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         if (b->q_unit_cnt < 13)
 206             return AVERROR_INVALIDDATA;
 207         ext_band = at9_tab_band_ext_group[b->q_unit_cnt - 13][2];
 208         if (stereo) {
 209             b->channel[1].band_ext = get_bits(gb, 2);
 210             b->channel[1].band_ext = ext_band > 2 ? b->channel[1].band_ext : 4;
 211         } else {
 212             skip_bits1(gb);
 213         }
 214     }
 215
 216     b->has_band_ext_data = get_bits1(gb);
 217     if (!b->has_band_ext_data)
 218         return 0;
 219
 220     if (!b->has_band_ext) {
 221         skip_bits(gb, 2);
 222         skip_bits_long(gb, get_bits(gb, 5));
 223         return 0;
 224     }
 225
 226     b->channel[0].band_ext = get_bits(gb, 2);
 227     b->channel[0].band_ext = ext_band > 2 ? b->channel[0].band_ext : 4;
 228
 229     if (!get_bits(gb, 5))
 230         return 0;
 231
 232     for (int i = 0; i <= stereo; i++) {
 233         ATRAC9ChannelData *c = &b->channel[i];
 234         const int count = at9_tab_band_ext_cnt[c->band_ext][ext_band];
 235         for (int j = 0; j < count; j++) {
 236             int len = at9_tab_band_ext_lengths[c->band_ext][ext_band][j];
 237             c->band_ext_data[j] = get_bits(gb, len);
 238         }
 239     }
 240
 241     return 0;
 242 }
 243
 244 static inline int read_scalefactors(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 245                                     ATRAC9ChannelData *c, GetBitContext *gb,
 246                                     int channel_idx, int first_in_pkt)
 247 {
 248     static const uint8_t mode_map[2][4] = { { 0, 1, 2, 3 }, { 0, 2, 3, 4 } };
 249     const int mode = mode_map[channel_idx][get_bits(gb, 2)];
 250
 251     memset(c->scalefactors, 0, sizeof(c->scalefactors));
 252
 253     if (first_in_pkt && (mode == 4 || ((mode == 3) && !channel_idx))) {
 254         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid scalefactor coding mode!\n");
 255         return AVERROR_INVALIDDATA;
 256     }
 257
 258     switch (mode) {
 259     case 0: { /* VLC delta offset */
 260         const uint8_t *sf_weights = at9_tab_sf_weights[get_bits(gb, 3)];
 261         const int base = get_bits(gb, 5);
 262         const int len = get_bits(gb, 2) + 3;
 263         const VLC *tab = &s->sf_vlc[0][len];
 264
 265         c->scalefactors[0] = get_bits(gb, len);
 266
 267         for (int i = 1; i < b->band_ext_q_unit; i++) {
 268             int val = c->scalefactors[i - 1] + get_vlc2(gb, tab->table, 9, 2);
 269             c->scalefactors[i] = val & ((1 << len) - 1);
 270         }
 271
 272         for (int i = 0; i < b->band_ext_q_unit; i++)
 273             c->scalefactors[i] += base - sf_weights[i];
 274
 275         break;
 276     }
 277     case 1: { /* CLC offset */
 278         const int len = get_bits(gb, 2) + 2;
 279         const int base = len < 5 ? get_bits(gb, 5) : 0;
 280         for (int i = 0; i < b->band_ext_q_unit; i++)
 281             c->scalefactors[i] = base + get_bits(gb, len);
 282         break;
 283     }
 284     case 2:
 285     case 4: { /* VLC dist to baseline */
 286         const int *baseline = mode == 4 ? c->scalefactors_prev :
 287                               channel_idx ? b->channel[0].scalefactors :
 288                               c->scalefactors_prev;
 289         const int baseline_len = mode == 4 ? b->q_unit_cnt_prev :
 290                                  channel_idx ? b->band_ext_q_unit :
 291                                  b->q_unit_cnt_prev;
 292
 293         const int len = get_bits(gb, 2) + 2;
 294         const int unit_cnt = FFMIN(b->band_ext_q_unit, baseline_len);
 295         const VLC *tab = &s->sf_vlc[1][len];
 296
 297         for (int i = 0; i < unit_cnt; i++) {
 298             int dist = get_vlc2(gb, tab->table, 9, 2);
 299             c->scalefactors[i] = baseline[i] + dist;
 300         }
 301
 302         for (int i = unit_cnt; i < b->band_ext_q_unit; i++)
 303             c->scalefactors[i] = get_bits(gb, 5);
 304
 305         break;
 306     }
 307     case 3: { /* VLC offset with baseline */
 308         const int *baseline = channel_idx ? b->channel[0].scalefactors :
 309                               c->scalefactors_prev;
 310         const int baseline_len = channel_idx ? b->band_ext_q_unit :
 311                                  b->q_unit_cnt_prev;
 312
 313         const int base = get_bits(gb, 5) - (1 << (5 - 1));
 314         const int len = get_bits(gb, 2) + 1;
 315         const int unit_cnt = FFMIN(b->band_ext_q_unit, baseline_len);
 316         const VLC *tab = &s->sf_vlc[0][len];
 317
 318         c->scalefactors[0] = get_bits(gb, len);
 319
 320         for (int i = 1; i < unit_cnt; i++) {
 321             int val = c->scalefactors[i - 1] + get_vlc2(gb, tab->table, 9, 2);
 322             c->scalefactors[i] = val & ((1 << len) - 1);
 323         }
 324
 325         for (int i = 0; i < unit_cnt; i++)
 326             c->scalefactors[i] += base + baseline[i];
 327
 328         for (int i = unit_cnt; i < b->band_ext_q_unit; i++)
 329             c->scalefactors[i] = get_bits(gb, 5);
 330         break;
 331     }
 332     }
 333
 334     for (int i = 0; i < b->band_ext_q_unit; i++)
 335         if (c->scalefactors[i] < 0 || c->scalefactors[i] > 31)
 336             return AVERROR_INVALIDDATA;
 337
 338     memcpy(c->scalefactors_prev, c->scalefactors, sizeof(c->scalefactors));
 339
 340     return 0;
 341 }
 342
 343 static inline void calc_codebook_idx(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 344                                      ATRAC9ChannelData *c)
 345 {
 346     int avg = 0;
 347     const int last_sf = c->scalefactors[c->q_unit_cnt];
 348
 349     memset(c->codebookset, 0, sizeof(c->codebookset));
 350
 351     if (c->q_unit_cnt <= 1)
 352         return;
 353     if (s->samplerate_idx > 7)
 354         return;
 355
 356     c->scalefactors[c->q_unit_cnt] = c->scalefactors[c->q_unit_cnt - 1];
 357
 358     if (c->q_unit_cnt > 12) {
 359         for (int i = 0; i < 12; i++)
 360             avg += c->scalefactors[i];
 361         avg = (avg + 6) / 12;
 362     }
 363
 364     for (int i = 8; i < c->q_unit_cnt; i++) {
 365         const int prev = c->scalefactors[i - 1];
 366         const int cur  = c->scalefactors[i    ];
 367         const int next = c->scalefactors[i + 1];
 368         const int min  = FFMIN(prev, next);
 369         if ((cur - min >= 3 || 2*cur - prev - next >= 3))
 370             c->codebookset[i] = 1;
 371     }
 372
 373
 374     for (int i = 12; i < c->q_unit_cnt; i++) {
 375         const int cur = c->scalefactors[i];
 376         const int cnd = at9_q_unit_to_coeff_cnt[i] == 16;
 377         const int min = FFMIN(c->scalefactors[i + 1], c->scalefactors[i - 1]);
 378         if (c->codebookset[i])
 379             continue;
 380
 381         c->codebookset[i] = (((cur - min) >= 2) && (cur >= (avg - cnd)));
 382     }
 383
 384     c->scalefactors[c->q_unit_cnt] = last_sf;
 385 }
 386
 387 static inline void read_coeffs_coarse(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 388                                       ATRAC9ChannelData *c, GetBitContext *gb)
 389 {
 390     const int max_prec = s->samplerate_idx > 7 ? 1 : 7;
 391
 392     memset(c->q_coeffs_coarse, 0, sizeof(c->q_coeffs_coarse));
 393
 394     for (int i = 0; i < c->q_unit_cnt; i++) {
 395         int *coeffs = &c->q_coeffs_coarse[at9_q_unit_to_coeff_idx[i]];
 396         const int bands = at9_q_unit_to_coeff_cnt[i];
 397         const int prec = c->precision_coarse[i] + 1;
 398
 399         if (prec <= max_prec) {
 400             const int cb = c->codebookset[i];
 401             const int cbi = at9_q_unit_to_codebookidx[i];
 402             const VLC *tab = &s->coeff_vlc[cb][prec][cbi];
 403             const HuffmanCodebook *huff = &at9_huffman_coeffs[cb][prec][cbi];
 404             const int groups = bands >> huff->value_cnt_pow;
 405
 406             for (int j = 0; j < groups; j++) {
 407                 uint16_t val = get_vlc2(gb, tab->table, 9, huff->max_bit_size);
 408
 409                 for (int k = 0; k < huff->value_cnt; k++) {
 410                     coeffs[k] = sign_extend(val, huff->value_bits);
 411                     val >>= huff->value_bits;
 412                 }
 413
 414                 coeffs += huff->value_cnt;
 415             }
 416         } else {
 417             for (int j = 0; j < bands; j++)
 418                 coeffs[j] = sign_extend(get_bits(gb, prec), prec);
 419         }
 420     }
 421 }
 422
 423 static inline void read_coeffs_fine(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 424                                     ATRAC9ChannelData *c, GetBitContext *gb)
 425 {
 426     memset(c->q_coeffs_fine, 0, sizeof(c->q_coeffs_fine));
 427
 428     for (int i = 0; i < c->q_unit_cnt; i++) {
 429         const int start = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 0];
 430         const int end   = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 1];
 431         const int len   = c->precision_fine[i] + 1;
 432
 433         if (c->precision_fine[i] <= 0)
 434             continue;
 435
 436         for (int j = start; j < end; j++)
 437             c->q_coeffs_fine[j] = sign_extend(get_bits(gb, len), len);
 438     }
 439 }
 440
 441 static inline void dequantize(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 442                               ATRAC9ChannelData *c)
 443 {
 444     memset(c->coeffs, 0, sizeof(c->coeffs));
 445
 446     for (int i = 0; i < c->q_unit_cnt; i++) {
 447         const int start = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 0];
 448         const int end   = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 1];
 449
 450         const float coarse_c = at9_quant_step_coarse[c->precision_coarse[i]];
 451         const float fine_c   = at9_quant_step_fine[c->precision_fine[i]];
 452
 453         for (int j = start; j < end; j++) {
 454             const float vc = c->q_coeffs_coarse[j] * coarse_c;
 455             const float vf = c->q_coeffs_fine[j]   * fine_c;
 456             c->coeffs[j] = vc + vf;
 457         }
 458     }
 459 }
 460
 461 static inline void apply_intensity_stereo(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 462                                           const int stereo)
 463 {
 464     float *src = b->channel[ b->cpe_base_channel].coeffs;
 465     float *dst = b->channel[!b->cpe_base_channel].coeffs;
 466
 467     if (!stereo)
 468         return;
 469
 470     if (b->q_unit_cnt <= b->stereo_q_unit)
 471         return;
 472
 473     for (int i = b->stereo_q_unit; i < b->q_unit_cnt; i++) {
 474         const int sign  = b->is_signs[i];
 475         const int start = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 0];
 476         const int end   = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 1];
 477         for (int j = start; j < end; j++)
 478             dst[j] = sign*src[j];
 479     }
 480 }
 481
 482 static inline void apply_scalefactors(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 483                                       const int stereo)
 484 {
 485     for (int i = 0; i <= stereo; i++) {
 486         float *coeffs = b->channel[i].coeffs;
 487         for (int j = 0; j < b->q_unit_cnt; j++) {
 488             const int start = at9_q_unit_to_coeff_idx[j + 0];
 489             const int end   = at9_q_unit_to_coeff_idx[j + 1];
 490             const int scalefactor = b->channel[i].scalefactors[j];
 491             const float scale = at9_scalefactor_c[scalefactor];
 492             for (int k = start; k < end; k++)
 493                 coeffs[k] *= scale;
 494         }
 495     }
 496 }
 497
 498 static inline void fill_with_noise(ATRAC9Context *s, ATRAC9ChannelData *c,
 499                                    int start, int count)
 500 {
 501     float maxval = 0.0f;
 502     for (int i = 0; i < count; i += 2) {
 503         double tmp[2];
 504         av_bmg_get(&s->lfg, tmp);
 505         c->coeffs[start + i + 0] = tmp[0];
 506         c->coeffs[start + i + 1] = tmp[1];
 507         maxval = FFMAX(FFMAX(FFABS(tmp[0]), FFABS(tmp[1])), maxval);
 508     }
 509     /* Normalize */
 510     for (int i = 0; i < count; i++)
 511         c->coeffs[start + i] /= maxval;
 512 }
 513
 514 static inline void scale_band_ext_coeffs(ATRAC9ChannelData *c, float sf[6],
 515                                          const int s_unit, const int e_unit)
 516 {
 517     for (int i = s_unit; i < e_unit; i++) {
 518         const int start = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 0];
 519         const int end   = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 1];
 520         for (int j = start; j < end; j++)
 521             c->coeffs[j] *= sf[i - s_unit];
 522     }
 523 }
 524
 525 static inline void apply_band_extension(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 526                                        const int stereo)
 527 {
 528     const int g_units[4] = { /* A, B, C, total units */
 529         b->q_unit_cnt,
 530         at9_tab_band_ext_group[b->q_unit_cnt - 13][0],
 531         at9_tab_band_ext_group[b->q_unit_cnt - 13][1],
 532         FFMAX(g_units[2], 22),
 533     };
 534
 535     const int g_bins[4] = { /* A, B, C, total bins */
 536         at9_q_unit_to_coeff_idx[g_units[0]],
 537         at9_q_unit_to_coeff_idx[g_units[1]],
 538         at9_q_unit_to_coeff_idx[g_units[2]],
 539         at9_q_unit_to_coeff_idx[g_units[3]],
 540     };
 541
 542     for (int ch = 0; ch <= stereo; ch++) {
 543         ATRAC9ChannelData *c = &b->channel[ch];
 544
 545         /* Mirror the spectrum */
 546         for (int i = 0; i < 3; i++)
 547             for (int j = 0; j < (g_bins[i + 1] - g_bins[i + 0]); j++)
 548                 c->coeffs[g_bins[i] + j] = c->coeffs[g_bins[i] - j - 1];
 549
 550         switch (c->band_ext) {
 551         case 0: {
 552             float sf[6] = { 0.0f };
 553             const int l = g_units[3] - g_units[0] - 1;
 554             const int n_start = at9_q_unit_to_coeff_idx[g_units[3] - 1];
 555             const int n_cnt   = at9_q_unit_to_coeff_cnt[g_units[3] - 1];
 556             switch (at9_tab_band_ext_group[b->q_unit_cnt - 13][2]) {
 557             case 3:
 558                 sf[0] = at9_band_ext_scales_m0[0][0][c->band_ext_data[0]];
 559                 sf[1] = at9_band_ext_scales_m0[0][1][c->band_ext_data[0]];
 560                 sf[2] = at9_band_ext_scales_m0[0][2][c->band_ext_data[1]];
 561                 sf[3] = at9_band_ext_scales_m0[0][3][c->band_ext_data[2]];
 562                 sf[4] = at9_band_ext_scales_m0[0][4][c->band_ext_data[3]];
 563                 break;
 564             case 4:
 565                 sf[0] = at9_band_ext_scales_m0[1][0][c->band_ext_data[0]];
 566                 sf[1] = at9_band_ext_scales_m0[1][1][c->band_ext_data[0]];
 567                 sf[2] = at9_band_ext_scales_m0[1][2][c->band_ext_data[1]];
 568                 sf[3] = at9_band_ext_scales_m0[1][3][c->band_ext_data[2]];
 569                 sf[4] = at9_band_ext_scales_m0[1][4][c->band_ext_data[3]];
 570                 break;
 571             case 5:
 572                 sf[0] = at9_band_ext_scales_m0[2][0][c->band_ext_data[0]];
 573                 sf[1] = at9_band_ext_scales_m0[2][1][c->band_ext_data[1]];
 574                 sf[2] = at9_band_ext_scales_m0[2][2][c->band_ext_data[1]];
 575                 break;
 576             }
 577
 578             sf[l] = at9_scalefactor_c[c->scalefactors[g_units[0]]];
 579
 580             fill_with_noise(s, c, n_start, n_cnt);
 581             scale_band_ext_coeffs(c, sf, g_units[0], g_units[3]);
 582             break;
 583         }
 584         case 1: {
 585             float sf[6];
 586             for (int i = g_units[0]; i < g_units[3]; i++)
 587                 sf[i - g_units[0]] = at9_scalefactor_c[c->scalefactors[i]];
 588
 589             fill_with_noise(s, c, g_bins[0], g_bins[3] - g_bins[0]);
 590             scale_band_ext_coeffs(c, sf, g_units[0], g_units[3]);
 591             break;
 592         }
 593         case 2: {
 594             const float g_sf[2] = {
 595                 at9_band_ext_scales_m2[c->band_ext_data[0]],
 596                 at9_band_ext_scales_m2[c->band_ext_data[1]],
 597             };
 598
 599             for (int i = 0; i < 2; i++)
 600                 for (int j = g_bins[i + 0]; j < g_bins[i + 1]; j++)
 601                     c->coeffs[j] *= g_sf[i];
 602             break;
 603         }
 604         case 3: {
 605             float scale = at9_band_ext_scales_m3[c->band_ext_data[0]][0];
 606             float rate  = at9_band_ext_scales_m3[c->band_ext_data[1]][1];
 607             rate = pow(2, rate);
 608             for (int i = g_bins[0]; i < g_bins[3]; i++) {
 609                 scale *= rate;
 610                 c->coeffs[i] *= scale;
 611             }
 612             break;
 613         }
 614         case 4: {
 615             const float m = at9_band_ext_scales_m4[c->band_ext_data[0]];
 616             const float g_sf[3] = { 0.7079468f*m, 0.5011902f*m, 0.3548279f*m };
 617
 618             for (int i = 0; i < 3; i++)
 619                 for (int j = g_bins[i + 0]; j < g_bins[i + 1]; j++)
 620                     c->coeffs[j] *= g_sf[i];
 621             break;
 622         }
 623         }
 624     }
 625 }
 626
 627 static int atrac9_decode_block(ATRAC9Context *s, GetBitContext *gb,
 628                                ATRAC9BlockData *b, AVFrame *frame,
 629                                int frame_idx, int block_idx)
 630 {
 631     const int first_in_pkt = !get_bits1(gb);
 632     const int reuse_params =  get_bits1(gb);
 633     const int stereo = s->block_config->type[block_idx] == ATRAC9_BLOCK_TYPE_CPE;
 634
 635     if (s->block_config->type[block_idx] == ATRAC9_BLOCK_TYPE_LFE) {
 636         ATRAC9ChannelData *c = &b->channel[0];
 637         const int precision = reuse_params ? 8 : 4;
 638         c->q_unit_cnt = b->q_unit_cnt = 2;
 639
 640         memset(c->scalefactors, 0, sizeof(c->scalefactors));
 641         memset(c->q_coeffs_fine, 0, sizeof(c->q_coeffs_fine));
 642         memset(c->q_coeffs_coarse, 0, sizeof(c->q_coeffs_coarse));
 643
 644         for (int i = 0; i < b->q_unit_cnt; i++) {
 645             c->scalefactors[i] = get_bits(gb, 5);
 646             c->precision_coarse[i] = precision;
 647             c->precision_fine[i] = 0;
 648         }
 649
 650         for (int i = 0; i < c->q_unit_cnt; i++) {
 651             const int start = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 0];
 652             const int end   = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 1];
 653             for (int j = start; j < end; j++)
 654                 c->q_coeffs_coarse[j] = get_bits(gb, c->precision_coarse[i] + 1);
 655         }
 656
 657         dequantize        (s, b, c);
 658         apply_scalefactors(s, b, 0);
 659
 660         goto imdct;
 661     }
 662
 663     if (first_in_pkt && reuse_params) {
 664         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid block flags!\n");
 665         return AVERROR_INVALIDDATA;
 666     }
 667
 668     /* Band parameters */
 669     if (!reuse_params) {
 670         int stereo_band, ext_band;
 671         const int min_band_count = s->samplerate_idx > 7 ? 1 : 3;
 672         b->reuseable = 0;
 673         b->band_count = get_bits(gb, 4) + min_band_count;
 674         b->q_unit_cnt = at9_tab_band_q_unit_map[b->band_count];
 675
 676         b->band_ext_q_unit = b->stereo_q_unit = b->q_unit_cnt;
 677
 678         if (b->band_count > at9_tab_sri_max_bands[s->samplerate_idx]) {
 679             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid band count %i!\n",
 680                    b->band_count);
 681             return AVERROR_INVALIDDATA;
 682         }
 683
 684         if (stereo) {
 685             stereo_band = get_bits(gb, 4) + min_band_count;
 686             if (stereo_band > b->band_count) {
 687                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid stereo band %i!\n",
 688                        stereo_band);
 689                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 690             }
 691             b->stereo_q_unit = at9_tab_band_q_unit_map[stereo_band];
 692         }
 693
 694         b->has_band_ext = get_bits1(gb);
 695         if (b->has_band_ext) {
 696             ext_band = get_bits(gb, 4) + min_band_count;
 697             if (ext_band < b->band_count) {
 698                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid extension band %i!\n",
 699                        ext_band);
 700                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 701             }
 702             b->band_ext_q_unit = at9_tab_band_q_unit_map[ext_band];
 703         }
 704         b->reuseable = 1;
 705     }
 706     if (!b->reuseable) {
 707         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid block reused!\n");
 708         return AVERROR_INVALIDDATA;
 709     }
 710
 711     /* Calculate bit alloc gradient */
 712     if (parse_gradient(s, b, gb))
 713         return AVERROR_INVALIDDATA;
 714
 715     /* IS data */
 716     b->cpe_base_channel = 0;
 717     if (stereo) {
 718         b->cpe_base_channel = get_bits1(gb);
 719         if (get_bits1(gb)) {
 720             for (int i = b->stereo_q_unit; i < b->q_unit_cnt; i++)
 721                 b->is_signs[i] = 1 - 2*get_bits1(gb);
 722         } else {
 723             for (int i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(b->is_signs); i++)
 724                 b->is_signs[i] = 1;
 725         }
 726     }
 727
 728     /* Band extension */
 729     if (parse_band_ext(s, b, gb, stereo))
 730         return AVERROR_INVALIDDATA;
 731
 732     /* Scalefactors */
 733     for (int i = 0; i <= stereo; i++) {
 734         ATRAC9ChannelData *c = &b->channel[i];
 735         c->q_unit_cnt = i == b->cpe_base_channel ? b->q_unit_cnt :
 736                                                    b->stereo_q_unit;
 737         if (read_scalefactors(s, b, c, gb, i, first_in_pkt))
 738             return AVERROR_INVALIDDATA;
 739
 740         calc_precision    (s, b, c);
 741         calc_codebook_idx (s, b, c);
 742         read_coeffs_coarse(s, b, c, gb);
 743         read_coeffs_fine  (s, b, c, gb);
 744         dequantize        (s, b, c);
 745     }
 746
 747     b->q_unit_cnt_prev = b->has_band_ext ? b->band_ext_q_unit : b->q_unit_cnt;
 748
 749     apply_intensity_stereo(s, b, stereo);
 750     apply_scalefactors    (s, b, stereo);
 751
 752     if (b->has_band_ext && b->has_band_ext_data)
 753         apply_band_extension  (s, b, stereo);
 754
 755 imdct:
 756     for (int i = 0; i <= stereo; i++) {
 757         ATRAC9ChannelData *c = &b->channel[i];
 758         const int dst_idx = s->block_config->plane_map[block_idx][i];
 759         const int wsize = 1 << s->frame_log2;
 760         const ptrdiff_t offset = wsize*frame_idx*sizeof(float);
 761         float *dst = (float *)(frame->extended_data[dst_idx] + offset);
 762
 763         s->imdct.imdct_half(&s->imdct, s->temp, c->coeffs);
 764         s->fdsp->vector_fmul_window(dst, c->prev_win, s->temp,
 765                                     s->imdct_win, wsize >> 1);
 766         memcpy(c->prev_win, s->temp + (wsize >> 1), sizeof(float)*wsize >> 1);
 767     }
 768
 769     return 0;
 770 }
 771
 772 static int atrac9_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 773                                int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
 774 {
 775     int ret;
 776     GetBitContext gb;
 777     AVFrame *frame = data;
 778     ATRAC9Context *s = avctx->priv_data;
 779     const int frames = FFMIN(avpkt->size / s->avg_frame_size, s->frame_count);
 780
 781     frame->nb_samples = (1 << s->frame_log2) * frames;
 782     ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0);
 783     if (ret < 0)
 784         return ret;
 785
 786     init_get_bits8(&gb, avpkt->data, avpkt->size);
 787
 788     for (int i = 0; i < frames; i++) {
 789         for (int j = 0; j < s->block_config->count; j++) {
 790             ret = atrac9_decode_block(s, &gb, &s->block[j], frame, i, j);
 791             if (ret)
 792                 return ret;
 793             align_get_bits(&gb);
 794         }
 795     }
 796
 797     *got_frame_ptr = 1;
 798
 799     return avctx->block_align;
 800 }
 801
 802 static void atrac9_decode_flush(AVCodecContext *avctx)
 803 {
 804     ATRAC9Context *s = avctx->priv_data;
 805
 806     for (int j = 0; j < s->block_config->count; j++) {
 807         ATRAC9BlockData *b = &s->block[j];
 808         const int stereo = s->block_config->type[j] == ATRAC9_BLOCK_TYPE_CPE;
 809         for (int i = 0; i <= stereo; i++) {
 810             ATRAC9ChannelData *c = &b->channel[i];
 811             memset(c->prev_win, 0, sizeof(c->prev_win));
 812         }
 813     }
 814 }
 815
 816 static av_cold int atrac9_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 817 {
 818     ATRAC9Context *s = avctx->priv_data;
 819
 820     for (int i = 1; i < 7; i++)
 821         ff_free_vlc(&s->sf_vlc[0][i]);
 822     for (int i = 2; i < 6; i++)
 823         ff_free_vlc(&s->sf_vlc[1][i]);
 824     for (int i = 0; i < 2; i++)
 825         for (int j = 0; j < 8; j++)
 826             for (int k = 0; k < 4; k++)
 827                 ff_free_vlc(&s->coeff_vlc[i][j][k]);
 828
 829     ff_mdct_end(&s->imdct);
 830     av_free(s->fdsp);
 831
 832     return 0;
 833 }
 834
 835 static av_cold int atrac9_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 836 {
 837     GetBitContext gb;
 838     ATRAC9Context *s = avctx->priv_data;
 839     int version, block_config_idx, superframe_idx, alloc_c_len;
 840
 841     s->avctx = avctx;
 842
 843     av_lfg_init(&s->lfg, 0xFBADF00D);
 844
 845     if (avctx->extradata_size != 12) {
 846         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid extradata length!\n");
 847         return AVERROR_INVALIDDATA;
 848     }
 849
 850     version = AV_RL32(avctx->extradata);
 851     if (version > 2) {
 852         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported version (%i)!\n", version);
 853         return AVERROR_INVALIDDATA;
 854     }
 855
 856     init_get_bits8(&gb, avctx->extradata + 4, avctx->extradata_size);
 857
 858     if (get_bits(&gb, 8) != 0xFE) {
 859         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect magic byte!\n");
 860         return AVERROR_INVALIDDATA;
 861     }
 862
 863     s->samplerate_idx = get_bits(&gb, 4);
 864     avctx->sample_rate = at9_tab_samplerates[s->samplerate_idx];
 865
 866     block_config_idx = get_bits(&gb, 3);
 867     if (block_config_idx > 5) {
 868         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect block config!\n");
 869         return AVERROR_INVALIDDATA;
 870     }
 871     s->block_config = &at9_block_layout[block_config_idx];
 872
 873     avctx->channel_layout = s->block_config->channel_layout;
 874     avctx->sample_fmt     = AV_SAMPLE_FMT_FLTP;
 875
 876     if (get_bits1(&gb)) {
 877         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect verification bit!\n");
 878         return AVERROR_INVALIDDATA;
 879     }
 880
 881     /* Average frame size in bytes */
 882     s->avg_frame_size = get_bits(&gb, 11) + 1;
 883
 884     superframe_idx = get_bits(&gb, 2);
 885     if (superframe_idx & 1) {
 886         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid superframe index!\n");
 887         return AVERROR_INVALIDDATA;
 888     }
 889
 890     s->frame_count = 1 << superframe_idx;
 891     s->frame_log2  = at9_tab_sri_frame_log2[s->samplerate_idx];
 892
 893     if (ff_mdct_init(&s->imdct, s->frame_log2 + 1, 1, 1.0f / 32768.0f))
 894         return AVERROR(ENOMEM);
 895
 896     s->fdsp = avpriv_float_dsp_alloc(avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_BITEXACT);
 897     if (!s->fdsp)
 898         return AVERROR(ENOMEM);
 899
 900     /* iMDCT window */
 901     for (int i = 0; i < (1 << s->frame_log2); i++) {
 902         const int   len  = 1 << s->frame_log2;
 903         const float sidx = (      i + 0.5f) / len;
 904         const float eidx = (len - i - 0.5f) / len;
 905         const float s_c  = sinf(sidx*M_PI - M_PI_2)*0.5f + 0.5f;
 906         const float e_c  = sinf(eidx*M_PI - M_PI_2)*0.5f + 0.5f;
 907         s->imdct_win[i]  = s_c / ((s_c * s_c) + (e_c * e_c));
 908     }
 909
 910     /* Allocation curve */
 911     alloc_c_len = FF_ARRAY_ELEMS(at9_tab_b_dist);
 912     for (int i = 1; i <= alloc_c_len; i++)
 913         for (int j = 0; j < i; j++)
 914             s->alloc_curve[i - 1][j] = at9_tab_b_dist[(j * alloc_c_len) / i];
 915
 916     /* Unsigned scalefactor VLCs */
 917     for (int i = 1; i < 7; i++) {
 918         const HuffmanCodebook *hf = &at9_huffman_sf_unsigned[i];
 919
 920         init_vlc(&s->sf_vlc[0][i], 9, hf->size, hf->bits, 1, 1, hf->codes,
 921                  2, 2, 0);
 922     }
 923
 924     /* Signed scalefactor VLCs */
 925     for (int i = 2; i < 6; i++) {
 926         const HuffmanCodebook *hf = &at9_huffman_sf_signed[i];
 927
 928         int nums = hf->size;
 929         int16_t sym[32];
 930         for (int j = 0; j < nums; j++)
 931             sym[j] = sign_extend(j, hf->value_bits);
 932
 933         ff_init_vlc_sparse(&s->sf_vlc[1][i], 9, hf->size, hf->bits, 1, 1,
 934                            hf->codes, 2, 2, sym, sizeof(*sym), sizeof(*sym), 0);
 935     }
 936
 937     /* Coefficient VLCs */
 938     for (int i = 0; i < 2; i++) {
 939         for (int j = 0; j < 8; j++) {
 940             for (int k = 0; k < 4; k++) {
 941                 const HuffmanCodebook *hf = &at9_huffman_coeffs[i][j][k];
 942                 init_vlc(&s->coeff_vlc[i][j][k], 9, hf->size, hf->bits, 1, 1,
 943                          hf->codes, 2, 2, 0);
 944             }
 945         }
 946     }
 947
 948     return 0;
 949 }
 950
 951 AVCodec ff_atrac9_decoder = {
 952     .name           = "atrac9",
 953     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATRAC9 (Adaptive TRansform Acoustic Coding 9)"),
 954     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 955     .id             = AV_CODEC_ID_ATRAC9,
 956     .priv_data_size = sizeof(ATRAC9Context),
 957     .init           = atrac9_decode_init,
 958     .close          = atrac9_decode_close,
 959     .decode         = atrac9_decode_frame,
 960     .flush          = atrac9_decode_flush,
 961     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE | FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
 962     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_SUBFRAMES | AV_CODEC_CAP_DR1,
 963 };