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

   1 /*
   2  * TAK decoder
   3  * Copyright (c) 2012 Paul B Mahol
   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 /**
  23  * @file
  24  * TAK (Tom's lossless Audio Kompressor) decoder
  25  * @author Paul B Mahol
  26  */
  27
  28 #include "libavutil/internal.h"
  29 #include "libavutil/samplefmt.h"
  30
  31 #define BITSTREAM_READER_LE
  32 #include "audiodsp.h"
  33 #include "thread.h"
  34 #include "avcodec.h"
  35 #include "internal.h"
  36 #include "unary.h"
  37 #include "tak.h"
  38 #include "takdsp.h"
  39
  40 #define MAX_SUBFRAMES     8                         ///< max number of subframes per channel
  41 #define MAX_PREDICTORS  256
  42
  43 typedef struct MCDParam {
  44     int8_t present;                                 ///< decorrelation parameter availability for this channel
  45     int8_t index;                                   ///< index into array of decorrelation types
  46     int8_t chan1;
  47     int8_t chan2;
  48 } MCDParam;
  49
  50 typedef struct TAKDecContext {
  51     AVCodecContext *avctx;                          ///< parent AVCodecContext
  52     AudioDSPContext adsp;
  53     TAKDSPContext   tdsp;
  54     TAKStreamInfo   ti;
  55     GetBitContext   gb;                             ///< bitstream reader initialized to start at the current frame
  56
  57     int             uval;
  58     int             nb_samples;                     ///< number of samples in the current frame
  59     uint8_t        *decode_buffer;
  60     unsigned int    decode_buffer_size;
  61     int32_t        *decoded[TAK_MAX_CHANNELS];      ///< decoded samples for each channel
  62
  63     int8_t          lpc_mode[TAK_MAX_CHANNELS];
  64     int8_t          sample_shift[TAK_MAX_CHANNELS]; ///< shift applied to every sample in the channel
  65     int16_t         predictors[MAX_PREDICTORS];
  66     int             nb_subframes;                   ///< number of subframes in the current frame
  67     int16_t         subframe_len[MAX_SUBFRAMES];    ///< subframe length in samples
  68     int             subframe_scale;
  69
  70     int8_t          dmode;                          ///< channel decorrelation type in the current frame
  71
  72     MCDParam        mcdparams[TAK_MAX_CHANNELS];    ///< multichannel decorrelation parameters
  73
  74     int8_t          coding_mode[128];
  75     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, filter)[MAX_PREDICTORS];
  76     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, residues)[544];
  77 } TAKDecContext;
  78
  79 static const int8_t mc_dmodes[] = { 1, 3, 4, 6, };
  80
  81 static const uint16_t predictor_sizes[] = {
  82     4, 8, 12, 16, 24, 32, 48, 64, 80, 96, 128, 160, 192, 224, 256, 0,
  83 };
  84
  85 static const struct CParam {
  86     int init;
  87     int escape;
  88     int scale;
  89     int aescape;
  90     int bias;
  91 } xcodes[50] = {
  92     { 0x01, 0x0000001, 0x0000001, 0x0000003, 0x0000008 },
  93     { 0x02, 0x0000003, 0x0000001, 0x0000007, 0x0000006 },
  94     { 0x03, 0x0000005, 0x0000002, 0x000000E, 0x000000D },
  95     { 0x03, 0x0000003, 0x0000003, 0x000000D, 0x0000018 },
  96     { 0x04, 0x000000B, 0x0000004, 0x000001C, 0x0000019 },
  97     { 0x04, 0x0000006, 0x0000006, 0x000001A, 0x0000030 },
  98     { 0x05, 0x0000016, 0x0000008, 0x0000038, 0x0000032 },
  99     { 0x05, 0x000000C, 0x000000C, 0x0000034, 0x0000060 },
 100     { 0x06, 0x000002C, 0x0000010, 0x0000070, 0x0000064 },
 101     { 0x06, 0x0000018, 0x0000018, 0x0000068, 0x00000C0 },
 102     { 0x07, 0x0000058, 0x0000020, 0x00000E0, 0x00000C8 },
 103     { 0x07, 0x0000030, 0x0000030, 0x00000D0, 0x0000180 },
 104     { 0x08, 0x00000B0, 0x0000040, 0x00001C0, 0x0000190 },
 105     { 0x08, 0x0000060, 0x0000060, 0x00001A0, 0x0000300 },
 106     { 0x09, 0x0000160, 0x0000080, 0x0000380, 0x0000320 },
 107     { 0x09, 0x00000C0, 0x00000C0, 0x0000340, 0x0000600 },
 108     { 0x0A, 0x00002C0, 0x0000100, 0x0000700, 0x0000640 },
 109     { 0x0A, 0x0000180, 0x0000180, 0x0000680, 0x0000C00 },
 110     { 0x0B, 0x0000580, 0x0000200, 0x0000E00, 0x0000C80 },
 111     { 0x0B, 0x0000300, 0x0000300, 0x0000D00, 0x0001800 },
 112     { 0x0C, 0x0000B00, 0x0000400, 0x0001C00, 0x0001900 },
 113     { 0x0C, 0x0000600, 0x0000600, 0x0001A00, 0x0003000 },
 114     { 0x0D, 0x0001600, 0x0000800, 0x0003800, 0x0003200 },
 115     { 0x0D, 0x0000C00, 0x0000C00, 0x0003400, 0x0006000 },
 116     { 0x0E, 0x0002C00, 0x0001000, 0x0007000, 0x0006400 },
 117     { 0x0E, 0x0001800, 0x0001800, 0x0006800, 0x000C000 },
 118     { 0x0F, 0x0005800, 0x0002000, 0x000E000, 0x000C800 },
 119     { 0x0F, 0x0003000, 0x0003000, 0x000D000, 0x0018000 },
 120     { 0x10, 0x000B000, 0x0004000, 0x001C000, 0x0019000 },
 121     { 0x10, 0x0006000, 0x0006000, 0x001A000, 0x0030000 },
 122     { 0x11, 0x0016000, 0x0008000, 0x0038000, 0x0032000 },
 123     { 0x11, 0x000C000, 0x000C000, 0x0034000, 0x0060000 },
 124     { 0x12, 0x002C000, 0x0010000, 0x0070000, 0x0064000 },
 125     { 0x12, 0x0018000, 0x0018000, 0x0068000, 0x00C0000 },
 126     { 0x13, 0x0058000, 0x0020000, 0x00E0000, 0x00C8000 },
 127     { 0x13, 0x0030000, 0x0030000, 0x00D0000, 0x0180000 },
 128     { 0x14, 0x00B0000, 0x0040000, 0x01C0000, 0x0190000 },
 129     { 0x14, 0x0060000, 0x0060000, 0x01A0000, 0x0300000 },
 130     { 0x15, 0x0160000, 0x0080000, 0x0380000, 0x0320000 },
 131     { 0x15, 0x00C0000, 0x00C0000, 0x0340000, 0x0600000 },
 132     { 0x16, 0x02C0000, 0x0100000, 0x0700000, 0x0640000 },
 133     { 0x16, 0x0180000, 0x0180000, 0x0680000, 0x0C00000 },
 134     { 0x17, 0x0580000, 0x0200000, 0x0E00000, 0x0C80000 },
 135     { 0x17, 0x0300000, 0x0300000, 0x0D00000, 0x1800000 },
 136     { 0x18, 0x0B00000, 0x0400000, 0x1C00000, 0x1900000 },
 137     { 0x18, 0x0600000, 0x0600000, 0x1A00000, 0x3000000 },
 138     { 0x19, 0x1600000, 0x0800000, 0x3800000, 0x3200000 },
 139     { 0x19, 0x0C00000, 0x0C00000, 0x3400000, 0x6000000 },
 140     { 0x1A, 0x2C00000, 0x1000000, 0x7000000, 0x6400000 },
 141     { 0x1A, 0x1800000, 0x1800000, 0x6800000, 0xC000000 },
 142 };
 143
 144 static int set_bps_params(AVCodecContext *avctx)
 145 {
 146     switch (avctx->bits_per_raw_sample) {
 147     case 8:
 148         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_U8P;
 149         break;
 150     case 16:
 151         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16P;
 152         break;
 153     case 24:
 154         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S32P;
 155         break;
 156     default:
 157         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid/unsupported bits per sample: %d\n",
 158                avctx->bits_per_raw_sample);
 159         return AVERROR_INVALIDDATA;
 160     }
 161
 162     return 0;
 163 }
 164
 165 static void set_sample_rate_params(AVCodecContext *avctx)
 166 {
 167     TAKDecContext *s  = avctx->priv_data;
 168     int shift;
 169
 170     if (avctx->sample_rate < 11025) {
 171         shift = 3;
 172     } else if (avctx->sample_rate < 22050) {
 173         shift = 2;
 174     } else if (avctx->sample_rate < 44100) {
 175         shift = 1;
 176     } else {
 177         shift = 0;
 178     }
 179     s->uval           = FFALIGN(avctx->sample_rate + 511LL >> 9, 4) << shift;
 180     s->subframe_scale = FFALIGN(avctx->sample_rate + 511LL >> 9, 4) << 1;
 181 }
 182
 183 static av_cold int tak_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 184 {
 185     TAKDecContext *s = avctx->priv_data;
 186
 187     ff_audiodsp_init(&s->adsp);
 188     ff_takdsp_init(&s->tdsp);
 189
 190     s->avctx = avctx;
 191     avctx->bits_per_raw_sample = avctx->bits_per_coded_sample;
 192
 193     set_sample_rate_params(avctx);
 194
 195     return set_bps_params(avctx);
 196 }
 197
 198 static void decode_lpc(int32_t *coeffs, int mode, int length)
 199 {
 200     int i;
 201
 202     if (length < 2)
 203         return;
 204
 205     if (mode == 1) {
 206         unsigned a1 = *coeffs++;
 207         for (i = 0; i < length - 1 >> 1; i++) {
 208             *coeffs   += a1;
 209             coeffs[1] += (unsigned)*coeffs;
 210             a1         = coeffs[1];
 211             coeffs    += 2;
 212         }
 213         if (length - 1 & 1)
 214             *coeffs += a1;
 215     } else if (mode == 2) {
 216         unsigned a1    = coeffs[1];
 217         unsigned a2    = a1 + *coeffs;
 218         coeffs[1] = a2;
 219         if (length > 2) {
 220             coeffs += 2;
 221             for (i = 0; i < length - 2 >> 1; i++) {
 222                 unsigned a3    = *coeffs + a1;
 223                 unsigned a4    = a3 + a2;
 224                 *coeffs   = a4;
 225                 a1        = coeffs[1] + a3;
 226                 a2        = a1 + a4;
 227                 coeffs[1] = a2;
 228                 coeffs   += 2;
 229             }
 230             if (length & 1)
 231                 *coeffs += a1 + a2;
 232         }
 233     } else if (mode == 3) {
 234         unsigned a1    = coeffs[1];
 235         unsigned a2    = a1 + *coeffs;
 236         coeffs[1] = a2;
 237         if (length > 2) {
 238             unsigned a3  = coeffs[2];
 239             unsigned a4  = a3 + a1;
 240             unsigned a5  = a4 + a2;
 241             coeffs[2] = a5;
 242             coeffs += 3;
 243             for (i = 0; i < length - 3; i++) {
 244                 a3     += *coeffs;
 245                 a4     += a3;
 246                 a5     += a4;
 247                 *coeffs = a5;
 248                 coeffs++;
 249             }
 250         }
 251     }
 252 }
 253
 254 static int decode_segment(TAKDecContext *s, int8_t mode, int32_t *decoded, int len)
 255 {
 256     struct CParam code;
 257     GetBitContext *gb = &s->gb;
 258     int i;
 259
 260     if (!mode) {
 261         memset(decoded, 0, len * sizeof(*decoded));
 262         return 0;
 263     }
 264
 265     if (mode > FF_ARRAY_ELEMS(xcodes))
 266         return AVERROR_INVALIDDATA;
 267     code = xcodes[mode - 1];
 268
 269     for (i = 0; i < len; i++) {
 270         unsigned x = get_bits_long(gb, code.init);
 271         if (x >= code.escape && get_bits1(gb)) {
 272             x |= 1 << code.init;
 273             if (x >= code.aescape) {
 274                 unsigned scale = get_unary(gb, 1, 9);
 275                 if (scale == 9) {
 276                     int scale_bits = get_bits(gb, 3);
 277                     if (scale_bits > 0) {
 278                         if (scale_bits == 7) {
 279                             scale_bits += get_bits(gb, 5);
 280                             if (scale_bits > 29)
 281                                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 282                         }
 283                         scale = get_bits_long(gb, scale_bits) + 1;
 284                         x    += code.scale * scale;
 285                     }
 286                     x += code.bias;
 287                 } else
 288                     x += code.scale * scale - code.escape;
 289             } else
 290                 x -= code.escape;
 291         }
 292         decoded[i] = (x >> 1) ^ -(x & 1);
 293     }
 294
 295     return 0;
 296 }
 297
 298 static int decode_residues(TAKDecContext *s, int32_t *decoded, int length)
 299 {
 300     GetBitContext *gb = &s->gb;
 301     int i, mode, ret;
 302
 303     if (length > s->nb_samples)
 304         return AVERROR_INVALIDDATA;
 305
 306     if (get_bits1(gb)) {
 307         int wlength, rval;
 308
 309         wlength = length / s->uval;
 310
 311         rval = length - (wlength * s->uval);
 312
 313         if (rval < s->uval / 2)
 314             rval += s->uval;
 315         else
 316             wlength++;
 317
 318         if (wlength <= 1 || wlength > 128)
 319             return AVERROR_INVALIDDATA;
 320
 321         s->coding_mode[0] = mode = get_bits(gb, 6);
 322
 323         for (i = 1; i < wlength; i++) {
 324             int c = get_unary(gb, 1, 6);
 325
 326             switch (c) {
 327             case 6:
 328                 mode = get_bits(gb, 6);
 329                 break;
 330             case 5:
 331             case 4:
 332             case 3: {
 333                 /* mode += sign ? (1 - c) : (c - 1) */
 334                 int sign = get_bits1(gb);
 335                 mode    += (-sign ^ (c - 1)) + sign;
 336                 break;
 337             }
 338             case 2:
 339                 mode++;
 340                 break;
 341             case 1:
 342                 mode--;
 343                 break;
 344             }
 345             s->coding_mode[i] = mode;
 346         }
 347
 348         i = 0;
 349         while (i < wlength) {
 350             int len = 0;
 351
 352             mode = s->coding_mode[i];
 353             do {
 354                 if (i >= wlength - 1)
 355                     len += rval;
 356                 else
 357                     len += s->uval;
 358                 i++;
 359
 360                 if (i == wlength)
 361                     break;
 362             } while (s->coding_mode[i] == mode);
 363
 364             if ((ret = decode_segment(s, mode, decoded, len)) < 0)
 365                 return ret;
 366             decoded += len;
 367         }
 368     } else {
 369         mode = get_bits(gb, 6);
 370         if ((ret = decode_segment(s, mode, decoded, length)) < 0)
 371             return ret;
 372     }
 373
 374     return 0;
 375 }
 376
 377 static int get_bits_esc4(GetBitContext *gb)
 378 {
 379     if (get_bits1(gb))
 380         return get_bits(gb, 4) + 1;
 381     else
 382         return 0;
 383 }
 384
 385 static int decode_subframe(TAKDecContext *s, int32_t *decoded,
 386                            int subframe_size, int prev_subframe_size)
 387 {
 388     GetBitContext *gb = &s->gb;
 389     int x, y, i, j, ret = 0;
 390     int dshift, size, filter_quant, filter_order;
 391     int tfilter[MAX_PREDICTORS];
 392
 393     if (!get_bits1(gb))
 394         return decode_residues(s, decoded, subframe_size);
 395
 396     filter_order = predictor_sizes[get_bits(gb, 4)];
 397
 398     if (prev_subframe_size > 0 && get_bits1(gb)) {
 399         if (filter_order > prev_subframe_size)
 400             return AVERROR_INVALIDDATA;
 401
 402         decoded       -= filter_order;
 403         subframe_size += filter_order;
 404
 405         if (filter_order > subframe_size)
 406             return AVERROR_INVALIDDATA;
 407     } else {
 408         int lpc_mode;
 409
 410         if (filter_order > subframe_size)
 411             return AVERROR_INVALIDDATA;
 412
 413         lpc_mode = get_bits(gb, 2);
 414         if (lpc_mode > 2)
 415             return AVERROR_INVALIDDATA;
 416
 417         if ((ret = decode_residues(s, decoded, filter_order)) < 0)
 418             return ret;
 419
 420         if (lpc_mode)
 421             decode_lpc(decoded, lpc_mode, filter_order);
 422     }
 423
 424     dshift = get_bits_esc4(gb);
 425     size   = get_bits1(gb) + 6;
 426
 427     filter_quant = 10;
 428     if (get_bits1(gb)) {
 429         filter_quant -= get_bits(gb, 3) + 1;
 430         if (filter_quant < 3)
 431             return AVERROR_INVALIDDATA;
 432     }
 433
 434     s->predictors[0] = get_sbits(gb, 10);
 435     s->predictors[1] = get_sbits(gb, 10);
 436     s->predictors[2] = get_sbits(gb, size) * (1 << (10 - size));
 437     s->predictors[3] = get_sbits(gb, size) * (1 << (10 - size));
 438     if (filter_order > 4) {
 439         int tmp = size - get_bits1(gb);
 440
 441         for (i = 4; i < filter_order; i++) {
 442             if (!(i & 3))
 443                 x = tmp - get_bits(gb, 2);
 444             s->predictors[i] = get_sbits(gb, x) * (1 << (10 - size));
 445         }
 446     }
 447
 448     tfilter[0] = s->predictors[0] * 64;
 449     for (i = 1; i < filter_order; i++) {
 450         uint32_t *p1 = &tfilter[0];
 451         uint32_t *p2 = &tfilter[i - 1];
 452
 453         for (j = 0; j < (i + 1) / 2; j++) {
 454             x     = *p1 + ((int32_t)(s->predictors[i] * *p2 + 256) >> 9);
 455             *p2  += (int32_t)(s->predictors[i] * *p1 + 256) >> 9;
 456             *p1++ = x;
 457             p2--;
 458         }
 459
 460         tfilter[i] = s->predictors[i] * 64;
 461     }
 462
 463     x = 1 << (32 - (15 - filter_quant));
 464     y = 1 << ((15 - filter_quant) - 1);
 465     for (i = 0, j = filter_order - 1; i < filter_order / 2; i++, j--) {
 466         s->filter[j] = x - ((tfilter[i] + y) >> (15 - filter_quant));
 467         s->filter[i] = x - ((tfilter[j] + y) >> (15 - filter_quant));
 468     }
 469
 470     if ((ret = decode_residues(s, &decoded[filter_order],
 471                                subframe_size - filter_order)) < 0)
 472         return ret;
 473
 474     for (i = 0; i < filter_order; i++)
 475         s->residues[i] = *decoded++ >> dshift;
 476
 477     y    = FF_ARRAY_ELEMS(s->residues) - filter_order;
 478     x    = subframe_size - filter_order;
 479     while (x > 0) {
 480         int tmp = FFMIN(y, x);
 481
 482         for (i = 0; i < tmp; i++) {
 483             int v = 1 << (filter_quant - 1);
 484
 485             if (filter_order & -16)
 486                 v += (unsigned)s->adsp.scalarproduct_int16(&s->residues[i], s->filter,
 487                                                  filter_order & -16);
 488             for (j = filter_order & -16; j < filter_order; j += 4) {
 489                 v += s->residues[i + j + 3] * (unsigned)s->filter[j + 3] +
 490                      s->residues[i + j + 2] * (unsigned)s->filter[j + 2] +
 491                      s->residues[i + j + 1] * (unsigned)s->filter[j + 1] +
 492                      s->residues[i + j    ] * (unsigned)s->filter[j    ];
 493             }
 494             v = (av_clip_intp2(v >> filter_quant, 13) * (1 << dshift)) - (unsigned)*decoded;
 495             *decoded++ = v;
 496             s->residues[filter_order + i] = v >> dshift;
 497         }
 498
 499         x -= tmp;
 500         if (x > 0)
 501             memcpy(s->residues, &s->residues[y], 2 * filter_order);
 502     }
 503
 504     emms_c();
 505
 506     return 0;
 507 }
 508
 509 static int decode_channel(TAKDecContext *s, int chan)
 510 {
 511     AVCodecContext *avctx = s->avctx;
 512     GetBitContext *gb     = &s->gb;
 513     int32_t *decoded      = s->decoded[chan];
 514     int left              = s->nb_samples - 1;
 515     int i = 0, ret, prev = 0;
 516
 517     s->sample_shift[chan] = get_bits_esc4(gb);
 518     if (s->sample_shift[chan] >= avctx->bits_per_raw_sample)
 519         return AVERROR_INVALIDDATA;
 520
 521     *decoded++ = get_sbits(gb, avctx->bits_per_raw_sample - s->sample_shift[chan]);
 522     s->lpc_mode[chan] = get_bits(gb, 2);
 523     s->nb_subframes   = get_bits(gb, 3) + 1;
 524
 525     if (s->nb_subframes > 1) {
 526         if (get_bits_left(gb) < (s->nb_subframes - 1) * 6)
 527             return AVERROR_INVALIDDATA;
 528
 529         for (; i < s->nb_subframes - 1; i++) {
 530             int v = get_bits(gb, 6);
 531
 532             s->subframe_len[i] = (v - prev) * s->subframe_scale;
 533             if (s->subframe_len[i] <= 0)
 534                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 535
 536             left -= s->subframe_len[i];
 537             prev  = v;
 538         }
 539
 540         if (left <= 0)
 541             return AVERROR_INVALIDDATA;
 542     }
 543     s->subframe_len[i] = left;
 544
 545     prev = 0;
 546     for (i = 0; i < s->nb_subframes; i++) {
 547         if ((ret = decode_subframe(s, decoded, s->subframe_len[i], prev)) < 0)
 548             return ret;
 549         decoded += s->subframe_len[i];
 550         prev     = s->subframe_len[i];
 551     }
 552
 553     return 0;
 554 }
 555
 556 static int decorrelate(TAKDecContext *s, int c1, int c2, int length)
 557 {
 558     GetBitContext *gb = &s->gb;
 559     int32_t *p1       = s->decoded[c1] + (s->dmode > 5);
 560     int32_t *p2       = s->decoded[c2] + (s->dmode > 5);
 561     int32_t bp1       = p1[0];
 562     int32_t bp2       = p2[0];
 563     int i;
 564     int dshift, dfactor;
 565
 566     length += s->dmode < 6;
 567
 568     switch (s->dmode) {
 569     case 1: /* left/side */
 570         s->tdsp.decorrelate_ls(p1, p2, length);
 571         break;
 572     case 2: /* side/right */
 573         s->tdsp.decorrelate_sr(p1, p2, length);
 574         break;
 575     case 3: /* side/mid */
 576         s->tdsp.decorrelate_sm(p1, p2, length);
 577         break;
 578     case 4: /* side/left with scale factor */
 579         FFSWAP(int32_t*, p1, p2);
 580         FFSWAP(int32_t, bp1, bp2);
 581     case 5: /* side/right with scale factor */
 582         dshift  = get_bits_esc4(gb);
 583         dfactor = get_sbits(gb, 10);
 584         s->tdsp.decorrelate_sf(p1, p2, length, dshift, dfactor);
 585         break;
 586     case 6:
 587         FFSWAP(int32_t*, p1, p2);
 588     case 7: {
 589         int length2, order_half, filter_order, dval1, dval2;
 590         int tmp, x, code_size;
 591
 592         if (length < 256)
 593             return AVERROR_INVALIDDATA;
 594
 595         dshift       = get_bits_esc4(gb);
 596         filter_order = 8 << get_bits1(gb);
 597         dval1        = get_bits1(gb);
 598         dval2        = get_bits1(gb);
 599
 600         for (i = 0; i < filter_order; i++) {
 601             if (!(i & 3))
 602                 code_size = 14 - get_bits(gb, 3);
 603             s->filter[i] = get_sbits(gb, code_size);
 604         }
 605
 606         order_half = filter_order / 2;
 607         length2    = length - (filter_order - 1);
 608
 609         /* decorrelate beginning samples */
 610         if (dval1) {
 611             for (i = 0; i < order_half; i++) {
 612                 int32_t a = p1[i];
 613                 int32_t b = p2[i];
 614                 p1[i]     = a + b;
 615             }
 616         }
 617
 618         /* decorrelate ending samples */
 619         if (dval2) {
 620             for (i = length2 + order_half; i < length; i++) {
 621                 int32_t a = p1[i];
 622                 int32_t b = p2[i];
 623                 p1[i]     = a + b;
 624             }
 625         }
 626
 627
 628         for (i = 0; i < filter_order; i++)
 629             s->residues[i] = *p2++ >> dshift;
 630
 631         p1 += order_half;
 632         x = FF_ARRAY_ELEMS(s->residues) - filter_order;
 633         for (; length2 > 0; length2 -= tmp) {
 634             tmp = FFMIN(length2, x);
 635
 636             for (i = 0; i < tmp - (tmp == length2); i++)
 637                 s->residues[filter_order + i] = *p2++ >> dshift;
 638
 639             for (i = 0; i < tmp; i++) {
 640                 int v = 1 << 9;
 641
 642                 if (filter_order == 16) {
 643                     v += s->adsp.scalarproduct_int16(&s->residues[i], s->filter,
 644                                                      filter_order);
 645                 } else {
 646                     v += s->residues[i + 7] * s->filter[7] +
 647                          s->residues[i + 6] * s->filter[6] +
 648                          s->residues[i + 5] * s->filter[5] +
 649                          s->residues[i + 4] * s->filter[4] +
 650                          s->residues[i + 3] * s->filter[3] +
 651                          s->residues[i + 2] * s->filter[2] +
 652                          s->residues[i + 1] * s->filter[1] +
 653                          s->residues[i    ] * s->filter[0];
 654                 }
 655
 656                 v = av_clip_intp2(v >> 10, 13) * (1U << dshift) - *p1;
 657                 *p1++ = v;
 658             }
 659
 660             memmove(s->residues, &s->residues[tmp], 2 * filter_order);
 661         }
 662
 663         emms_c();
 664         break;
 665     }
 666     }
 667
 668     if (s->dmode > 0 && s->dmode < 6) {
 669         p1[0] = bp1;
 670         p2[0] = bp2;
 671     }
 672
 673     return 0;
 674 }
 675
 676 static int tak_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 677                             int *got_frame_ptr, AVPacket *pkt)
 678 {
 679     TAKDecContext *s  = avctx->priv_data;
 680     AVFrame *frame    = data;
 681     ThreadFrame tframe = { .f = data };
 682     GetBitContext *gb = &s->gb;
 683     int chan, i, ret, hsize;
 684
 685     if (pkt->size < TAK_MIN_FRAME_HEADER_BYTES)
 686         return AVERROR_INVALIDDATA;
 687
 688     if ((ret = init_get_bits8(gb, pkt->data, pkt->size)) < 0)
 689         return ret;
 690
 691     if ((ret = ff_tak_decode_frame_header(avctx, gb, &s->ti, 0)) < 0)
 692         return ret;
 693
 694     hsize = get_bits_count(gb) / 8;
 695     if (avctx->err_recognition & (AV_EF_CRCCHECK|AV_EF_COMPLIANT)) {
 696         if (ff_tak_check_crc(pkt->data, hsize)) {
 697             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "CRC error\n");
 698             if (avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE)
 699                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 700         }
 701     }
 702
 703     if (s->ti.codec != TAK_CODEC_MONO_STEREO &&
 704         s->ti.codec != TAK_CODEC_MULTICHANNEL) {
 705         avpriv_report_missing_feature(avctx, "TAK codec type %d", s->ti.codec);
 706         return AVERROR_PATCHWELCOME;
 707     }
 708     if (s->ti.data_type) {
 709         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 710                "unsupported data type: %d\n", s->ti.data_type);
 711         return AVERROR_INVALIDDATA;
 712     }
 713     if (s->ti.codec == TAK_CODEC_MONO_STEREO && s->ti.channels > 2) {
 714         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 715                "invalid number of channels: %d\n", s->ti.channels);
 716         return AVERROR_INVALIDDATA;
 717     }
 718     if (s->ti.channels > 6) {
 719         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 720                "unsupported number of channels: %d\n", s->ti.channels);
 721         return AVERROR_INVALIDDATA;
 722     }
 723
 724     if (s->ti.frame_samples <= 0) {
 725         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported/invalid number of samples\n");
 726         return AVERROR_INVALIDDATA;
 727     }
 728
 729     avctx->bits_per_raw_sample = s->ti.bps;
 730     if ((ret = set_bps_params(avctx)) < 0)
 731         return ret;
 732     if (s->ti.sample_rate != avctx->sample_rate) {
 733         avctx->sample_rate = s->ti.sample_rate;
 734         set_sample_rate_params(avctx);
 735     }
 736     if (s->ti.ch_layout)
 737         avctx->channel_layout = s->ti.ch_layout;
 738     avctx->channels = s->ti.channels;
 739
 740     s->nb_samples = s->ti.last_frame_samples ? s->ti.last_frame_samples
 741                                              : s->ti.frame_samples;
 742
 743     frame->nb_samples = s->nb_samples;
 744     if ((ret = ff_thread_get_buffer(avctx, &tframe, 0)) < 0)
 745         return ret;
 746     ff_thread_finish_setup(avctx);
 747
 748     if (avctx->bits_per_raw_sample <= 16) {
 749         int buf_size = av_samples_get_buffer_size(NULL, avctx->channels,
 750                                                   s->nb_samples,
 751                                                   AV_SAMPLE_FMT_S32P, 0);
 752         if (buf_size < 0)
 753             return buf_size;
 754         av_fast_malloc(&s->decode_buffer, &s->decode_buffer_size, buf_size);
 755         if (!s->decode_buffer)
 756             return AVERROR(ENOMEM);
 757         ret = av_samples_fill_arrays((uint8_t **)s->decoded, NULL,
 758                                      s->decode_buffer, avctx->channels,
 759                                      s->nb_samples, AV_SAMPLE_FMT_S32P, 0);
 760         if (ret < 0)
 761             return ret;
 762     } else {
 763         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++)
 764             s->decoded[chan] = (int32_t *)frame->extended_data[chan];
 765     }
 766
 767     if (s->nb_samples < 16) {
 768         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
 769             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
 770             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
 771                 decoded[i] = get_sbits(gb, avctx->bits_per_raw_sample);
 772         }
 773     } else {
 774         if (s->ti.codec == TAK_CODEC_MONO_STEREO) {
 775             for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++)
 776                 if (ret = decode_channel(s, chan))
 777                     return ret;
 778
 779             if (avctx->channels == 2) {
 780                 s->nb_subframes = get_bits(gb, 1) + 1;
 781                 if (s->nb_subframes > 1) {
 782                     s->subframe_len[1] = get_bits(gb, 6);
 783                 }
 784
 785                 s->dmode = get_bits(gb, 3);
 786                 if (ret = decorrelate(s, 0, 1, s->nb_samples - 1))
 787                     return ret;
 788             }
 789         } else if (s->ti.codec == TAK_CODEC_MULTICHANNEL) {
 790             if (get_bits1(gb)) {
 791                 int ch_mask = 0;
 792
 793                 chan = get_bits(gb, 4) + 1;
 794                 if (chan > avctx->channels)
 795                     return AVERROR_INVALIDDATA;
 796
 797                 for (i = 0; i < chan; i++) {
 798                     int nbit = get_bits(gb, 4);
 799
 800                     if (nbit >= avctx->channels)
 801                         return AVERROR_INVALIDDATA;
 802
 803                     if (ch_mask & 1 << nbit)
 804                         return AVERROR_INVALIDDATA;
 805
 806                     s->mcdparams[i].present = get_bits1(gb);
 807                     if (s->mcdparams[i].present) {
 808                         s->mcdparams[i].index = get_bits(gb, 2);
 809                         s->mcdparams[i].chan2 = get_bits(gb, 4);
 810                         if (s->mcdparams[i].chan2 >= avctx->channels) {
 811                             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 812                                    "invalid channel 2 (%d) for %d channel(s)\n",
 813                                    s->mcdparams[i].chan2, avctx->channels);
 814                             return AVERROR_INVALIDDATA;
 815                         }
 816                         if (s->mcdparams[i].index == 1) {
 817                             if ((nbit == s->mcdparams[i].chan2) ||
 818                                 (ch_mask & 1 << s->mcdparams[i].chan2))
 819                                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 820
 821                             ch_mask |= 1 << s->mcdparams[i].chan2;
 822                         } else if (!(ch_mask & 1 << s->mcdparams[i].chan2)) {
 823                             return AVERROR_INVALIDDATA;
 824                         }
 825                     }
 826                     s->mcdparams[i].chan1 = nbit;
 827
 828                     ch_mask |= 1 << nbit;
 829                 }
 830             } else {
 831                 chan = avctx->channels;
 832                 for (i = 0; i < chan; i++) {
 833                     s->mcdparams[i].present = 0;
 834                     s->mcdparams[i].chan1   = i;
 835                 }
 836             }
 837
 838             for (i = 0; i < chan; i++) {
 839                 if (s->mcdparams[i].present && s->mcdparams[i].index == 1)
 840                     if (ret = decode_channel(s, s->mcdparams[i].chan2))
 841                         return ret;
 842
 843                 if (ret = decode_channel(s, s->mcdparams[i].chan1))
 844                     return ret;
 845
 846                 if (s->mcdparams[i].present) {
 847                     s->dmode = mc_dmodes[s->mcdparams[i].index];
 848                     if (ret = decorrelate(s,
 849                                           s->mcdparams[i].chan2,
 850                                           s->mcdparams[i].chan1,
 851                                           s->nb_samples - 1))
 852                         return ret;
 853                 }
 854             }
 855         }
 856
 857         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
 858             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
 859
 860             if (s->lpc_mode[chan])
 861                 decode_lpc(decoded, s->lpc_mode[chan], s->nb_samples);
 862
 863             if (s->sample_shift[chan] > 0)
 864                 for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
 865                     decoded[i] *= 1U << s->sample_shift[chan];
 866         }
 867     }
 868
 869     align_get_bits(gb);
 870     skip_bits(gb, 24);
 871     if (get_bits_left(gb) < 0)
 872         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "overread\n");
 873     else if (get_bits_left(gb) > 0)
 874         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "underread\n");
 875
 876     if (avctx->err_recognition & (AV_EF_CRCCHECK | AV_EF_COMPLIANT)) {
 877         if (ff_tak_check_crc(pkt->data + hsize,
 878                              get_bits_count(gb) / 8 - hsize)) {
 879             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "CRC error\n");
 880             if (avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE)
 881                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 882         }
 883     }
 884
 885     /* convert to output buffer */
 886     switch (avctx->sample_fmt) {
 887     case AV_SAMPLE_FMT_U8P:
 888         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
 889             uint8_t *samples = (uint8_t *)frame->extended_data[chan];
 890             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
 891             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
 892                 samples[i] = decoded[i] + 0x80U;
 893         }
 894         break;
 895     case AV_SAMPLE_FMT_S16P:
 896         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
 897             int16_t *samples = (int16_t *)frame->extended_data[chan];
 898             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
 899             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
 900                 samples[i] = decoded[i];
 901         }
 902         break;
 903     case AV_SAMPLE_FMT_S32P:
 904         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
 905             int32_t *samples = (int32_t *)frame->extended_data[chan];
 906             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
 907                 samples[i] *= 1U << 8;
 908         }
 909         break;
 910     }
 911
 912     *got_frame_ptr = 1;
 913
 914     return pkt->size;
 915 }
 916
 917 #if HAVE_THREADS
 918 static int update_thread_context(AVCodecContext *dst,
 919                                  const AVCodecContext *src)
 920 {
 921     TAKDecContext *tsrc = src->priv_data;
 922     TAKDecContext *tdst = dst->priv_data;
 923
 924     if (dst == src)
 925         return 0;
 926     memcpy(&tdst->ti, &tsrc->ti, sizeof(TAKStreamInfo));
 927     return 0;
 928 }
 929 #endif
 930
 931 static av_cold int tak_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 932 {
 933     TAKDecContext *s = avctx->priv_data;
 934
 935     av_freep(&s->decode_buffer);
 936
 937     return 0;
 938 }
 939
 940 AVCodec ff_tak_decoder = {
 941     .name             = "tak",
 942     .long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("TAK (Tom's lossless Audio Kompressor)"),
 943     .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 944     .id               = AV_CODEC_ID_TAK,
 945     .priv_data_size   = sizeof(TAKDecContext),
 946     .init             = tak_decode_init,
 947     .close            = tak_decode_close,
 948     .decode           = tak_decode_frame,
 949     .update_thread_context = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(update_thread_context),
 950     .capabilities     = AV_CODEC_CAP_DR1 | AV_CODEC_CAP_FRAME_THREADS,
 951     .sample_fmts      = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_U8P,
 952                                                         AV_SAMPLE_FMT_S16P,
 953                                                         AV_SAMPLE_FMT_S32P,
 954                                                         AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 955 };