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/mem_internal.h"
  30 #include "libavutil/samplefmt.h"
  31
  32 #define BITSTREAM_READER_LE
  33 #include "audiodsp.h"
  34 #include "thread.h"
  35 #include "avcodec.h"
  36 #include "internal.h"
  37 #include "unary.h"
  38 #include "tak.h"
  39 #include "takdsp.h"
  40
  41 #define MAX_SUBFRAMES     8                         ///< max number of subframes per channel
  42 #define MAX_PREDICTORS  256
  43
  44 typedef struct MCDParam {
  45     int8_t present;                                 ///< decorrelation parameter availability for this channel
  46     int8_t index;                                   ///< index into array of decorrelation types
  47     int8_t chan1;
  48     int8_t chan2;
  49 } MCDParam;
  50
  51 typedef struct TAKDecContext {
  52     AVCodecContext *avctx;                          ///< parent AVCodecContext
  53     AudioDSPContext adsp;
  54     TAKDSPContext   tdsp;
  55     TAKStreamInfo   ti;
  56     GetBitContext   gb;                             ///< bitstream reader initialized to start at the current frame
  57
  58     int             uval;
  59     int             nb_samples;                     ///< number of samples in the current frame
  60     uint8_t        *decode_buffer;
  61     unsigned int    decode_buffer_size;
  62     int32_t        *decoded[TAK_MAX_CHANNELS];      ///< decoded samples for each channel
  63
  64     int8_t          lpc_mode[TAK_MAX_CHANNELS];
  65     int8_t          sample_shift[TAK_MAX_CHANNELS]; ///< shift applied to every sample in the channel
  66     int16_t         predictors[MAX_PREDICTORS];
  67     int             nb_subframes;                   ///< number of subframes in the current frame
  68     int16_t         subframe_len[MAX_SUBFRAMES];    ///< subframe length in samples
  69     int             subframe_scale;
  70
  71     int8_t          dmode;                          ///< channel decorrelation type in the current frame
  72
  73     MCDParam        mcdparams[TAK_MAX_CHANNELS];    ///< multichannel decorrelation parameters
  74
  75     int8_t          coding_mode[128];
  76     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, filter)[MAX_PREDICTORS];
  77     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, residues)[544];
  78 } TAKDecContext;
  79
  80 static const int8_t mc_dmodes[] = { 1, 3, 4, 6, };
  81
  82 static const uint16_t predictor_sizes[] = {
  83     4, 8, 12, 16, 24, 32, 48, 64, 80, 96, 128, 160, 192, 224, 256, 0,
  84 };
  85
  86 static const struct CParam {
  87     int init;
  88     int escape;
  89     int scale;
  90     int aescape;
  91     int bias;
  92 } xcodes[50] = {
  93     { 0x01, 0x0000001, 0x0000001, 0x0000003, 0x0000008 },
  94     { 0x02, 0x0000003, 0x0000001, 0x0000007, 0x0000006 },
  95     { 0x03, 0x0000005, 0x0000002, 0x000000E, 0x000000D },
  96     { 0x03, 0x0000003, 0x0000003, 0x000000D, 0x0000018 },
  97     { 0x04, 0x000000B, 0x0000004, 0x000001C, 0x0000019 },
  98     { 0x04, 0x0000006, 0x0000006, 0x000001A, 0x0000030 },
  99     { 0x05, 0x0000016, 0x0000008, 0x0000038, 0x0000032 },
 100     { 0x05, 0x000000C, 0x000000C, 0x0000034, 0x0000060 },
 101     { 0x06, 0x000002C, 0x0000010, 0x0000070, 0x0000064 },
 102     { 0x06, 0x0000018, 0x0000018, 0x0000068, 0x00000C0 },
 103     { 0x07, 0x0000058, 0x0000020, 0x00000E0, 0x00000C8 },
 104     { 0x07, 0x0000030, 0x0000030, 0x00000D0, 0x0000180 },
 105     { 0x08, 0x00000B0, 0x0000040, 0x00001C0, 0x0000190 },
 106     { 0x08, 0x0000060, 0x0000060, 0x00001A0, 0x0000300 },
 107     { 0x09, 0x0000160, 0x0000080, 0x0000380, 0x0000320 },
 108     { 0x09, 0x00000C0, 0x00000C0, 0x0000340, 0x0000600 },
 109     { 0x0A, 0x00002C0, 0x0000100, 0x0000700, 0x0000640 },
 110     { 0x0A, 0x0000180, 0x0000180, 0x0000680, 0x0000C00 },
 111     { 0x0B, 0x0000580, 0x0000200, 0x0000E00, 0x0000C80 },
 112     { 0x0B, 0x0000300, 0x0000300, 0x0000D00, 0x0001800 },
 113     { 0x0C, 0x0000B00, 0x0000400, 0x0001C00, 0x0001900 },
 114     { 0x0C, 0x0000600, 0x0000600, 0x0001A00, 0x0003000 },
 115     { 0x0D, 0x0001600, 0x0000800, 0x0003800, 0x0003200 },
 116     { 0x0D, 0x0000C00, 0x0000C00, 0x0003400, 0x0006000 },
 117     { 0x0E, 0x0002C00, 0x0001000, 0x0007000, 0x0006400 },
 118     { 0x0E, 0x0001800, 0x0001800, 0x0006800, 0x000C000 },
 119     { 0x0F, 0x0005800, 0x0002000, 0x000E000, 0x000C800 },
 120     { 0x0F, 0x0003000, 0x0003000, 0x000D000, 0x0018000 },
 121     { 0x10, 0x000B000, 0x0004000, 0x001C000, 0x0019000 },
 122     { 0x10, 0x0006000, 0x0006000, 0x001A000, 0x0030000 },
 123     { 0x11, 0x0016000, 0x0008000, 0x0038000, 0x0032000 },
 124     { 0x11, 0x000C000, 0x000C000, 0x0034000, 0x0060000 },
 125     { 0x12, 0x002C000, 0x0010000, 0x0070000, 0x0064000 },
 126     { 0x12, 0x0018000, 0x0018000, 0x0068000, 0x00C0000 },
 127     { 0x13, 0x0058000, 0x0020000, 0x00E0000, 0x00C8000 },
 128     { 0x13, 0x0030000, 0x0030000, 0x00D0000, 0x0180000 },
 129     { 0x14, 0x00B0000, 0x0040000, 0x01C0000, 0x0190000 },
 130     { 0x14, 0x0060000, 0x0060000, 0x01A0000, 0x0300000 },
 131     { 0x15, 0x0160000, 0x0080000, 0x0380000, 0x0320000 },
 132     { 0x15, 0x00C0000, 0x00C0000, 0x0340000, 0x0600000 },
 133     { 0x16, 0x02C0000, 0x0100000, 0x0700000, 0x0640000 },
 134     { 0x16, 0x0180000, 0x0180000, 0x0680000, 0x0C00000 },
 135     { 0x17, 0x0580000, 0x0200000, 0x0E00000, 0x0C80000 },
 136     { 0x17, 0x0300000, 0x0300000, 0x0D00000, 0x1800000 },
 137     { 0x18, 0x0B00000, 0x0400000, 0x1C00000, 0x1900000 },
 138     { 0x18, 0x0600000, 0x0600000, 0x1A00000, 0x3000000 },
 139     { 0x19, 0x1600000, 0x0800000, 0x3800000, 0x3200000 },
 140     { 0x19, 0x0C00000, 0x0C00000, 0x3400000, 0x6000000 },
 141     { 0x1A, 0x2C00000, 0x1000000, 0x7000000, 0x6400000 },
 142     { 0x1A, 0x1800000, 0x1800000, 0x6800000, 0xC000000 },
 143 };
 144
 145 static int set_bps_params(AVCodecContext *avctx)
 146 {
 147     switch (avctx->bits_per_raw_sample) {
 148     case 8:
 149         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_U8P;
 150         break;
 151     case 16:
 152         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16P;
 153         break;
 154     case 24:
 155         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S32P;
 156         break;
 157     default:
 158         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid/unsupported bits per sample: %d\n",
 159                avctx->bits_per_raw_sample);
 160         return AVERROR_INVALIDDATA;
 161     }
 162
 163     return 0;
 164 }
 165
 166 static void set_sample_rate_params(AVCodecContext *avctx)
 167 {
 168     TAKDecContext *s  = avctx->priv_data;
 169     int shift;
 170
 171     if (avctx->sample_rate < 11025) {
 172         shift = 3;
 173     } else if (avctx->sample_rate < 22050) {
 174         shift = 2;
 175     } else if (avctx->sample_rate < 44100) {
 176         shift = 1;
 177     } else {
 178         shift = 0;
 179     }
 180     s->uval           = FFALIGN(avctx->sample_rate + 511LL >> 9, 4) << shift;
 181     s->subframe_scale = FFALIGN(avctx->sample_rate + 511LL >> 9, 4) << 1;
 182 }
 183
 184 static av_cold int tak_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 185 {
 186     TAKDecContext *s = avctx->priv_data;
 187
 188     ff_audiodsp_init(&s->adsp);
 189     ff_takdsp_init(&s->tdsp);
 190
 191     s->avctx = avctx;
 192     avctx->bits_per_raw_sample = avctx->bits_per_coded_sample;
 193
 194     set_sample_rate_params(avctx);
 195
 196     return set_bps_params(avctx);
 197 }
 198
 199 static void decode_lpc(int32_t *coeffs, int mode, int length)
 200 {
 201     int i;
 202
 203     if (length < 2)
 204         return;
 205
 206     if (mode == 1) {
 207         unsigned a1 = *coeffs++;
 208         for (i = 0; i < length - 1 >> 1; i++) {
 209             *coeffs   += a1;
 210             coeffs[1] += (unsigned)*coeffs;
 211             a1         = coeffs[1];
 212             coeffs    += 2;
 213         }
 214         if (length - 1 & 1)
 215             *coeffs += a1;
 216     } else if (mode == 2) {
 217         unsigned a1    = coeffs[1];
 218         unsigned a2    = a1 + *coeffs;
 219         coeffs[1] = a2;
 220         if (length > 2) {
 221             coeffs += 2;
 222             for (i = 0; i < length - 2 >> 1; i++) {
 223                 unsigned a3    = *coeffs + a1;
 224                 unsigned a4    = a3 + a2;
 225                 *coeffs   = a4;
 226                 a1        = coeffs[1] + a3;
 227                 a2        = a1 + a4;
 228                 coeffs[1] = a2;
 229                 coeffs   += 2;
 230             }
 231             if (length & 1)
 232                 *coeffs += a1 + a2;
 233         }
 234     } else if (mode == 3) {
 235         unsigned a1    = coeffs[1];
 236         unsigned a2    = a1 + *coeffs;
 237         coeffs[1] = a2;
 238         if (length > 2) {
 239             unsigned a3  = coeffs[2];
 240             unsigned a4  = a3 + a1;
 241             unsigned a5  = a4 + a2;
 242             coeffs[2] = a5;
 243             coeffs += 3;
 244             for (i = 0; i < length - 3; i++) {
 245                 a3     += *coeffs;
 246                 a4     += a3;
 247                 a5     += a4;
 248                 *coeffs = a5;
 249                 coeffs++;
 250             }
 251         }
 252     }
 253 }
 254
 255 static int decode_segment(TAKDecContext *s, int8_t mode, int32_t *decoded, int len)
 256 {
 257     struct CParam code;
 258     GetBitContext *gb = &s->gb;
 259     int i;
 260
 261     if (!mode) {
 262         memset(decoded, 0, len * sizeof(*decoded));
 263         return 0;
 264     }
 265
 266     if (mode > FF_ARRAY_ELEMS(xcodes))
 267         return AVERROR_INVALIDDATA;
 268     code = xcodes[mode - 1];
 269
 270     for (i = 0; i < len; i++) {
 271         unsigned x = get_bits_long(gb, code.init);
 272         if (x >= code.escape && get_bits1(gb)) {
 273             x |= 1 << code.init;
 274             if (x >= code.aescape) {
 275                 unsigned scale = get_unary(gb, 1, 9);
 276                 if (scale == 9) {
 277                     int scale_bits = get_bits(gb, 3);
 278                     if (scale_bits > 0) {
 279                         if (scale_bits == 7) {
 280                             scale_bits += get_bits(gb, 5);
 281                             if (scale_bits > 29)
 282                                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 283                         }
 284                         scale = get_bits_long(gb, scale_bits) + 1;
 285                         x    += code.scale * scale;
 286                     }
 287                     x += code.bias;
 288                 } else
 289                     x += code.scale * scale - code.escape;
 290             } else
 291                 x -= code.escape;
 292         }
 293         decoded[i] = (x >> 1) ^ -(x & 1);
 294     }
 295
 296     return 0;
 297 }
 298
 299 static int decode_residues(TAKDecContext *s, int32_t *decoded, int length)
 300 {
 301     GetBitContext *gb = &s->gb;
 302     int i, mode, ret;
 303
 304     if (length > s->nb_samples)
 305         return AVERROR_INVALIDDATA;
 306
 307     if (get_bits1(gb)) {
 308         int wlength, rval;
 309
 310         wlength = length / s->uval;
 311
 312         rval = length - (wlength * s->uval);
 313
 314         if (rval < s->uval / 2)
 315             rval += s->uval;
 316         else
 317             wlength++;
 318
 319         if (wlength <= 1 || wlength > 128)
 320             return AVERROR_INVALIDDATA;
 321
 322         s->coding_mode[0] = mode = get_bits(gb, 6);
 323
 324         for (i = 1; i < wlength; i++) {
 325             int c = get_unary(gb, 1, 6);
 326
 327             switch (c) {
 328             case 6:
 329                 mode = get_bits(gb, 6);
 330                 break;
 331             case 5:
 332             case 4:
 333             case 3: {
 334                 /* mode += sign ? (1 - c) : (c - 1) */
 335                 int sign = get_bits1(gb);
 336                 mode    += (-sign ^ (c - 1)) + sign;
 337                 break;
 338             }
 339             case 2:
 340                 mode++;
 341                 break;
 342             case 1:
 343                 mode--;
 344                 break;
 345             }
 346             s->coding_mode[i] = mode;
 347         }
 348
 349         i = 0;
 350         while (i < wlength) {
 351             int len = 0;
 352
 353             mode = s->coding_mode[i];
 354             do {
 355                 if (i >= wlength - 1)
 356                     len += rval;
 357                 else
 358                     len += s->uval;
 359                 i++;
 360
 361                 if (i == wlength)
 362                     break;
 363             } while (s->coding_mode[i] == mode);
 364
 365             if ((ret = decode_segment(s, mode, decoded, len)) < 0)
 366                 return ret;
 367             decoded += len;
 368         }
 369     } else {
 370         mode = get_bits(gb, 6);
 371         if ((ret = decode_segment(s, mode, decoded, length)) < 0)
 372             return ret;
 373     }
 374
 375     return 0;
 376 }
 377
 378 static int get_bits_esc4(GetBitContext *gb)
 379 {
 380     if (get_bits1(gb))
 381         return get_bits(gb, 4) + 1;
 382     else
 383         return 0;
 384 }
 385
 386 static int decode_subframe(TAKDecContext *s, int32_t *decoded,
 387                            int subframe_size, int prev_subframe_size)
 388 {
 389     GetBitContext *gb = &s->gb;
 390     int x, y, i, j, ret = 0;
 391     int dshift, size, filter_quant, filter_order;
 392     int tfilter[MAX_PREDICTORS];
 393
 394     if (!get_bits1(gb))
 395         return decode_residues(s, decoded, subframe_size);
 396
 397     filter_order = predictor_sizes[get_bits(gb, 4)];
 398
 399     if (prev_subframe_size > 0 && get_bits1(gb)) {
 400         if (filter_order > prev_subframe_size)
 401             return AVERROR_INVALIDDATA;
 402
 403         decoded       -= filter_order;
 404         subframe_size += filter_order;
 405
 406         if (filter_order > subframe_size)
 407             return AVERROR_INVALIDDATA;
 408     } else {
 409         int lpc_mode;
 410
 411         if (filter_order > subframe_size)
 412             return AVERROR_INVALIDDATA;
 413
 414         lpc_mode = get_bits(gb, 2);
 415         if (lpc_mode > 2)
 416             return AVERROR_INVALIDDATA;
 417
 418         if ((ret = decode_residues(s, decoded, filter_order)) < 0)
 419             return ret;
 420
 421         if (lpc_mode)
 422             decode_lpc(decoded, lpc_mode, filter_order);
 423     }
 424
 425     dshift = get_bits_esc4(gb);
 426     size   = get_bits1(gb) + 6;
 427
 428     filter_quant = 10;
 429     if (get_bits1(gb)) {
 430         filter_quant -= get_bits(gb, 3) + 1;
 431         if (filter_quant < 3)
 432             return AVERROR_INVALIDDATA;
 433     }
 434
 435     s->predictors[0] = get_sbits(gb, 10);
 436     s->predictors[1] = get_sbits(gb, 10);
 437     s->predictors[2] = get_sbits(gb, size) * (1 << (10 - size));
 438     s->predictors[3] = get_sbits(gb, size) * (1 << (10 - size));
 439     if (filter_order > 4) {
 440         int tmp = size - get_bits1(gb);
 441
 442         for (i = 4; i < filter_order; i++) {
 443             if (!(i & 3))
 444                 x = tmp - get_bits(gb, 2);
 445             s->predictors[i] = get_sbits(gb, x) * (1 << (10 - size));
 446         }
 447     }
 448
 449     tfilter[0] = s->predictors[0] * 64;
 450     for (i = 1; i < filter_order; i++) {
 451         uint32_t *p1 = &tfilter[0];
 452         uint32_t *p2 = &tfilter[i - 1];
 453
 454         for (j = 0; j < (i + 1) / 2; j++) {
 455             x     = *p1 + ((int32_t)(s->predictors[i] * *p2 + 256) >> 9);
 456             *p2  += (int32_t)(s->predictors[i] * *p1 + 256) >> 9;
 457             *p1++ = x;
 458             p2--;
 459         }
 460
 461         tfilter[i] = s->predictors[i] * 64;
 462     }
 463
 464     x = 1 << (32 - (15 - filter_quant));
 465     y = 1 << ((15 - filter_quant) - 1);
 466     for (i = 0, j = filter_order - 1; i < filter_order / 2; i++, j--) {
 467         s->filter[j] = x - ((tfilter[i] + y) >> (15 - filter_quant));
 468         s->filter[i] = x - ((tfilter[j] + y) >> (15 - filter_quant));
 469     }
 470
 471     if ((ret = decode_residues(s, &decoded[filter_order],
 472                                subframe_size - filter_order)) < 0)
 473         return ret;
 474
 475     for (i = 0; i < filter_order; i++)
 476         s->residues[i] = *decoded++ >> dshift;
 477
 478     y    = FF_ARRAY_ELEMS(s->residues) - filter_order;
 479     x    = subframe_size - filter_order;
 480     while (x > 0) {
 481         int tmp = FFMIN(y, x);
 482
 483         for (i = 0; i < tmp; i++) {
 484             int v = 1 << (filter_quant - 1);
 485
 486             if (filter_order & -16)
 487                 v += (unsigned)s->adsp.scalarproduct_int16(&s->residues[i], s->filter,
 488                                                  filter_order & -16);
 489             for (j = filter_order & -16; j < filter_order; j += 4) {
 490                 v += s->residues[i + j + 3] * (unsigned)s->filter[j + 3] +
 491                      s->residues[i + j + 2] * (unsigned)s->filter[j + 2] +
 492                      s->residues[i + j + 1] * (unsigned)s->filter[j + 1] +
 493                      s->residues[i + j    ] * (unsigned)s->filter[j    ];
 494             }
 495             v = (av_clip_intp2(v >> filter_quant, 13) * (1 << dshift)) - (unsigned)*decoded;
 496             *decoded++ = v;
 497             s->residues[filter_order + i] = v >> dshift;
 498         }
 499
 500         x -= tmp;
 501         if (x > 0)
 502             memcpy(s->residues, &s->residues[y], 2 * filter_order);
 503     }
 504
 505     emms_c();
 506
 507     return 0;
 508 }
 509
 510 static int decode_channel(TAKDecContext *s, int chan)
 511 {
 512     AVCodecContext *avctx = s->avctx;
 513     GetBitContext *gb     = &s->gb;
 514     int32_t *decoded      = s->decoded[chan];
 515     int left              = s->nb_samples - 1;
 516     int i = 0, ret, prev = 0;
 517
 518     s->sample_shift[chan] = get_bits_esc4(gb);
 519     if (s->sample_shift[chan] >= avctx->bits_per_raw_sample)
 520         return AVERROR_INVALIDDATA;
 521
 522     *decoded++ = get_sbits(gb, avctx->bits_per_raw_sample - s->sample_shift[chan]);
 523     s->lpc_mode[chan] = get_bits(gb, 2);
 524     s->nb_subframes   = get_bits(gb, 3) + 1;
 525
 526     if (s->nb_subframes > 1) {
 527         if (get_bits_left(gb) < (s->nb_subframes - 1) * 6)
 528             return AVERROR_INVALIDDATA;
 529
 530         for (; i < s->nb_subframes - 1; i++) {
 531             int v = get_bits(gb, 6);
 532
 533             s->subframe_len[i] = (v - prev) * s->subframe_scale;
 534             if (s->subframe_len[i] <= 0)
 535                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 536
 537             left -= s->subframe_len[i];
 538             prev  = v;
 539         }
 540
 541         if (left <= 0)
 542             return AVERROR_INVALIDDATA;
 543     }
 544     s->subframe_len[i] = left;
 545
 546     prev = 0;
 547     for (i = 0; i < s->nb_subframes; i++) {
 548         if ((ret = decode_subframe(s, decoded, s->subframe_len[i], prev)) < 0)
 549             return ret;
 550         decoded += s->subframe_len[i];
 551         prev     = s->subframe_len[i];
 552     }
 553
 554     return 0;
 555 }
 556
 557 static int decorrelate(TAKDecContext *s, int c1, int c2, int length)
 558 {
 559     GetBitContext *gb = &s->gb;
 560     int32_t *p1       = s->decoded[c1] + (s->dmode > 5);
 561     int32_t *p2       = s->decoded[c2] + (s->dmode > 5);
 562     int32_t bp1       = p1[0];
 563     int32_t bp2       = p2[0];
 564     int i;
 565     int dshift, dfactor;
 566
 567     length += s->dmode < 6;
 568
 569     switch (s->dmode) {
 570     case 1: /* left/side */
 571         s->tdsp.decorrelate_ls(p1, p2, length);
 572         break;
 573     case 2: /* side/right */
 574         s->tdsp.decorrelate_sr(p1, p2, length);
 575         break;
 576     case 3: /* side/mid */
 577         s->tdsp.decorrelate_sm(p1, p2, length);
 578         break;
 579     case 4: /* side/left with scale factor */
 580         FFSWAP(int32_t*, p1, p2);
 581         FFSWAP(int32_t, bp1, bp2);
 582     case 5: /* side/right with scale factor */
 583         dshift  = get_bits_esc4(gb);
 584         dfactor = get_sbits(gb, 10);
 585         s->tdsp.decorrelate_sf(p1, p2, length, dshift, dfactor);
 586         break;
 587     case 6:
 588         FFSWAP(int32_t*, p1, p2);
 589     case 7: {
 590         int length2, order_half, filter_order, dval1, dval2;
 591         int tmp, x, code_size;
 592
 593         if (length < 256)
 594             return AVERROR_INVALIDDATA;
 595
 596         dshift       = get_bits_esc4(gb);
 597         filter_order = 8 << get_bits1(gb);
 598         dval1        = get_bits1(gb);
 599         dval2        = get_bits1(gb);
 600
 601         for (i = 0; i < filter_order; i++) {
 602             if (!(i & 3))
 603                 code_size = 14 - get_bits(gb, 3);
 604             s->filter[i] = get_sbits(gb, code_size);
 605         }
 606
 607         order_half = filter_order / 2;
 608         length2    = length - (filter_order - 1);
 609
 610         /* decorrelate beginning samples */
 611         if (dval1) {
 612             for (i = 0; i < order_half; i++) {
 613                 int32_t a = p1[i];
 614                 int32_t b = p2[i];
 615                 p1[i]     = a + b;
 616             }
 617         }
 618
 619         /* decorrelate ending samples */
 620         if (dval2) {
 621             for (i = length2 + order_half; i < length; i++) {
 622                 int32_t a = p1[i];
 623                 int32_t b = p2[i];
 624                 p1[i]     = a + b;
 625             }
 626         }
 627
 628
 629         for (i = 0; i < filter_order; i++)
 630             s->residues[i] = *p2++ >> dshift;
 631
 632         p1 += order_half;
 633         x = FF_ARRAY_ELEMS(s->residues) - filter_order;
 634         for (; length2 > 0; length2 -= tmp) {
 635             tmp = FFMIN(length2, x);
 636
 637             for (i = 0; i < tmp - (tmp == length2); i++)
 638                 s->residues[filter_order + i] = *p2++ >> dshift;
 639
 640             for (i = 0; i < tmp; i++) {
 641                 int v = 1 << 9;
 642
 643                 if (filter_order == 16) {
 644                     v += s->adsp.scalarproduct_int16(&s->residues[i], s->filter,
 645                                                      filter_order);
 646                 } else {
 647                     v += s->residues[i + 7] * s->filter[7] +
 648                          s->residues[i + 6] * s->filter[6] +
 649                          s->residues[i + 5] * s->filter[5] +
 650                          s->residues[i + 4] * s->filter[4] +
 651                          s->residues[i + 3] * s->filter[3] +
 652                          s->residues[i + 2] * s->filter[2] +
 653                          s->residues[i + 1] * s->filter[1] +
 654                          s->residues[i    ] * s->filter[0];
 655                 }
 656
 657                 v = av_clip_intp2(v >> 10, 13) * (1U << dshift) - *p1;
 658                 *p1++ = v;
 659             }
 660
 661             memmove(s->residues, &s->residues[tmp], 2 * filter_order);
 662         }
 663
 664         emms_c();
 665         break;
 666     }
 667     }
 668
 669     if (s->dmode > 0 && s->dmode < 6) {
 670         p1[0] = bp1;
 671         p2[0] = bp2;
 672     }
 673
 674     return 0;
 675 }
 676
 677 static int tak_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 678                             int *got_frame_ptr, AVPacket *pkt)
 679 {
 680     TAKDecContext *s  = avctx->priv_data;
 681     AVFrame *frame    = data;
 682     ThreadFrame tframe = { .f = data };
 683     GetBitContext *gb = &s->gb;
 684     int chan, i, ret, hsize;
 685
 686     if (pkt->size < TAK_MIN_FRAME_HEADER_BYTES)
 687         return AVERROR_INVALIDDATA;
 688
 689     if ((ret = init_get_bits8(gb, pkt->data, pkt->size)) < 0)
 690         return ret;
 691
 692     if ((ret = ff_tak_decode_frame_header(avctx, gb, &s->ti, 0)) < 0)
 693         return ret;
 694
 695     hsize = get_bits_count(gb) / 8;
 696     if (avctx->err_recognition & (AV_EF_CRCCHECK|AV_EF_COMPLIANT)) {
 697         if (ff_tak_check_crc(pkt->data, hsize)) {
 698             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "CRC error\n");
 699             if (avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE)
 700                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 701         }
 702     }
 703
 704     if (s->ti.codec != TAK_CODEC_MONO_STEREO &&
 705         s->ti.codec != TAK_CODEC_MULTICHANNEL) {
 706         avpriv_report_missing_feature(avctx, "TAK codec type %d", s->ti.codec);
 707         return AVERROR_PATCHWELCOME;
 708     }
 709     if (s->ti.data_type) {
 710         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 711                "unsupported data type: %d\n", s->ti.data_type);
 712         return AVERROR_INVALIDDATA;
 713     }
 714     if (s->ti.codec == TAK_CODEC_MONO_STEREO && s->ti.channels > 2) {
 715         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 716                "invalid number of channels: %d\n", s->ti.channels);
 717         return AVERROR_INVALIDDATA;
 718     }
 719     if (s->ti.channels > 6) {
 720         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 721                "unsupported number of channels: %d\n", s->ti.channels);
 722         return AVERROR_INVALIDDATA;
 723     }
 724
 725     if (s->ti.frame_samples <= 0) {
 726         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported/invalid number of samples\n");
 727         return AVERROR_INVALIDDATA;
 728     }
 729
 730     avctx->bits_per_raw_sample = s->ti.bps;
 731     if ((ret = set_bps_params(avctx)) < 0)
 732         return ret;
 733     if (s->ti.sample_rate != avctx->sample_rate) {
 734         avctx->sample_rate = s->ti.sample_rate;
 735         set_sample_rate_params(avctx);
 736     }
 737     if (s->ti.ch_layout)
 738         avctx->channel_layout = s->ti.ch_layout;
 739     avctx->channels = s->ti.channels;
 740
 741     s->nb_samples = s->ti.last_frame_samples ? s->ti.last_frame_samples
 742                                              : s->ti.frame_samples;
 743
 744     frame->nb_samples = s->nb_samples;
 745     if ((ret = ff_thread_get_buffer(avctx, &tframe, 0)) < 0)
 746         return ret;
 747     ff_thread_finish_setup(avctx);
 748
 749     if (avctx->bits_per_raw_sample <= 16) {
 750         int buf_size = av_samples_get_buffer_size(NULL, avctx->channels,
 751                                                   s->nb_samples,
 752                                                   AV_SAMPLE_FMT_S32P, 0);
 753         if (buf_size < 0)
 754             return buf_size;
 755         av_fast_malloc(&s->decode_buffer, &s->decode_buffer_size, buf_size);
 756         if (!s->decode_buffer)
 757             return AVERROR(ENOMEM);
 758         ret = av_samples_fill_arrays((uint8_t **)s->decoded, NULL,
 759                                      s->decode_buffer, avctx->channels,
 760                                      s->nb_samples, AV_SAMPLE_FMT_S32P, 0);
 761         if (ret < 0)
 762             return ret;
 763     } else {
 764         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++)
 765             s->decoded[chan] = (int32_t *)frame->extended_data[chan];
 766     }
 767
 768     if (s->nb_samples < 16) {
 769         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
 770             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
 771             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
 772                 decoded[i] = get_sbits(gb, avctx->bits_per_raw_sample);
 773         }
 774     } else {
 775         if (s->ti.codec == TAK_CODEC_MONO_STEREO) {
 776             for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++)
 777                 if (ret = decode_channel(s, chan))
 778                     return ret;
 779
 780             if (avctx->channels == 2) {
 781                 s->nb_subframes = get_bits(gb, 1) + 1;
 782                 if (s->nb_subframes > 1) {
 783                     s->subframe_len[1] = get_bits(gb, 6);
 784                 }
 785
 786                 s->dmode = get_bits(gb, 3);
 787                 if (ret = decorrelate(s, 0, 1, s->nb_samples - 1))
 788                     return ret;
 789             }
 790         } else if (s->ti.codec == TAK_CODEC_MULTICHANNEL) {
 791             if (get_bits1(gb)) {
 792                 int ch_mask = 0;
 793
 794                 chan = get_bits(gb, 4) + 1;
 795                 if (chan > avctx->channels)
 796                     return AVERROR_INVALIDDATA;
 797
 798                 for (i = 0; i < chan; i++) {
 799                     int nbit = get_bits(gb, 4);
 800
 801                     if (nbit >= avctx->channels)
 802                         return AVERROR_INVALIDDATA;
 803
 804                     if (ch_mask & 1 << nbit)
 805                         return AVERROR_INVALIDDATA;
 806
 807                     s->mcdparams[i].present = get_bits1(gb);
 808                     if (s->mcdparams[i].present) {
 809                         s->mcdparams[i].index = get_bits(gb, 2);
 810                         s->mcdparams[i].chan2 = get_bits(gb, 4);
 811                         if (s->mcdparams[i].chan2 >= avctx->channels) {
 812                             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 813                                    "invalid channel 2 (%d) for %d channel(s)\n",
 814                                    s->mcdparams[i].chan2, avctx->channels);
 815                             return AVERROR_INVALIDDATA;
 816                         }
 817                         if (s->mcdparams[i].index == 1) {
 818                             if ((nbit == s->mcdparams[i].chan2) ||
 819                                 (ch_mask & 1 << s->mcdparams[i].chan2))
 820                                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 821
 822                             ch_mask |= 1 << s->mcdparams[i].chan2;
 823                         } else if (!(ch_mask & 1 << s->mcdparams[i].chan2)) {
 824                             return AVERROR_INVALIDDATA;
 825                         }
 826                     }
 827                     s->mcdparams[i].chan1 = nbit;
 828
 829                     ch_mask |= 1 << nbit;
 830                 }
 831             } else {
 832                 chan = avctx->channels;
 833                 for (i = 0; i < chan; i++) {
 834                     s->mcdparams[i].present = 0;
 835                     s->mcdparams[i].chan1   = i;
 836                 }
 837             }
 838
 839             for (i = 0; i < chan; i++) {
 840                 if (s->mcdparams[i].present && s->mcdparams[i].index == 1)
 841                     if (ret = decode_channel(s, s->mcdparams[i].chan2))
 842                         return ret;
 843
 844                 if (ret = decode_channel(s, s->mcdparams[i].chan1))
 845                     return ret;
 846
 847                 if (s->mcdparams[i].present) {
 848                     s->dmode = mc_dmodes[s->mcdparams[i].index];
 849                     if (ret = decorrelate(s,
 850                                           s->mcdparams[i].chan2,
 851                                           s->mcdparams[i].chan1,
 852                                           s->nb_samples - 1))
 853                         return ret;
 854                 }
 855             }
 856         }
 857
 858         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
 859             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
 860
 861             if (s->lpc_mode[chan])
 862                 decode_lpc(decoded, s->lpc_mode[chan], s->nb_samples);
 863
 864             if (s->sample_shift[chan] > 0)
 865                 for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
 866                     decoded[i] *= 1U << s->sample_shift[chan];
 867         }
 868     }
 869
 870     align_get_bits(gb);
 871     skip_bits(gb, 24);
 872     if (get_bits_left(gb) < 0)
 873         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "overread\n");
 874     else if (get_bits_left(gb) > 0)
 875         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "underread\n");
 876
 877     if (avctx->err_recognition & (AV_EF_CRCCHECK | AV_EF_COMPLIANT)) {
 878         if (ff_tak_check_crc(pkt->data + hsize,
 879                              get_bits_count(gb) / 8 - hsize)) {
 880             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "CRC error\n");
 881             if (avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE)
 882                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 883         }
 884     }
 885
 886     /* convert to output buffer */
 887     switch (avctx->sample_fmt) {
 888     case AV_SAMPLE_FMT_U8P:
 889         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
 890             uint8_t *samples = (uint8_t *)frame->extended_data[chan];
 891             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
 892             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
 893                 samples[i] = decoded[i] + 0x80U;
 894         }
 895         break;
 896     case AV_SAMPLE_FMT_S16P:
 897         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
 898             int16_t *samples = (int16_t *)frame->extended_data[chan];
 899             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
 900             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
 901                 samples[i] = decoded[i];
 902         }
 903         break;
 904     case AV_SAMPLE_FMT_S32P:
 905         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
 906             int32_t *samples = (int32_t *)frame->extended_data[chan];
 907             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
 908                 samples[i] *= 1U << 8;
 909         }
 910         break;
 911     }
 912
 913     *got_frame_ptr = 1;
 914
 915     return pkt->size;
 916 }
 917
 918 #if HAVE_THREADS
 919 static int update_thread_context(AVCodecContext *dst,
 920                                  const AVCodecContext *src)
 921 {
 922     TAKDecContext *tsrc = src->priv_data;
 923     TAKDecContext *tdst = dst->priv_data;
 924
 925     if (dst == src)
 926         return 0;
 927     memcpy(&tdst->ti, &tsrc->ti, sizeof(TAKStreamInfo));
 928     return 0;
 929 }
 930 #endif
 931
 932 static av_cold int tak_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 933 {
 934     TAKDecContext *s = avctx->priv_data;
 935
 936     av_freep(&s->decode_buffer);
 937
 938     return 0;
 939 }
 940
 941 const AVCodec ff_tak_decoder = {
 942     .name             = "tak",
 943     .long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("TAK (Tom's lossless Audio Kompressor)"),
 944     .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 945     .id               = AV_CODEC_ID_TAK,
 946     .priv_data_size   = sizeof(TAKDecContext),
 947     .init             = tak_decode_init,
 948     .close            = tak_decode_close,
 949     .decode           = tak_decode_frame,
 950     .update_thread_context = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(update_thread_context),
 951     .capabilities     = AV_CODEC_CAP_DR1 | AV_CODEC_CAP_FRAME_THREADS | AV_CODEC_CAP_CHANNEL_CONF,
 952     .sample_fmts      = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_U8P,
 953                                                         AV_SAMPLE_FMT_S16P,
 954                                                         AV_SAMPLE_FMT_S32P,
 955                                                         AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 956 };