <= alloc_c_len; i++)
 912         for (int j = 0; j < i; j++)
 913             s->alloc_curve[i - 1][j] = at9_tab_b_dist[(j * alloc_c_len) / i];
 914
 915     /* Unsigned scalefactor VLCs */
 916     for (int i = 1; i < 7; i++) {
 917         const HuffmanCodebook *hf = &at9_huffman_sf_unsigned[i];
 918
 919         init_vlc(&s->sf_vlc[0][i], 9, hf->size, hf->bits, 1, 1, hf->codes,
 920                  2, 2, 0);
 921     }
 922
 923     /* Signed scalefactor VLCs */
 924     for (int i = 2; i < 6; i++) {
 925         const HuffmanCodebook *hf = &at9_huffman_sf_signed[i];
 926
 927         int nums = hf->size;
 928         int16_t sym[32];
 929         for (int j = 0; j < nums; j++)
 930             sym[j] = sign_extend(j, hf->value_bits);
 931
 932         ff_init_vlc_sparse(&s->sf_vlc[1][i], 9, hf->size, hf->bits, 1, 1,
 933                            hf->codes, 2, 2, sym, sizeof(*sym), sizeof(*sym), 0);
 934     }
 935
 936     /* Coefficient VLCs */
 937     for (int i = 0; i < 2; i++) {
 938         for (int j = 0; j < 8; j++) {
 939             for (int k = 0; k < 4; k++) {
 940                 const HuffmanCodebook *hf = &at9_huffman_coeffs[i][j][k];
 941                 init_vlc(&s->coeff_vlc[i][j][k], 9, hf->size, hf->bits, 1, 1,
 942                          hf->codes, 2, 2, 0);
 943             }
 944         }
 945     }
 946
 947     return 0;
 948 }
 949
 950 AVCodec ff_atrac9_decoder = {
 951     .name           = "atrac9",
 952     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATRAC9 (Adaptive TRansform Acoustic Coding 9)"),
 953     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 954     .id             = AV_CODEC_ID_ATRAC9,
 955     .priv_data_size = sizeof(ATRAC9Context),
 956     .init           = atrac9_decode_init,
 957     .close          = atrac9_decode_close,
 958     .decode         = atrac9_decode_frame,
 959     .flush          = atrac9_decode_flush,
 960     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE | FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
 961     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_SUBFRAMES | AV_CODEC_CAP_DR1,
 962 };