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

   1 /*
   2  * ADPCM codecs
   3  * Copyright (c) 2001-2003 The ffmpeg Project
   4  *
   5  * This library is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   7  * License as published by the Free Software Foundation; either
   8  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13  * Lesser General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  16  * License along with this library; if not, write to the Free Software
  17  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  18  */
  19 #include "avcodec.h"
  20 #include "bitstream.h"
  21
  22 /**
  23  * @file adpcm.c
  24  * ADPCM codecs.
  25  * First version by Francois Revol (revol@free.fr)
  26  * Fringe ADPCM codecs (e.g., DK3, DK4, Westwood)
  27  *   by Mike Melanson (melanson@pcisys.net)
  28  * CD-ROM XA ADPCM codec by BERO
  29  * EA ADPCM decoder by Robin Kay (komadori@myrealbox.com)
  30  *
  31  * Features and limitations:
  32  *
  33  * Reference documents:
  34  * http://www.pcisys.net/~melanson/codecs/simpleaudio.html
  35  * http://www.geocities.com/SiliconValley/8682/aud3.txt
  36  * http://openquicktime.sourceforge.net/plugins.htm
  37  * XAnim sources (xa_codec.c) http://www.rasnaimaging.com/people/lapus/download.html
  38  * http://www.cs.ucla.edu/~leec/mediabench/applications.html
  39  * SoX source code http://home.sprynet.com/~cbagwell/sox.html
  40  *
  41  * CD-ROM XA:
  42  * http://ku-www.ss.titech.ac.jp/~yatsushi/xaadpcm.html
  43  * vagpack & depack http://homepages.compuserve.de/bITmASTER32/psx-index.html
  44  * readstr http://www.geocities.co.jp/Playtown/2004/
  45  */
  46
  47 #define BLKSIZE 1024
  48
  49 #define CLAMP_TO_SHORT(value) \
  50 if (value > 32767) \
  51     value = 32767; \
  52 else if (value < -32768) \
  53     value = -32768; \
  54
  55 /* step_table[] and index_table[] are from the ADPCM reference source */
  56 /* This is the index table: */
  57 static const int index_table[16] = {
  58     -1, -1, -1, -1, 2, 4, 6, 8,
  59     -1, -1, -1, -1, 2, 4, 6, 8,
  60 };
  61
  62 /**
  63  * This is the step table. Note that many programs use slight deviations from
  64  * this table, but such deviations are negligible:
  65  */
  66 static const int step_table[89] = {
  67     7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 16, 17,
  68     19, 21, 23, 25, 28, 31, 34, 37, 41, 45,
  69     50, 55, 60, 66, 73, 80, 88, 97, 107, 118,
  70     130, 143, 157, 173, 190, 209, 230, 253, 279, 307,
  71     337, 371, 408, 449, 494, 544, 598, 658, 724, 796,
  72     876, 963, 1060, 1166, 1282, 1411, 1552, 1707, 1878, 2066,
  73     2272, 2499, 2749, 3024, 3327, 3660, 4026, 4428, 4871, 5358,
  74     5894, 6484, 7132, 7845, 8630, 9493, 10442, 11487, 12635, 13899,
  75     15289, 16818, 18500, 20350, 22385, 24623, 27086, 29794, 32767
  76 };
  77
  78 /* These are for MS-ADPCM */
  79 /* AdaptationTable[], AdaptCoeff1[], and AdaptCoeff2[] are from libsndfile */
  80 static const int AdaptationTable[] = {
  81         230, 230, 230, 230, 307, 409, 512, 614,
  82         768, 614, 512, 409, 307, 230, 230, 230
  83 };
  84
  85 static const int AdaptCoeff1[] = {
  86         256, 512, 0, 192, 240, 460, 392
  87 };
  88
  89 static const int AdaptCoeff2[] = {
  90         0, -256, 0, 64, 0, -208, -232
  91 };
  92
  93 /* These are for CD-ROM XA ADPCM */
  94 static const int xa_adpcm_table[5][2] = {
  95    {   0,   0 },
  96    {  60,   0 },
  97    { 115, -52 },
  98    {  98, -55 },
  99    { 122, -60 }
 100 };
 101
 102 static const int ea_adpcm_table[] = {
 103     0, 240, 460, 392, 0, 0, -208, -220, 0, 1,
 104     3, 4, 7, 8, 10, 11, 0, -1, -3, -4
 105 };
 106
 107 static const int ct_adpcm_table[8] = {
 108     0x00E6, 0x00E6, 0x00E6, 0x00E6,
 109     0x0133, 0x0199, 0x0200, 0x0266
 110 };
 111
 112 // padded to zero where table size is less then 16
 113 static const int swf_index_tables[4][16] = {
 114     /*2*/ { -1, 2 },
 115     /*3*/ { -1, -1, 2, 4 },
 116     /*4*/ { -1, -1, -1, -1, 2, 4, 6, 8 },
 117     /*5*/ { -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, 1, 2, 4, 6, 8, 10, 13, 16 }
 118 };
 119
 120 static const int yamaha_indexscale[] = {
 121     230, 230, 230, 230, 307, 409, 512, 614,
 122     230, 230, 230, 230, 307, 409, 512, 614
 123 };
 124
 125 static const int yamaha_difflookup[] = {
 126     1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15,
 127     -1, -3, -5, -7, -9, -11, -13, -15
 128 };
 129
 130 /* end of tables */
 131
 132 typedef struct ADPCMChannelStatus {
 133     int predictor;
 134     short int step_index;
 135     int step;
 136     /* for encoding */
 137     int prev_sample;
 138
 139     /* MS version */
 140     short sample1;
 141     short sample2;
 142     int coeff1;
 143     int coeff2;
 144     int idelta;
 145 } ADPCMChannelStatus;
 146
 147 typedef struct ADPCMContext {
 148     int channel; /* for stereo MOVs, decode left, then decode right, then tell it's decoded */
 149     ADPCMChannelStatus status[2];
 150     short sample_buffer[32]; /* hold left samples while waiting for right samples */
 151
 152     /* SWF only */
 153     int nb_bits;
 154     int nb_samples;
 155 } ADPCMContext;
 156
 157 /* XXX: implement encoding */
 158
 159 #ifdef CONFIG_ENCODERS
 160 static int adpcm_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 161 {
 162     if (avctx->channels > 2)
 163         return -1; /* only stereo or mono =) */
 164     switch(avctx->codec->id) {
 165     case CODEC_ID_ADPCM_IMA_QT:
 166         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "ADPCM: codec adpcm_ima_qt unsupported for encoding !\n");
 167         avctx->frame_size = 64; /* XXX: can multiple of avctx->channels * 64 (left and right blocks are interleaved) */
 168         return -1;
 169         break;
 170     case CODEC_ID_ADPCM_IMA_WAV:
 171         avctx->frame_size = (BLKSIZE - 4 * avctx->channels) * 8 / (4 * avctx->channels) + 1; /* each 16 bits sample gives one nibble */
 172                                                              /* and we have 4 bytes per channel overhead */
 173         avctx->block_align = BLKSIZE;
 174         /* seems frame_size isn't taken into account... have to buffer the samples :-( */
 175         break;
 176     case CODEC_ID_ADPCM_MS:
 177         avctx->frame_size = (BLKSIZE - 7 * avctx->channels) * 2 / avctx->channels + 2; /* each 16 bits sample gives one nibble */
 178                                                              /* and we have 7 bytes per channel overhead */
 179         avctx->block_align = BLKSIZE;
 180         break;
 181     case CODEC_ID_ADPCM_YAMAHA:
 182         avctx->frame_size = BLKSIZE * avctx->channels;
 183         avctx->block_align = BLKSIZE;
 184         break;
 185     default:
 186         return -1;
 187         break;
 188     }
 189
 190     avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
 191     avctx->coded_frame->key_frame= 1;
 192
 193     return 0;
 194 }
 195
 196 static int adpcm_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 197 {
 198     av_freep(&avctx->coded_frame);
 199
 200     return 0;
 201 }
 202
 203
 204 static inline unsigned char adpcm_ima_compress_sample(ADPCMChannelStatus *c, short sample)
 205 {
 206     int step_index;
 207     unsigned char nibble;
 208
 209     int sign = 0; /* sign bit of the nibble (MSB) */
 210     int delta, predicted_delta;
 211
 212     delta = sample - c->prev_sample;
 213
 214     if (delta < 0) {
 215         sign = 1;
 216         delta = -delta;
 217     }
 218
 219     step_index = c->step_index;
 220
 221     /* nibble = 4 * delta / step_table[step_index]; */
 222     nibble = (delta << 2) / step_table[step_index];
 223
 224     if (nibble > 7)
 225         nibble = 7;
 226
 227     step_index += index_table[nibble];
 228     if (step_index < 0)
 229         step_index = 0;
 230     if (step_index > 88)
 231         step_index = 88;
 232
 233     /* what the decoder will find */
 234     predicted_delta = ((step_table[step_index] * nibble) / 4) + (step_table[step_index] / 8);
 235
 236     if (sign)
 237         c->prev_sample -= predicted_delta;
 238     else
 239         c->prev_sample += predicted_delta;
 240
 241     CLAMP_TO_SHORT(c->prev_sample);
 242
 243
 244     nibble += sign << 3; /* sign * 8 */
 245
 246     /* save back */
 247     c->step_index = step_index;
 248
 249     return nibble;
 250 }
 251
 252 static inline unsigned char adpcm_ms_compress_sample(ADPCMChannelStatus *c, short sample)
 253 {
 254     int predictor, nibble, bias;
 255
 256     predictor = (((c->sample1) * (c->coeff1)) + ((c->sample2) * (c->coeff2))) / 256;
 257
 258     nibble= sample - predictor;
 259     if(nibble>=0) bias= c->idelta/2;
 260     else          bias=-c->idelta/2;
 261
 262     nibble= (nibble + bias) / c->idelta;
 263     nibble= clip(nibble, -8, 7)&0x0F;
 264
 265     predictor += (signed)((nibble & 0x08)?(nibble - 0x10):(nibble)) * c->idelta;
 266     CLAMP_TO_SHORT(predictor);
 267
 268     c->sample2 = c->sample1;
 269     c->sample1 = predictor;
 270
 271     c->idelta = (AdaptationTable[(int)nibble] * c->idelta) >> 8;
 272     if (c->idelta < 16) c->idelta = 16;
 273
 274     return nibble;
 275 }
 276
 277 static inline unsigned char adpcm_yamaha_compress_sample(ADPCMChannelStatus *c, short sample)
 278 {
 279     int i1 = 0, j1;
 280
 281     if(!c->step) {
 282         c->predictor = 0;
 283         c->step = 127;
 284     }
 285     j1 = sample - c->predictor;
 286
 287     j1 = (j1 * 8) / c->step;
 288     i1 = abs(j1) / 2;
 289     if (i1 > 7)
 290         i1 = 7;
 291     if (j1 < 0)
 292         i1 += 8;
 293
 294     c->predictor = c->predictor + ((c->step * yamaha_difflookup[i1]) / 8);
 295     CLAMP_TO_SHORT(c->predictor);
 296     c->step = (c->step * yamaha_indexscale[i1]) >> 8;
 297     c->step = clip(c->step, 127, 24567);
 298
 299     return i1;
 300 }
 301
 302 static int adpcm_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
 303                             unsigned char *frame, int buf_size, void *data)
 304 {
 305     int n, i, st;
 306     short *samples;
 307     unsigned char *dst;
 308     ADPCMContext *c = avctx->priv_data;
 309
 310     dst = frame;
 311     samples = (short *)data;
 312     st= avctx->channels == 2;
 313 /*    n = (BLKSIZE - 4 * avctx->channels) / (2 * 8 * avctx->channels); */
 314
 315     switch(avctx->codec->id) {
 316     case CODEC_ID_ADPCM_IMA_QT: /* XXX: can't test until we get .mov writer */
 317         break;
 318     case CODEC_ID_ADPCM_IMA_WAV:
 319         n = avctx->frame_size / 8;
 320             c->status[0].prev_sample = (signed short)samples[0]; /* XXX */
 321 /*            c->status[0].step_index = 0; *//* XXX: not sure how to init the state machine */
 322             *dst++ = (c->status[0].prev_sample) & 0xFF; /* little endian */
 323             *dst++ = (c->status[0].prev_sample >> 8) & 0xFF;
 324             *dst++ = (unsigned char)c->status[0].step_index;
 325             *dst++ = 0; /* unknown */
 326             samples++;
 327             if (avctx->channels == 2) {
 328                 c->status[1].prev_sample = (signed short)samples[1];
 329 /*                c->status[1].step_index = 0; */
 330                 *dst++ = (c->status[1].prev_sample) & 0xFF;
 331                 *dst++ = (c->status[1].prev_sample >> 8) & 0xFF;
 332                 *dst++ = (unsigned char)c->status[1].step_index;
 333                 *dst++ = 0;
 334                 samples++;
 335             }
 336
 337             /* stereo: 4 bytes (8 samples) for left, 4 bytes for right, 4 bytes left, ... */
 338             for (; n>0; n--) {
 339                 *dst = adpcm_ima_compress_sample(&c->status[0], samples[0]) & 0x0F;
 340                 *dst |= (adpcm_ima_compress_sample(&c->status[0], samples[avctx->channels]) << 4) & 0xF0;
 341                 dst++;
 342                 *dst = adpcm_ima_compress_sample(&c->status[0], samples[avctx->channels * 2]) & 0x0F;
 343                 *dst |= (adpcm_ima_compress_sample(&c->status[0], samples[avctx->channels * 3]) << 4) & 0xF0;
 344                 dst++;
 345                 *dst = adpcm_ima_compress_sample(&c->status[0], samples[avctx->channels * 4]) & 0x0F;
 346                 *dst |= (adpcm_ima_compress_sample(&c->status[0], samples[avctx->channels * 5]) << 4) & 0xF0;
 347                 dst++;
 348                 *dst = adpcm_ima_compress_sample(&c->status[0], samples[avctx->channels * 6]) & 0x0F;
 349                 *dst |= (adpcm_ima_compress_sample(&c->status[0], samples[avctx->channels * 7]) << 4) & 0xF0;
 350                 dst++;
 351                 /* right channel */
 352                 if (avctx->channels == 2) {
 353                     *dst = adpcm_ima_compress_sample(&c->status[1], samples[1]);
 354                     *dst |= adpcm_ima_compress_sample(&c->status[1], samples[3]) << 4;
 355                     dst++;
 356                     *dst = adpcm_ima_compress_sample(&c->status[1], samples[5]);
 357                     *dst |= adpcm_ima_compress_sample(&c->status[1], samples[7]) << 4;
 358                     dst++;
 359                     *dst = adpcm_ima_compress_sample(&c->status[1], samples[9]);
 360                     *dst |= adpcm_ima_compress_sample(&c->status[1], samples[11]) << 4;
 361                     dst++;
 362                     *dst = adpcm_ima_compress_sample(&c->status[1], samples[13]);
 363                     *dst |= adpcm_ima_compress_sample(&c->status[1], samples[15]) << 4;
 364                     dst++;
 365                 }
 366                 samples += 8 * avctx->channels;
 367             }
 368         break;
 369     case CODEC_ID_ADPCM_MS:
 370         for(i=0; i<avctx->channels; i++){
 371             int predictor=0;
 372
 373             *dst++ = predictor;
 374             c->status[i].coeff1 = AdaptCoeff1[predictor];
 375             c->status[i].coeff2 = AdaptCoeff2[predictor];
 376         }
 377         for(i=0; i<avctx->channels; i++){
 378             if (c->status[i].idelta < 16)
 379                 c->status[i].idelta = 16;
 380
 381             *dst++ = c->status[i].idelta & 0xFF;
 382             *dst++ = c->status[i].idelta >> 8;
 383         }
 384         for(i=0; i<avctx->channels; i++){
 385             c->status[i].sample1= *samples++;
 386
 387             *dst++ = c->status[i].sample1 & 0xFF;
 388             *dst++ = c->status[i].sample1 >> 8;
 389         }
 390         for(i=0; i<avctx->channels; i++){
 391             c->status[i].sample2= *samples++;
 392
 393             *dst++ = c->status[i].sample2 & 0xFF;
 394             *dst++ = c->status[i].sample2 >> 8;
 395         }
 396
 397         for(i=7*avctx->channels; i<avctx->block_align; i++) {
 398             int nibble;
 399             nibble = adpcm_ms_compress_sample(&c->status[ 0], *samples++)<<4;
 400             nibble|= adpcm_ms_compress_sample(&c->status[st], *samples++);
 401             *dst++ = nibble;
 402         }
 403         break;
 404     case CODEC_ID_ADPCM_YAMAHA:
 405         n = avctx->frame_size / 2;
 406         for (; n>0; n--) {
 407             for(i = 0; i < avctx->channels; i++) {
 408                 int nibble;
 409                 nibble  = adpcm_yamaha_compress_sample(&c->status[i], samples[i]);
 410                 nibble |= adpcm_yamaha_compress_sample(&c->status[i], samples[i+avctx->channels]) << 4;
 411                 *dst++ = nibble;
 412             }
 413             samples += 2 * avctx->channels;
 414         }
 415         break;
 416     default:
 417         return -1;
 418     }
 419     return dst - frame;
 420 }
 421 #endif //CONFIG_ENCODERS
 422
 423 static int adpcm_decode_init(AVCodecContext * avctx)
 424 {
 425     ADPCMContext *c = avctx->priv_data;
 426
 427     c->channel = 0;
 428     c->status[0].predictor = c->status[1].predictor = 0;
 429     c->status[0].step_index = c->status[1].step_index = 0;
 430     c->status[0].step = c->status[1].step = 0;
 431
 432     switch(avctx->codec->id) {
 433     case CODEC_ID_ADPCM_CT:
 434         c->status[0].step = c->status[1].step = 511;
 435         break;
 436     default:
 437         break;
 438     }
 439     return 0;
 440 }
 441
 442 static inline short adpcm_ima_expand_nibble(ADPCMChannelStatus *c, char nibble, int shift)
 443 {
 444     int step_index;
 445     int predictor;
 446     int sign, delta, diff, step;
 447
 448     step = step_table[c->step_index];
 449     step_index = c->step_index + index_table[(unsigned)nibble];
 450     if (step_index < 0) step_index = 0;
 451     else if (step_index > 88) step_index = 88;
 452
 453     sign = nibble & 8;
 454     delta = nibble & 7;
 455     /* perform direct multiplication instead of series of jumps proposed by
 456      * the reference ADPCM implementation since modern CPUs can do the mults
 457      * quickly enough */
 458     diff = ((2 * delta + 1) * step) >> shift;
 459     predictor = c->predictor;
 460     if (sign) predictor -= diff;
 461     else predictor += diff;
 462
 463     CLAMP_TO_SHORT(predictor);
 464     c->predictor = predictor;
 465     c->step_index = step_index;
 466
 467     return (short)predictor;
 468 }
 469
 470 static inline short adpcm_ms_expand_nibble(ADPCMChannelStatus *c, char nibble)
 471 {
 472     int predictor;
 473
 474     predictor = (((c->sample1) * (c->coeff1)) + ((c->sample2) * (c->coeff2))) / 256;
 475     predictor += (signed)((nibble & 0x08)?(nibble - 0x10):(nibble)) * c->idelta;
 476     CLAMP_TO_SHORT(predictor);
 477
 478     c->sample2 = c->sample1;
 479     c->sample1 = predictor;
 480     c->idelta = (AdaptationTable[(int)nibble] * c->idelta) >> 8;
 481     if (c->idelta < 16) c->idelta = 16;
 482
 483     return (short)predictor;
 484 }
 485
 486 static inline short adpcm_ct_expand_nibble(ADPCMChannelStatus *c, char nibble)
 487 {
 488     int predictor;
 489     int sign, delta, diff;
 490     int new_step;
 491
 492     sign = nibble & 8;
 493     delta = nibble & 7;
 494     /* perform direct multiplication instead of series of jumps proposed by
 495      * the reference ADPCM implementation since modern CPUs can do the mults
 496      * quickly enough */
 497     diff = ((2 * delta + 1) * c->step) >> 3;
 498     predictor = c->predictor;
 499     /* predictor update is not so trivial: predictor is multiplied on 254/256 before updating */
 500     if(sign)
 501         predictor = ((predictor * 254) >> 8) - diff;
 502     else
 503             predictor = ((predictor * 254) >> 8) + diff;
 504     /* calculate new step and clamp it to range 511..32767 */
 505     new_step = (ct_adpcm_table[nibble & 7] * c->step) >> 8;
 506     c->step = new_step;
 507     if(c->step < 511)
 508         c->step = 511;
 509     if(c->step > 32767)
 510         c->step = 32767;
 511
 512     CLAMP_TO_SHORT(predictor);
 513     c->predictor = predictor;
 514     return (short)predictor;
 515 }
 516
 517 static inline short adpcm_yamaha_expand_nibble(ADPCMChannelStatus *c, unsigned char nibble)
 518 {
 519     if(!c->step) {
 520         c->predictor = 0;
 521         c->step = 127;
 522     }
 523
 524     c->predictor += (c->step * yamaha_difflookup[nibble]) / 8;
 525     CLAMP_TO_SHORT(c->predictor);
 526     c->step = (c->step * yamaha_indexscale[nibble]) >> 8;
 527     c->step = clip(c->step, 127, 24567);
 528     return c->predictor;
 529 }
 530
 531 static void xa_decode(short *out, const unsigned char *in,
 532     ADPCMChannelStatus *left, ADPCMChannelStatus *right, int inc)
 533 {
 534     int i, j;
 535     int shift,filter,f0,f1;
 536     int s_1,s_2;
 537     int d,s,t;
 538
 539     for(i=0;i<4;i++) {
 540
 541         shift  = 12 - (in[4+i*2] & 15);
 542         filter = in[4+i*2] >> 4;
 543         f0 = xa_adpcm_table[filter][0];
 544         f1 = xa_adpcm_table[filter][1];
 545
 546         s_1 = left->sample1;
 547         s_2 = left->sample2;
 548
 549         for(j=0;j<28;j++) {
 550             d = in[16+i+j*4];
 551
 552             t = (signed char)(d<<4)>>4;
 553             s = ( t<<shift ) + ((s_1*f0 + s_2*f1+32)>>6);
 554             CLAMP_TO_SHORT(s);
 555             *out = s;
 556             out += inc;
 557             s_2 = s_1;
 558             s_1 = s;
 559         }
 560
 561         if (inc==2) { /* stereo */
 562             left->sample1 = s_1;
 563             left->sample2 = s_2;
 564             s_1 = right->sample1;
 565             s_2 = right->sample2;
 566             out = out + 1 - 28*2;
 567         }
 568
 569         shift  = 12 - (in[5+i*2] & 15);
 570         filter = in[5+i*2] >> 4;
 571
 572         f0 = xa_adpcm_table[filter][0];
 573         f1 = xa_adpcm_table[filter][1];
 574
 575         for(j=0;j<28;j++) {
 576             d = in[16+i+j*4];
 577
 578             t = (signed char)d >> 4;
 579             s = ( t<<shift ) + ((s_1*f0 + s_2*f1+32)>>6);
 580             CLAMP_TO_SHORT(s);
 581             *out = s;
 582             out += inc;
 583             s_2 = s_1;
 584             s_1 = s;
 585         }
 586
 587         if (inc==2) { /* stereo */
 588             right->sample1 = s_1;
 589             right->sample2 = s_2;
 590             out -= 1;
 591         } else {
 592             left->sample1 = s_1;
 593             left->sample2 = s_2;
 594         }
 595     }
 596 }
 597
 598
 599 /* DK3 ADPCM support macro */
 600 #define DK3_GET_NEXT_NIBBLE() \
 601     if (decode_top_nibble_next) \
 602     { \
 603         nibble = (last_byte >> 4) & 0x0F; \
 604         decode_top_nibble_next = 0; \
 605     } \
 606     else \
 607     { \
 608         last_byte = *src++; \
 609         if (src >= buf + buf_size) break; \
 610         nibble = last_byte & 0x0F; \
 611         decode_top_nibble_next = 1; \
 612     }
 613
 614 static int adpcm_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 615                             void *data, int *data_size,
 616                             uint8_t *buf, int buf_size)
 617 {
 618     ADPCMContext *c = avctx->priv_data;
 619     ADPCMChannelStatus *cs;
 620     int n, m, channel, i;
 621     int block_predictor[2];
 622     short *samples;
 623     uint8_t *src;
 624     int st; /* stereo */
 625
 626     /* DK3 ADPCM accounting variables */
 627     unsigned char last_byte = 0;
 628     unsigned char nibble;
 629     int decode_top_nibble_next = 0;
 630     int diff_channel;
 631
 632     /* EA ADPCM state variables */
 633     uint32_t samples_in_chunk;
 634     int32_t previous_left_sample, previous_right_sample;
 635     int32_t current_left_sample, current_right_sample;
 636     int32_t next_left_sample, next_right_sample;
 637     int32_t coeff1l, coeff2l, coeff1r, coeff2r;
 638     uint8_t shift_left, shift_right;
 639     int count1, count2;
 640
 641     if (!buf_size)
 642         return 0;
 643
 644     samples = data;
 645     src = buf;
 646
 647     st = avctx->channels == 2;
 648
 649     switch(avctx->codec->id) {
 650     case CODEC_ID_ADPCM_IMA_QT:
 651         n = (buf_size - 2);/* >> 2*avctx->channels;*/
 652         channel = c->channel;
 653         cs = &(c->status[channel]);
 654         /* (pppppp) (piiiiiii) */
 655
 656         /* Bits 15-7 are the _top_ 9 bits of the 16-bit initial predictor value */
 657         cs->predictor = (*src++) << 8;
 658         cs->predictor |= (*src & 0x80);
 659         cs->predictor &= 0xFF80;
 660
 661         /* sign extension */
 662         if(cs->predictor & 0x8000)
 663             cs->predictor -= 0x10000;
 664
 665         CLAMP_TO_SHORT(cs->predictor);
 666
 667         cs->step_index = (*src++) & 0x7F;
 668
 669         if (cs->step_index > 88) av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "ERROR: step_index = %i\n", cs->step_index);
 670         if (cs->step_index > 88) cs->step_index = 88;
 671
 672         cs->step = step_table[cs->step_index];
 673
 674         if (st && channel)
 675             samples++;
 676
 677         for(m=32; n>0 && m>0; n--, m--) { /* in QuickTime, IMA is encoded by chuncks of 34 bytes (=64 samples) */
 678             *samples = adpcm_ima_expand_nibble(cs, src[0] & 0x0F, 3);
 679             samples += avctx->channels;
 680             *samples = adpcm_ima_expand_nibble(cs, (src[0] >> 4) & 0x0F, 3);
 681             samples += avctx->channels;
 682             src ++;
 683         }
 684
 685         if(st) { /* handle stereo interlacing */
 686             c->channel = (channel + 1) % 2; /* we get one packet for left, then one for right data */
 687             if(channel == 1) { /* wait for the other packet before outputing anything */
 688                 return src - buf;
 689             }
 690         }
 691         break;
 692     case CODEC_ID_ADPCM_IMA_WAV:
 693         if (avctx->block_align != 0 && buf_size > avctx->block_align)
 694             buf_size = avctx->block_align;
 695
 696         for(i=0; i<avctx->channels; i++){
 697             cs = &(c->status[i]);
 698             cs->predictor = *src++;
 699             cs->predictor |= (*src++) << 8;
 700             if(cs->predictor & 0x8000)
 701                 cs->predictor -= 0x10000;
 702             CLAMP_TO_SHORT(cs->predictor);
 703
 704         // XXX: is this correct ??: *samples++ = cs->predictor;
 705
 706             cs->step_index = *src++;
 707             if (cs->step_index < 0) cs->step_index = 0;
 708             if (cs->step_index > 88) cs->step_index = 88;
 709             if (*src++) av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unused byte should be null !!\n"); /* unused */
 710         }
 711
 712         for(m=4; src < (buf + buf_size);) {
 713             *samples++ = adpcm_ima_expand_nibble(&c->status[0], src[0] & 0x0F, 3);
 714             if (st)
 715                 *samples++ = adpcm_ima_expand_nibble(&c->status[1], src[4] & 0x0F, 3);
 716             *samples++ = adpcm_ima_expand_nibble(&c->status[0], (src[0] >> 4) & 0x0F, 3);
 717             if (st) {
 718                 *samples++ = adpcm_ima_expand_nibble(&c->status[1], (src[4] >> 4) & 0x0F, 3);
 719                 if (!--m) {
 720                     m=4;
 721                     src+=4;
 722                 }
 723             }
 724             src++;
 725         }
 726         break;
 727     case CODEC_ID_ADPCM_4XM:
 728         cs = &(c->status[0]);
 729         c->status[0].predictor= (int16_t)(src[0] + (src[1]<<8)); src+=2;
 730         if(st){
 731             c->status[1].predictor= (int16_t)(src[0] + (src[1]<<8)); src+=2;
 732         }
 733         c->status[0].step_index= (int16_t)(src[0] + (src[1]<<8)); src+=2;
 734         if(st){
 735             c->status[1].step_index= (int16_t)(src[0] + (src[1]<<8)); src+=2;
 736         }
 737         if (cs->step_index < 0) cs->step_index = 0;
 738         if (cs->step_index > 88) cs->step_index = 88;
 739
 740         m= (buf_size - (src - buf))>>st;
 741         for(i=0; i<m; i++) {
 742             *samples++ = adpcm_ima_expand_nibble(&c->status[0], src[i] & 0x0F, 4);
 743             if (st)
 744                 *samples++ = adpcm_ima_expand_nibble(&c->status[1], src[i+m] & 0x0F, 4);
 745             *samples++ = adpcm_ima_expand_nibble(&c->status[0], src[i] >> 4, 4);
 746             if (st)
 747                 *samples++ = adpcm_ima_expand_nibble(&c->status[1], src[i+m] >> 4, 4);
 748         }
 749
 750         src += m<<st;
 751
 752         break;
 753     case CODEC_ID_ADPCM_MS:
 754         if (avctx->block_align != 0 && buf_size > avctx->block_align)
 755             buf_size = avctx->block_align;
 756         n = buf_size - 7 * avctx->channels;
 757         if (n < 0)
 758             return -1;
 759         block_predictor[0] = clip(*src++, 0, 7);
 760         block_predictor[1] = 0;
 761         if (st)
 762             block_predictor[1] = clip(*src++, 0, 7);
 763         c->status[0].idelta = (int16_t)((*src & 0xFF) | ((src[1] << 8) & 0xFF00));
 764         src+=2;
 765         if (st){
 766             c->status[1].idelta = (int16_t)((*src & 0xFF) | ((src[1] << 8) & 0xFF00));
 767             src+=2;
 768         }
 769         c->status[0].coeff1 = AdaptCoeff1[block_predictor[0]];
 770         c->status[0].coeff2 = AdaptCoeff2[block_predictor[0]];
 771         c->status[1].coeff1 = AdaptCoeff1[block_predictor[1]];
 772         c->status[1].coeff2 = AdaptCoeff2[block_predictor[1]];
 773
 774         c->status[0].sample1 = ((*src & 0xFF) | ((src[1] << 8) & 0xFF00));
 775         src+=2;
 776         if (st) c->status[1].sample1 = ((*src & 0xFF) | ((src[1] << 8) & 0xFF00));
 777         if (st) src+=2;
 778         c->status[0].sample2 = ((*src & 0xFF) | ((src[1] << 8) & 0xFF00));
 779         src+=2;
 780         if (st) c->status[1].sample2 = ((*src & 0xFF) | ((src[1] << 8) & 0xFF00));
 781         if (st) src+=2;
 782
 783         *samples++ = c->status[0].sample1;
 784         if (st) *samples++ = c->status[1].sample1;
 785         *samples++ = c->status[0].sample2;
 786         if (st) *samples++ = c->status[1].sample2;
 787         for(;n>0;n--) {
 788             *samples++ = adpcm_ms_expand_nibble(&c->status[0], (src[0] >> 4) & 0x0F);
 789             *samples++ = adpcm_ms_expand_nibble(&c->status[st], src[0] & 0x0F);
 790             src ++;
 791         }
 792         break;
 793     case CODEC_ID_ADPCM_IMA_DK4:
 794         if (avctx->block_align != 0 && buf_size > avctx->block_align)
 795             buf_size = avctx->block_align;
 796
 797         c->status[0].predictor = (int16_t)(src[0] | (src[1] << 8));
 798         c->status[0].step_index = src[2];
 799         src += 4;
 800         *samples++ = c->status[0].predictor;
 801         if (st) {
 802             c->status[1].predictor = (int16_t)(src[0] | (src[1] << 8));
 803             c->status[1].step_index = src[2];
 804             src += 4;
 805             *samples++ = c->status[1].predictor;
 806         }
 807         while (src < buf + buf_size) {
 808
 809             /* take care of the top nibble (always left or mono channel) */
 810             *samples++ = adpcm_ima_expand_nibble(&c->status[0],
 811                 (src[0] >> 4) & 0x0F, 3);
 812
 813             /* take care of the bottom nibble, which is right sample for
 814              * stereo, or another mono sample */
 815             if (st)
 816                 *samples++ = adpcm_ima_expand_nibble(&c->status[1],
 817                     src[0] & 0x0F, 3);
 818             else
 819                 *samples++ = adpcm_ima_expand_nibble(&c->status[0],
 820                     src[0] & 0x0F, 3);
 821
 822             src++;
 823         }
 824         break;
 825     case CODEC_ID_ADPCM_IMA_DK3:
 826         if (avctx->block_align != 0 && buf_size > avctx->block_align)
 827             buf_size = avctx->block_align;
 828
 829         c->status[0].predictor = (int16_t)(src[10] | (src[11] << 8));
 830         c->status[1].predictor = (int16_t)(src[12] | (src[13] << 8));
 831         c->status[0].step_index = src[14];
 832         c->status[1].step_index = src[15];
 833         /* sign extend the predictors */
 834         src += 16;
 835         diff_channel = c->status[1].predictor;
 836
 837         /* the DK3_GET_NEXT_NIBBLE macro issues the break statement when
 838          * the buffer is consumed */
 839         while (1) {
 840
 841             /* for this algorithm, c->status[0] is the sum channel and
 842              * c->status[1] is the diff channel */
 843
 844             /* process the first predictor of the sum channel */
 845             DK3_GET_NEXT_NIBBLE();
 846             adpcm_ima_expand_nibble(&c->status[0], nibble, 3);
 847
 848             /* process the diff channel predictor */
 849             DK3_GET_NEXT_NIBBLE();
 850             adpcm_ima_expand_nibble(&c->status[1], nibble, 3);
 851
 852             /* process the first pair of stereo PCM samples */
 853             diff_channel = (diff_channel + c->status[1].predictor) / 2;
 854             *samples++ = c->status[0].predictor + c->status[1].predictor;
 855             *samples++ = c->status[0].predictor - c->status[1].predictor;
 856
 857             /* process the second predictor of the sum channel */
 858             DK3_GET_NEXT_NIBBLE();
 859             adpcm_ima_expand_nibble(&c->status[0], nibble, 3);
 860
 861             /* process the second pair of stereo PCM samples */
 862             diff_channel = (diff_channel + c->status[1].predictor) / 2;
 863             *samples++ = c->status[0].predictor + c->status[1].predictor;
 864             *samples++ = c->status[0].predictor - c->status[1].predictor;
 865         }
 866         break;
 867     case CODEC_ID_ADPCM_IMA_WS:
 868         /* no per-block initialization; just start decoding the data */
 869         while (src < buf + buf_size) {
 870
 871             if (st) {
 872                 *samples++ = adpcm_ima_expand_nibble(&c->status[0],
 873                     (src[0] >> 4) & 0x0F, 3);
 874                 *samples++ = adpcm_ima_expand_nibble(&c->status[1],
 875                     src[0] & 0x0F, 3);
 876             } else {
 877                 *samples++ = adpcm_ima_expand_nibble(&c->status[0],
 878                     (src[0] >> 4) & 0x0F, 3);
 879                 *samples++ = adpcm_ima_expand_nibble(&c->status[0],
 880                     src[0] & 0x0F, 3);
 881             }
 882
 883             src++;
 884         }
 885         break;
 886     case CODEC_ID_ADPCM_XA:
 887         c->status[0].sample1 = c->status[0].sample2 =
 888         c->status[1].sample1 = c->status[1].sample2 = 0;
 889         while (buf_size >= 128) {
 890             xa_decode(samples, src, &c->status[0], &c->status[1],
 891                 avctx->channels);
 892             src += 128;
 893             samples += 28 * 8;
 894             buf_size -= 128;
 895         }
 896         break;
 897     case CODEC_ID_ADPCM_EA:
 898         samples_in_chunk = LE_32(src);
 899         if (samples_in_chunk >= ((buf_size - 12) * 2)) {
 900             src += buf_size;
 901             break;
 902         }
 903         src += 4;
 904         current_left_sample = (int16_t)LE_16(src);
 905         src += 2;
 906         previous_left_sample = (int16_t)LE_16(src);
 907         src += 2;
 908         current_right_sample = (int16_t)LE_16(src);
 909         src += 2;
 910         previous_right_sample = (int16_t)LE_16(src);
 911         src += 2;
 912
 913         for (count1 = 0; count1 < samples_in_chunk/28;count1++) {
 914             coeff1l = ea_adpcm_table[(*src >> 4) & 0x0F];
 915             coeff2l = ea_adpcm_table[((*src >> 4) & 0x0F) + 4];
 916             coeff1r = ea_adpcm_table[*src & 0x0F];
 917             coeff2r = ea_adpcm_table[(*src & 0x0F) + 4];
 918             src++;
 919
 920             shift_left = ((*src >> 4) & 0x0F) + 8;
 921             shift_right = (*src & 0x0F) + 8;
 922             src++;
 923
 924             for (count2 = 0; count2 < 28; count2++) {
 925                 next_left_sample = (((*src & 0xF0) << 24) >> shift_left);
 926                 next_right_sample = (((*src & 0x0F) << 28) >> shift_right);
 927                 src++;
 928
 929                 next_left_sample = (next_left_sample +
 930                     (current_left_sample * coeff1l) +
 931                     (previous_left_sample * coeff2l) + 0x80) >> 8;
 932                 next_right_sample = (next_right_sample +
 933                     (current_right_sample * coeff1r) +
 934                     (previous_right_sample * coeff2r) + 0x80) >> 8;
 935                 CLAMP_TO_SHORT(next_left_sample);
 936                 CLAMP_TO_SHORT(next_right_sample);
 937
 938                 previous_left_sample = current_left_sample;
 939                 current_left_sample = next_left_sample;
 940                 previous_right_sample = current_right_sample;
 941                 current_right_sample = next_right_sample;
 942                 *samples++ = (unsigned short)current_left_sample;
 943                 *samples++ = (unsigned short)current_right_sample;
 944             }
 945         }
 946         break;
 947     case CODEC_ID_ADPCM_IMA_SMJPEG:
 948         c->status[0].predictor = *src;
 949         src += 2;
 950         c->status[0].step_index = *src++;
 951         src++;  /* skip another byte before getting to the meat */
 952         while (src < buf + buf_size) {
 953             *samples++ = adpcm_ima_expand_nibble(&c->status[0],
 954                 *src & 0x0F, 3);
 955             *samples++ = adpcm_ima_expand_nibble(&c->status[0],
 956                 (*src >> 4) & 0x0F, 3);
 957             src++;
 958         }
 959         break;
 960     case CODEC_ID_ADPCM_CT:
 961         while (src < buf + buf_size) {
 962             if (st) {
 963                 *samples++ = adpcm_ct_expand_nibble(&c->status[0],
 964                     (src[0] >> 4) & 0x0F);
 965                 *samples++ = adpcm_ct_expand_nibble(&c->status[1],
 966                     src[0] & 0x0F);
 967             } else {
 968                 *samples++ = adpcm_ct_expand_nibble(&c->status[0],
 969                     (src[0] >> 4) & 0x0F);
 970                 *samples++ = adpcm_ct_expand_nibble(&c->status[0],
 971                     src[0] & 0x0F);
 972             }
 973             src++;
 974         }
 975         break;
 976     case CODEC_ID_ADPCM_SWF:
 977     {
 978         GetBitContext gb;
 979         const int *table;
 980         int k0, signmask;
 981         int size = buf_size*8;
 982
 983         init_get_bits(&gb, buf, size);
 984
 985         // first frame, read bits & inital values
 986         if (!c->nb_bits)
 987         {
 988             c->nb_bits = get_bits(&gb, 2)+2;
 989 //            av_log(NULL,AV_LOG_INFO,"nb_bits: %d\n", c->nb_bits);
 990         }
 991
 992         table = swf_index_tables[c->nb_bits-2];
 993         k0 = 1 << (c->nb_bits-2);
 994         signmask = 1 << (c->nb_bits-1);
 995
 996         while (get_bits_count(&gb) <= size)
 997         {
 998             int i;
 999
1000             c->nb_samples++;
1001             // wrap around at every 4096 samples...
1002             if ((c->nb_samples & 0xfff) == 1)
1003             {
1004                 for (i = 0; i <= st; i++)
1005                 {
1006                     *samples++ = c->status[i].predictor = get_sbits(&gb, 16);
1007                     c->status[i].step_index = get_bits(&gb, 6);
1008                 }
1009             }
1010
1011             // similar to IMA adpcm
1012             for (i = 0; i <= st; i++)
1013             {
1014                 int delta = get_bits(&gb, c->nb_bits);
1015                 int step = step_table[c->status[i].step_index];
1016                 long vpdiff = 0; // vpdiff = (delta+0.5)*step/4
1017                 int k = k0;
1018
1019                 do {
1020                     if (delta & k)
1021                         vpdiff += step;
1022                     step >>= 1;
1023                     k >>= 1;
1024                 } while(k);
1025                 vpdiff += step;
1026
1027                 if (delta & signmask)
1028                     c->status[i].predictor -= vpdiff;
1029                 else
1030                     c->status[i].predictor += vpdiff;
1031
1032                 c->status[i].step_index += table[delta & (~signmask)];
1033
1034                 c->status[i].step_index = clip(c->status[i].step_index, 0, 88);
1035                 c->status[i].predictor = clip(c->status[i].predictor, -32768, 32767);
1036
1037                 *samples++ = c->status[i].predictor;
1038             }
1039         }
1040
1041 //        src += get_bits_count(&gb)*8;
1042         src += size;
1043
1044         break;
1045     }
1046     case CODEC_ID_ADPCM_YAMAHA:
1047         while (src < buf + buf_size) {
1048             if (st) {
1049                 *samples++ = adpcm_yamaha_expand_nibble(&c->status[0],
1050                         src[0] & 0x0F);
1051                 *samples++ = adpcm_yamaha_expand_nibble(&c->status[1],
1052                         (src[0] >> 4) & 0x0F);
1053             } else {
1054                 *samples++ = adpcm_yamaha_expand_nibble(&c->status[0],
1055                         src[0] & 0x0F);
1056                 *samples++ = adpcm_yamaha_expand_nibble(&c->status[0],
1057                         (src[0] >> 4) & 0x0F);
1058             }
1059             src++;
1060         }
1061         break;
1062     default:
1063         return -1;
1064     }
1065     *data_size = (uint8_t *)samples - (uint8_t *)data;
1066     return src - buf;
1067 }
1068
1069
1070
1071 #ifdef CONFIG_ENCODERS
1072 #define ADPCM_ENCODER(id,name)                  \
1073 AVCodec name ## _encoder = {                    \
1074     #name,                                      \
1075     CODEC_TYPE_AUDIO,                           \
1076     id,                                         \
1077     sizeof(ADPCMContext),                       \
1078     adpcm_encode_init,                          \
1079     adpcm_encode_frame,                         \
1080     adpcm_encode_close,                         \
1081     NULL,                                       \
1082 };
1083 #else
1084 #define ADPCM_ENCODER(id,name)
1085 #endif
1086
1087 #ifdef CONFIG_DECODERS
1088 #define ADPCM_DECODER(id,name)                  \
1089 AVCodec name ## _decoder = {                    \
1090     #name,                                      \
1091     CODEC_TYPE_AUDIO,                           \
1092     id,                                         \
1093     sizeof(ADPCMContext),                       \
1094     adpcm_decode_init,                          \
1095     NULL,                                       \
1096     NULL,                                       \
1097     adpcm_decode_frame,                         \
1098 };
1099 #else
1100 #define ADPCM_DECODER(id,name)
1101 #endif
1102
1103 #define ADPCM_CODEC(id, name)                   \
1104 ADPCM_ENCODER(id,name) ADPCM_DECODER(id,name)
1105
1106 ADPCM_CODEC(CODEC_ID_ADPCM_IMA_QT, adpcm_ima_qt);
1107 ADPCM_CODEC(CODEC_ID_ADPCM_IMA_WAV, adpcm_ima_wav);
1108 ADPCM_CODEC(CODEC_ID_ADPCM_IMA_DK3, adpcm_ima_dk3);
1109 ADPCM_CODEC(CODEC_ID_ADPCM_IMA_DK4, adpcm_ima_dk4);
1110 ADPCM_CODEC(CODEC_ID_ADPCM_IMA_WS, adpcm_ima_ws);
1111 ADPCM_CODEC(CODEC_ID_ADPCM_IMA_SMJPEG, adpcm_ima_smjpeg);
1112 ADPCM_CODEC(CODEC_ID_ADPCM_MS, adpcm_ms);
1113 ADPCM_CODEC(CODEC_ID_ADPCM_4XM, adpcm_4xm);
1114 ADPCM_CODEC(CODEC_ID_ADPCM_XA, adpcm_xa);
1115 ADPCM_CODEC(CODEC_ID_ADPCM_ADX, adpcm_adx);
1116 ADPCM_CODEC(CODEC_ID_ADPCM_EA, adpcm_ea);
1117 ADPCM_CODEC(CODEC_ID_ADPCM_CT, adpcm_ct);
1118 ADPCM_CODEC(CODEC_ID_ADPCM_SWF, adpcm_swf);
1119 ADPCM_CODEC(CODEC_ID_ADPCM_YAMAHA, adpcm_yamaha);
1120
1121 #undef ADPCM_CODEC