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

   1 /*
   2  * MPEG-4 ALS decoder
   3  * Copyright (c) 2009 Thilo Borgmann <thilo.borgmann _at_ googlemail.com>
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file libavcodec/alsdec.c
  24  * MPEG-4 ALS decoder
  25  * @author Thilo Borgmann <thilo.borgmann _at_ googlemail.com>
  26  */
  27
  28
  29 //#define DEBUG
  30
  31
  32 #include "avcodec.h"
  33 #include "get_bits.h"
  34 #include "unary.h"
  35 #include "mpeg4audio.h"
  36 #include "bytestream.h"
  37
  38 #include <stdint.h>
  39
  40 /** Rice parameters and corresponding index offsets for decoding the
  41  *  indices of scaled PARCOR values. The table choosen is set globally
  42  *  by the encoder and stored in ALSSpecificConfig.
  43  */
  44 static const int8_t parcor_rice_table[3][20][2] = {
  45     { {-52, 4}, {-29, 5}, {-31, 4}, { 19, 4}, {-16, 4},
  46       { 12, 3}, { -7, 3}, {  9, 3}, { -5, 3}, {  6, 3},
  47       { -4, 3}, {  3, 3}, { -3, 2}, {  3, 2}, { -2, 2},
  48       {  3, 2}, { -1, 2}, {  2, 2}, { -1, 2}, {  2, 2} },
  49     { {-58, 3}, {-42, 4}, {-46, 4}, { 37, 5}, {-36, 4},
  50       { 29, 4}, {-29, 4}, { 25, 4}, {-23, 4}, { 20, 4},
  51       {-17, 4}, { 16, 4}, {-12, 4}, { 12, 3}, {-10, 4},
  52       {  7, 3}, { -4, 4}, {  3, 3}, { -1, 3}, {  1, 3} },
  53     { {-59, 3}, {-45, 5}, {-50, 4}, { 38, 4}, {-39, 4},
  54       { 32, 4}, {-30, 4}, { 25, 3}, {-23, 3}, { 20, 3},
  55       {-20, 3}, { 16, 3}, {-13, 3}, { 10, 3}, { -7, 3},
  56       {  3, 3}, {  0, 3}, { -1, 3}, {  2, 3}, { -1, 2} }
  57 };
  58
  59
  60 /** Scaled PARCOR values used for the first two PARCOR coefficients.
  61  *  To be indexed by the Rice coded indices.
  62  *  Generated by: parcor_scaled_values[i] = 32 + ((i * (i+1)) << 7) - (1 << 20)
  63  *  Actual values are divided by 32 in order to be stored in 16 bits.
  64  */
  65 static const int16_t parcor_scaled_values[] = {
  66     -1048544 / 32, -1048288 / 32, -1047776 / 32, -1047008 / 32,
  67     -1045984 / 32, -1044704 / 32, -1043168 / 32, -1041376 / 32,
  68     -1039328 / 32, -1037024 / 32, -1034464 / 32, -1031648 / 32,
  69     -1028576 / 32, -1025248 / 32, -1021664 / 32, -1017824 / 32,
  70     -1013728 / 32, -1009376 / 32, -1004768 / 32,  -999904 / 32,
  71      -994784 / 32,  -989408 / 32,  -983776 / 32,  -977888 / 32,
  72      -971744 / 32,  -965344 / 32,  -958688 / 32,  -951776 / 32,
  73      -944608 / 32,  -937184 / 32,  -929504 / 32,  -921568 / 32,
  74      -913376 / 32,  -904928 / 32,  -896224 / 32,  -887264 / 32,
  75      -878048 / 32,  -868576 / 32,  -858848 / 32,  -848864 / 32,
  76      -838624 / 32,  -828128 / 32,  -817376 / 32,  -806368 / 32,
  77      -795104 / 32,  -783584 / 32,  -771808 / 32,  -759776 / 32,
  78      -747488 / 32,  -734944 / 32,  -722144 / 32,  -709088 / 32,
  79      -695776 / 32,  -682208 / 32,  -668384 / 32,  -654304 / 32,
  80      -639968 / 32,  -625376 / 32,  -610528 / 32,  -595424 / 32,
  81      -580064 / 32,  -564448 / 32,  -548576 / 32,  -532448 / 32,
  82      -516064 / 32,  -499424 / 32,  -482528 / 32,  -465376 / 32,
  83      -447968 / 32,  -430304 / 32,  -412384 / 32,  -394208 / 32,
  84      -375776 / 32,  -357088 / 32,  -338144 / 32,  -318944 / 32,
  85      -299488 / 32,  -279776 / 32,  -259808 / 32,  -239584 / 32,
  86      -219104 / 32,  -198368 / 32,  -177376 / 32,  -156128 / 32,
  87      -134624 / 32,  -112864 / 32,   -90848 / 32,   -68576 / 32,
  88       -46048 / 32,   -23264 / 32,     -224 / 32,    23072 / 32,
  89        46624 / 32,    70432 / 32,    94496 / 32,   118816 / 32,
  90       143392 / 32,   168224 / 32,   193312 / 32,   218656 / 32,
  91       244256 / 32,   270112 / 32,   296224 / 32,   322592 / 32,
  92       349216 / 32,   376096 / 32,   403232 / 32,   430624 / 32,
  93       458272 / 32,   486176 / 32,   514336 / 32,   542752 / 32,
  94       571424 / 32,   600352 / 32,   629536 / 32,   658976 / 32,
  95       688672 / 32,   718624 / 32,   748832 / 32,   779296 / 32,
  96       810016 / 32,   840992 / 32,   872224 / 32,   903712 / 32,
  97       935456 / 32,   967456 / 32,   999712 / 32,  1032224 / 32
  98 };
  99
 100
 101 /** Gain values of p(0) for long-term prediction.
 102  *  To be indexed by the Rice coded indices.
 103  */
 104 static const uint8_t ltp_gain_values [4][4] = {
 105     { 0,  8, 16,  24},
 106     {32, 40, 48,  56},
 107     {64, 70, 76,  82},
 108     {88, 92, 96, 100}
 109 };
 110
 111
 112 /** Inter-channel weighting factors for multi-channel correlation.
 113  *  To be indexed by the Rice coded indices.
 114  */
 115 static const int16_t mcc_weightings[] = {
 116     204,  192,  179,  166,  153,  140,  128,  115,
 117     102,   89,   76,   64,   51,   38,   25,   12,
 118       0,  -12,  -25,  -38,  -51,  -64,  -76,  -89,
 119    -102, -115, -128, -140, -153, -166, -179, -192
 120 };
 121
 122
 123 enum RA_Flag {
 124     RA_FLAG_NONE,
 125     RA_FLAG_FRAMES,
 126     RA_FLAG_HEADER
 127 };
 128
 129
 130 typedef struct {
 131     uint32_t samples;         ///< number of samples, 0xFFFFFFFF if unknown
 132     int resolution;           ///< 000 = 8-bit; 001 = 16-bit; 010 = 24-bit; 011 = 32-bit
 133     int floating;             ///< 1 = IEEE 32-bit floating-point, 0 = integer
 134     int frame_length;         ///< frame length for each frame (last frame may differ)
 135     int ra_distance;          ///< distance between RA frames (in frames, 0...255)
 136     enum RA_Flag ra_flag;     ///< indicates where the size of ra units is stored
 137     int adapt_order;          ///< adaptive order: 1 = on, 0 = off
 138     int coef_table;           ///< table index of Rice code parameters
 139     int long_term_prediction; ///< long term prediction (LTP): 1 = on, 0 = off
 140     int max_order;            ///< maximum prediction order (0..1023)
 141     int block_switching;      ///< number of block switching levels
 142     int bgmc;                 ///< "Block Gilbert-Moore Code": 1 = on, 0 = off (Rice coding only)
 143     int sb_part;              ///< sub-block partition
 144     int joint_stereo;         ///< joint stereo: 1 = on, 0 = off
 145     int mc_coding;            ///< extended inter-channel coding (multi channel coding): 1 = on, 0 = off
 146     int chan_config;          ///< indicates that a chan_config_info field is present
 147     int chan_sort;            ///< channel rearrangement: 1 = on, 0 = off
 148     int rlslms;               ///< use "Recursive Least Square-Least Mean Square" predictor: 1 = on, 0 = off
 149     int chan_config_info;     ///< mapping of channels to loudspeaker locations. Unused until setting channel configuration is implemented.
 150     int *chan_pos;            ///< original channel positions
 151 } ALSSpecificConfig;
 152
 153
 154 typedef struct {
 155     int stop_flag;
 156     int master_channel;
 157     int time_diff_flag;
 158     int time_diff_sign;
 159     int time_diff_index;
 160     int weighting[6];
 161 } ALSChannelData;
 162
 163
 164 typedef struct {
 165     AVCodecContext *avctx;
 166     ALSSpecificConfig sconf;
 167     GetBitContext gb;
 168     unsigned int cur_frame_length;  ///< length of the current frame to decode
 169     unsigned int frame_id;          ///< the frame ID / number of the current frame
 170     unsigned int js_switch;         ///< if true, joint-stereo decoding is enforced
 171     unsigned int num_blocks;        ///< number of blocks used in the current frame
 172     int ltp_lag_length;             ///< number of bits used for ltp lag value
 173     int *use_ltp;                   ///< contains use_ltp flags for all channels
 174     int *ltp_lag;                   ///< contains ltp lag values for all channels
 175     int **ltp_gain;                 ///< gain values for ltp 5-tap filter for a channel
 176     int *ltp_gain_buffer;           ///< contains all gain values for ltp 5-tap filter
 177     int32_t **quant_cof;            ///< quantized parcor coefficients for a channel
 178     int32_t *quant_cof_buffer;      ///< contains all quantized parcor coefficients
 179     int32_t **lpc_cof;              ///< coefficients of the direct form prediction filter for a channel
 180     int32_t *lpc_cof_buffer;        ///< contains all coefficients of the direct form prediction filter
 181     int32_t *lpc_cof_reversed_buffer; ///< temporary buffer to set up a reversed versio of lpc_cof_buffer
 182     ALSChannelData **chan_data;     ///< channel data for multi-channel correlation
 183     ALSChannelData *chan_data_buffer; ///< contains channel data for all channels
 184     int *reverted_channels;         ///< stores a flag for each reverted channel
 185     int32_t *prev_raw_samples;      ///< contains unshifted raw samples from the previous block
 186     int32_t **raw_samples;          ///< decoded raw samples for each channel
 187     int32_t *raw_buffer;            ///< contains all decoded raw samples including carryover samples
 188 } ALSDecContext;
 189
 190
 191 typedef struct {
 192     unsigned int block_length;      ///< number of samples within the block
 193     unsigned int ra_block;          ///< if true, this is a random access block
 194     int          const_block;       ///< if true, this is a constant value block
 195     int32_t      const_val;         ///< the sample value of a constant block
 196     int          js_blocks;         ///< true if this block contains a difference signal
 197     unsigned int shift_lsbs;        ///< shift of values for this block
 198     unsigned int opt_order;         ///< prediction order of this block
 199     int          store_prev_samples;///< if true, carryover samples have to be stored
 200     int          *use_ltp;          ///< if true, long-term prediction is used
 201     int          *ltp_lag;          ///< lag value for long-term prediction
 202     int          *ltp_gain;         ///< gain values for ltp 5-tap filter
 203     int32_t      *quant_cof;        ///< quantized parcor coefficients
 204     int32_t      *lpc_cof;          ///< coefficients of the direct form prediction
 205     int32_t      *raw_samples;      ///< decoded raw samples / residuals for this block
 206     int32_t      *prev_raw_samples; ///< contains unshifted raw samples from the previous block
 207     int32_t      *raw_other;        ///< decoded raw samples of the other channel of a channel pair
 208 } ALSBlockData;
 209
 210
 211 static av_cold void dprint_specific_config(ALSDecContext *ctx)
 212 {
 213 #ifdef DEBUG
 214     AVCodecContext *avctx    = ctx->avctx;
 215     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
 216
 217     dprintf(avctx, "resolution = %i\n",           sconf->resolution);
 218     dprintf(avctx, "floating = %i\n",             sconf->floating);
 219     dprintf(avctx, "frame_length = %i\n",         sconf->frame_length);
 220     dprintf(avctx, "ra_distance = %i\n",          sconf->ra_distance);
 221     dprintf(avctx, "ra_flag = %i\n",              sconf->ra_flag);
 222     dprintf(avctx, "adapt_order = %i\n",          sconf->adapt_order);
 223     dprintf(avctx, "coef_table = %i\n",           sconf->coef_table);
 224     dprintf(avctx, "long_term_prediction = %i\n", sconf->long_term_prediction);
 225     dprintf(avctx, "max_order = %i\n",            sconf->max_order);
 226     dprintf(avctx, "block_switching = %i\n",      sconf->block_switching);
 227     dprintf(avctx, "bgmc = %i\n",                 sconf->bgmc);
 228     dprintf(avctx, "sb_part = %i\n",              sconf->sb_part);
 229     dprintf(avctx, "joint_stereo = %i\n",         sconf->joint_stereo);
 230     dprintf(avctx, "mc_coding = %i\n",            sconf->mc_coding);
 231     dprintf(avctx, "chan_config = %i\n",          sconf->chan_config);
 232     dprintf(avctx, "chan_sort = %i\n",            sconf->chan_sort);
 233     dprintf(avctx, "RLSLMS = %i\n",               sconf->rlslms);
 234     dprintf(avctx, "chan_config_info = %i\n",     sconf->chan_config_info);
 235 #endif
 236 }
 237
 238
 239 /** Reads an ALSSpecificConfig from a buffer into the output struct.
 240  */
 241 static av_cold int read_specific_config(ALSDecContext *ctx)
 242 {
 243     GetBitContext gb;
 244     uint64_t ht_size;
 245     int i, config_offset, crc_enabled;
 246     MPEG4AudioConfig m4ac;
 247     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
 248     AVCodecContext *avctx    = ctx->avctx;
 249     uint32_t als_id, header_size, trailer_size;
 250
 251     init_get_bits(&gb, avctx->extradata, avctx->extradata_size * 8);
 252
 253     config_offset = ff_mpeg4audio_get_config(&m4ac, avctx->extradata,
 254                                              avctx->extradata_size);
 255
 256     if (config_offset < 0)
 257         return -1;
 258
 259     skip_bits_long(&gb, config_offset);
 260
 261     if (get_bits_left(&gb) < (30 << 3))
 262         return -1;
 263
 264     // read the fixed items
 265     als_id                      = get_bits_long(&gb, 32);
 266     avctx->sample_rate          = m4ac.sample_rate;
 267     skip_bits_long(&gb, 32); // sample rate already known
 268     sconf->samples              = get_bits_long(&gb, 32);
 269     avctx->channels             = m4ac.channels;
 270     skip_bits(&gb, 16);      // number of channels already knwon
 271     skip_bits(&gb, 3);       // skip file_type
 272     sconf->resolution           = get_bits(&gb, 3);
 273     sconf->floating             = get_bits1(&gb);
 274     skip_bits1(&gb);         // skip msb_first
 275     sconf->frame_length         = get_bits(&gb, 16) + 1;
 276     sconf->ra_distance          = get_bits(&gb, 8);
 277     sconf->ra_flag              = get_bits(&gb, 2);
 278     sconf->adapt_order          = get_bits1(&gb);
 279     sconf->coef_table           = get_bits(&gb, 2);
 280     sconf->long_term_prediction = get_bits1(&gb);
 281     sconf->max_order            = get_bits(&gb, 10);
 282     sconf->block_switching      = get_bits(&gb, 2);
 283     sconf->bgmc                 = get_bits1(&gb);
 284     sconf->sb_part              = get_bits1(&gb);
 285     sconf->joint_stereo         = get_bits1(&gb);
 286     sconf->mc_coding            = get_bits1(&gb);
 287     sconf->chan_config          = get_bits1(&gb);
 288     sconf->chan_sort            = get_bits1(&gb);
 289     crc_enabled                 = get_bits1(&gb);
 290     sconf->rlslms               = get_bits1(&gb);
 291     skip_bits(&gb, 5);       // skip 5 reserved bits
 292     skip_bits1(&gb);         // skip aux_data_enabled
 293
 294
 295     // check for ALSSpecificConfig struct
 296     if (als_id != MKBETAG('A','L','S','\0'))
 297         return -1;
 298
 299     ctx->cur_frame_length = sconf->frame_length;
 300
 301     // read channel config
 302     if (sconf->chan_config)
 303         sconf->chan_config_info = get_bits(&gb, 16);
 304     // TODO: use this to set avctx->channel_layout
 305
 306
 307     // read channel sorting
 308     if (sconf->chan_sort && avctx->channels > 1) {
 309         int chan_pos_bits = av_ceil_log2(avctx->channels);
 310         int bits_needed  = avctx->channels * chan_pos_bits + 7;
 311         if (get_bits_left(&gb) < bits_needed)
 312             return -1;
 313
 314         if (!(sconf->chan_pos = av_malloc(avctx->channels * sizeof(*sconf->chan_pos))))
 315             return AVERROR(ENOMEM);
 316
 317         for (i = 0; i < avctx->channels; i++)
 318             sconf->chan_pos[i] = get_bits(&gb, chan_pos_bits);
 319
 320         align_get_bits(&gb);
 321         // TODO: use this to actually do channel sorting
 322     } else {
 323         sconf->chan_sort = 0;
 324     }
 325
 326
 327     // read fixed header and trailer sizes,
 328     // if size = 0xFFFFFFFF then there is no data field!
 329     if (get_bits_left(&gb) < 64)
 330         return -1;
 331
 332     header_size  = get_bits_long(&gb, 32);
 333     trailer_size = get_bits_long(&gb, 32);
 334     if (header_size  == 0xFFFFFFFF)
 335         header_size  = 0;
 336     if (trailer_size == 0xFFFFFFFF)
 337         trailer_size = 0;
 338
 339     ht_size = ((int64_t)(header_size) + (int64_t)(trailer_size)) << 3;
 340
 341
 342     // skip the header and trailer data
 343     if (get_bits_left(&gb) < ht_size)
 344         return -1;
 345
 346     if (ht_size > INT32_MAX)
 347         return -1;
 348
 349     skip_bits_long(&gb, ht_size);
 350
 351
 352     // skip the crc data
 353     if (crc_enabled) {
 354         if (get_bits_left(&gb) < 32)
 355             return -1;
 356
 357         skip_bits_long(&gb, 32);
 358     }
 359
 360
 361     // no need to read the rest of ALSSpecificConfig (ra_unit_size & aux data)
 362
 363     dprint_specific_config(ctx);
 364
 365     return 0;
 366 }
 367
 368
 369 /** Checks the ALSSpecificConfig for unsupported features.
 370  */
 371 static int check_specific_config(ALSDecContext *ctx)
 372 {
 373     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
 374     int error = 0;
 375
 376     // report unsupported feature and set error value
 377     #define MISSING_ERR(cond, str, errval)              \
 378     {                                                   \
 379         if (cond) {                                     \
 380             av_log_missing_feature(ctx->avctx, str, 0); \
 381             error = errval;                             \
 382         }                                               \
 383     }
 384
 385     MISSING_ERR(sconf->floating,             "Floating point decoding",     -1);
 386     MISSING_ERR(sconf->bgmc,                 "BGMC entropy decoding",       -1);
 387     MISSING_ERR(sconf->rlslms,               "Adaptive RLS-LMS prediction", -1);
 388     MISSING_ERR(sconf->chan_sort,            "Channel sorting",              0);
 389
 390     return error;
 391 }
 392
 393
 394 /** Parses the bs_info field to extract the block partitioning used in
 395  *  block switching mode, refer to ISO/IEC 14496-3, section 11.6.2.
 396  */
 397 static void parse_bs_info(const uint32_t bs_info, unsigned int n,
 398                           unsigned int div, unsigned int **div_blocks,
 399                           unsigned int *num_blocks)
 400 {
 401     if (n < 31 && ((bs_info << n) & 0x40000000)) {
 402         // if the level is valid and the investigated bit n is set
 403         // then recursively check both children at bits (2n+1) and (2n+2)
 404         n   *= 2;
 405         div += 1;
 406         parse_bs_info(bs_info, n + 1, div, div_blocks, num_blocks);
 407         parse_bs_info(bs_info, n + 2, div, div_blocks, num_blocks);
 408     } else {
 409         // else the bit is not set or the last level has been reached
 410         // (bit implicitly not set)
 411         **div_blocks = div;
 412         (*div_blocks)++;
 413         (*num_blocks)++;
 414     }
 415 }
 416
 417
 418 /** Reads and decodes a Rice codeword.
 419  */
 420 static int32_t decode_rice(GetBitContext *gb, unsigned int k)
 421 {
 422     int max = get_bits_left(gb) - k;
 423     int q   = get_unary(gb, 0, max);
 424     int r   = k ? get_bits1(gb) : !(q & 1);
 425
 426     if (k > 1) {
 427         q <<= (k - 1);
 428         q  += get_bits_long(gb, k - 1);
 429     } else if (!k) {
 430         q >>= 1;
 431     }
 432     return r ? q : ~q;
 433 }
 434
 435
 436 /** Converts PARCOR coefficient k to direct filter coefficient.
 437  */
 438 static void parcor_to_lpc(unsigned int k, const int32_t *par, int32_t *cof)
 439 {
 440     int i, j;
 441
 442     for (i = 0, j = k - 1; i < j; i++, j--) {
 443         int tmp1 = ((MUL64(par[k], cof[j]) + (1 << 19)) >> 20);
 444         cof[j]  += ((MUL64(par[k], cof[i]) + (1 << 19)) >> 20);
 445         cof[i]  += tmp1;
 446     }
 447     if (i == j)
 448         cof[i] += ((MUL64(par[k], cof[j]) + (1 << 19)) >> 20);
 449
 450     cof[k] = par[k];
 451 }
 452
 453
 454 /** Reads block switching field if necessary and sets actual block sizes.
 455  *  Also assures that the block sizes of the last frame correspond to the
 456  *  actual number of samples.
 457  */
 458 static void get_block_sizes(ALSDecContext *ctx, unsigned int *div_blocks,
 459                             uint32_t *bs_info)
 460 {
 461     ALSSpecificConfig *sconf     = &ctx->sconf;
 462     GetBitContext *gb            = &ctx->gb;
 463     unsigned int *ptr_div_blocks = div_blocks;
 464     unsigned int b;
 465
 466     if (sconf->block_switching) {
 467         unsigned int bs_info_len = 1 << (sconf->block_switching + 2);
 468         *bs_info = get_bits_long(gb, bs_info_len);
 469         *bs_info <<= (32 - bs_info_len);
 470     }
 471
 472     ctx->num_blocks = 0;
 473     parse_bs_info(*bs_info, 0, 0, &ptr_div_blocks, &ctx->num_blocks);
 474
 475     // The last frame may have an overdetermined block structure given in
 476     // the bitstream. In that case the defined block structure would need
 477     // more samples than available to be consistent.
 478     // The block structure is actually used but the block sizes are adapted
 479     // to fit the actual number of available samples.
 480     // Example: 5 samples, 2nd level block sizes: 2 2 2 2.
 481     // This results in the actual block sizes:    2 2 1 0.
 482     // This is not specified in 14496-3 but actually done by the reference
 483     // codec RM22 revision 2.
 484     // This appears to happen in case of an odd number of samples in the last
 485     // frame which is actually not allowed by the block length switching part
 486     // of 14496-3.
 487     // The ALS conformance files feature an odd number of samples in the last
 488     // frame.
 489
 490     for (b = 0; b < ctx->num_blocks; b++)
 491         div_blocks[b] = ctx->sconf.frame_length >> div_blocks[b];
 492
 493     if (ctx->cur_frame_length != ctx->sconf.frame_length) {
 494         unsigned int remaining = ctx->cur_frame_length;
 495
 496         for (b = 0; b < ctx->num_blocks; b++) {
 497             if (remaining < div_blocks[b]) {
 498                 div_blocks[b] = remaining;
 499                 ctx->num_blocks = b + 1;
 500                 break;
 501             }
 502
 503             remaining -= div_blocks[b];
 504         }
 505     }
 506 }
 507
 508
 509 /** Reads the block data for a constant block
 510  */
 511 static void read_const_block_data(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
 512 {
 513     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
 514     AVCodecContext *avctx    = ctx->avctx;
 515     GetBitContext *gb        = &ctx->gb;
 516
 517     bd->const_val    = 0;
 518     bd->const_block  = get_bits1(gb);    // 1 = constant value, 0 = zero block (silence)
 519     bd->js_blocks    = get_bits1(gb);
 520
 521     // skip 5 reserved bits
 522     skip_bits(gb, 5);
 523
 524     if (bd->const_block) {
 525         unsigned int const_val_bits = sconf->floating ? 24 : avctx->bits_per_raw_sample;
 526         bd->const_val = get_sbits_long(gb, const_val_bits);
 527     }
 528
 529     // ensure constant block decoding by reusing this field
 530     bd->const_block = 1;
 531 }
 532
 533
 534 /** Decodes the block data for a constant block
 535  */
 536 static void decode_const_block_data(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
 537 {
 538     int      smp = bd->block_length;
 539     int32_t  val = bd->const_val;
 540     int32_t *dst = bd->raw_samples;
 541
 542     // write raw samples into buffer
 543     for (; smp; smp--)
 544         *dst++ = val;
 545 }
 546
 547
 548 /** Reads the block data for a non-constant block
 549  */
 550 static int read_var_block_data(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
 551 {
 552     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
 553     AVCodecContext *avctx    = ctx->avctx;
 554     GetBitContext *gb        = &ctx->gb;
 555     unsigned int k;
 556     unsigned int s[8];
 557     unsigned int sub_blocks, log2_sub_blocks, sb_length;
 558     unsigned int start      = 0;
 559     unsigned int opt_order;
 560     int          sb;
 561     int32_t      *quant_cof = bd->quant_cof;
 562
 563
 564     // ensure variable block decoding by reusing this field
 565     bd->const_block = 0;
 566
 567     bd->opt_order   = 1;
 568     bd->js_blocks   = get_bits1(gb);
 569
 570     opt_order       = bd->opt_order;
 571
 572     // determine the number of subblocks for entropy decoding
 573     if (!sconf->bgmc && !sconf->sb_part) {
 574         log2_sub_blocks = 0;
 575     } else {
 576         if (sconf->bgmc && sconf->sb_part)
 577             log2_sub_blocks = get_bits(gb, 2);
 578         else
 579             log2_sub_blocks = 2 * get_bits1(gb);
 580     }
 581
 582     sub_blocks = 1 << log2_sub_blocks;
 583
 584     // do not continue in case of a damaged stream since
 585     // block_length must be evenly divisible by sub_blocks
 586     if (bd->block_length & (sub_blocks - 1)) {
 587         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 588                "Block length is not evenly divisible by the number of subblocks.\n");
 589         return -1;
 590     }
 591
 592     sb_length = bd->block_length >> log2_sub_blocks;
 593
 594
 595     if (sconf->bgmc) {
 596         // TODO: BGMC mode
 597     } else {
 598         s[0] = get_bits(gb, 4 + (sconf->resolution > 1));
 599         for (k = 1; k < sub_blocks; k++)
 600             s[k] = s[k - 1] + decode_rice(gb, 0);
 601     }
 602
 603     if (get_bits1(gb))
 604         bd->shift_lsbs = get_bits(gb, 4) + 1;
 605
 606     bd->store_prev_samples = (bd->js_blocks && bd->raw_other) || bd->shift_lsbs;
 607
 608
 609     if (!sconf->rlslms) {
 610         if (sconf->adapt_order) {
 611             int opt_order_length = av_ceil_log2(av_clip((bd->block_length >> 3) - 1,
 612                                                 2, sconf->max_order + 1));
 613             bd->opt_order        = get_bits(gb, opt_order_length);
 614         } else {
 615             bd->opt_order = sconf->max_order;
 616         }
 617
 618         opt_order = bd->opt_order;
 619
 620         if (opt_order) {
 621             int add_base;
 622
 623             if (sconf->coef_table == 3) {
 624                 add_base = 0x7F;
 625
 626                 // read coefficient 0
 627                 quant_cof[0] = 32 * parcor_scaled_values[get_bits(gb, 7)];
 628
 629                 // read coefficient 1
 630                 if (opt_order > 1)
 631                     quant_cof[1] = -32 * parcor_scaled_values[get_bits(gb, 7)];
 632
 633                 // read coefficients 2 to opt_order
 634                 for (k = 2; k < opt_order; k++)
 635                     quant_cof[k] = get_bits(gb, 7);
 636             } else {
 637                 int k_max;
 638                 add_base = 1;
 639
 640                 // read coefficient 0 to 19
 641                 k_max = FFMIN(opt_order, 20);
 642                 for (k = 0; k < k_max; k++) {
 643                     int rice_param = parcor_rice_table[sconf->coef_table][k][1];
 644                     int offset     = parcor_rice_table[sconf->coef_table][k][0];
 645                     quant_cof[k] = decode_rice(gb, rice_param) + offset;
 646                 }
 647
 648                 // read coefficients 20 to 126
 649                 k_max = FFMIN(opt_order, 127);
 650                 for (; k < k_max; k++)
 651                     quant_cof[k] = decode_rice(gb, 2) + (k & 1);
 652
 653                 // read coefficients 127 to opt_order
 654                 for (; k < opt_order; k++)
 655                     quant_cof[k] = decode_rice(gb, 1);
 656
 657                 quant_cof[0] = 32 * parcor_scaled_values[quant_cof[0] + 64];
 658
 659                 if (opt_order > 1)
 660                     quant_cof[1] = -32 * parcor_scaled_values[quant_cof[1] + 64];
 661             }
 662
 663             for (k = 2; k < opt_order; k++)
 664                 quant_cof[k] = (quant_cof[k] << 14) + (add_base << 13);
 665         }
 666     }
 667
 668     // read LTP gain and lag values
 669     if (sconf->long_term_prediction) {
 670         *bd->use_ltp = get_bits1(gb);
 671
 672         if (*bd->use_ltp) {
 673             bd->ltp_gain[0]   = decode_rice(gb, 1) << 3;
 674             bd->ltp_gain[1]   = decode_rice(gb, 2) << 3;
 675
 676             bd->ltp_gain[2]   = ltp_gain_values[get_unary(gb, 0, 4)][get_bits(gb, 2)];
 677
 678             bd->ltp_gain[3]   = decode_rice(gb, 2) << 3;
 679             bd->ltp_gain[4]   = decode_rice(gb, 1) << 3;
 680
 681             *bd->ltp_lag      = get_bits(gb, ctx->ltp_lag_length);
 682             *bd->ltp_lag     += FFMAX(4, opt_order + 1);
 683         }
 684     }
 685
 686     // read first value and residuals in case of a random access block
 687     if (bd->ra_block) {
 688         if (opt_order)
 689             bd->raw_samples[0] = decode_rice(gb, avctx->bits_per_raw_sample - 4);
 690         if (opt_order > 1)
 691             bd->raw_samples[1] = decode_rice(gb, s[0] + 3);
 692         if (opt_order > 2)
 693             bd->raw_samples[2] = decode_rice(gb, s[0] + 1);
 694
 695         start = FFMIN(opt_order, 3);
 696     }
 697
 698     // read all residuals
 699     if (sconf->bgmc) {
 700         // TODO: BGMC mode
 701     } else {
 702         int32_t *current_res = bd->raw_samples + start;
 703
 704         for (sb = 0; sb < sub_blocks; sb++, start = 0)
 705             for (; start < sb_length; start++)
 706                 *current_res++ = decode_rice(gb, s[sb]);
 707      }
 708
 709     if (!sconf->mc_coding || ctx->js_switch)
 710         align_get_bits(gb);
 711
 712     return 0;
 713 }
 714
 715
 716 /** Decodes the block data for a non-constant block
 717  */
 718 static int decode_var_block_data(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
 719 {
 720     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
 721     unsigned int block_length = bd->block_length;
 722     unsigned int smp = 0;
 723     unsigned int k;
 724     int opt_order             = bd->opt_order;
 725     int sb;
 726     int64_t y;
 727     int32_t *quant_cof        = bd->quant_cof;
 728     int32_t *lpc_cof          = bd->lpc_cof;
 729     int32_t *raw_samples      = bd->raw_samples;
 730     int32_t *raw_samples_end  = bd->raw_samples + bd->block_length;
 731     int32_t *lpc_cof_reversed = ctx->lpc_cof_reversed_buffer;
 732
 733     // reverse long-term prediction
 734     if (*bd->use_ltp) {
 735         int ltp_smp;
 736
 737         for (ltp_smp = FFMAX(*bd->ltp_lag - 2, 0); ltp_smp < block_length; ltp_smp++) {
 738             int center = ltp_smp - *bd->ltp_lag;
 739             int begin  = FFMAX(0, center - 2);
 740             int end    = center + 3;
 741             int tab    = 5 - (end - begin);
 742             int base;
 743
 744             y = 1 << 6;
 745
 746             for (base = begin; base < end; base++, tab++)
 747                 y += MUL64(bd->ltp_gain[tab], raw_samples[base]);
 748
 749             raw_samples[ltp_smp] += y >> 7;
 750         }
 751     }
 752
 753     // reconstruct all samples from residuals
 754     if (bd->ra_block) {
 755         for (smp = 0; smp < opt_order; smp++) {
 756             y = 1 << 19;
 757
 758             for (sb = 0; sb < smp; sb++)
 759                 y += MUL64(lpc_cof[sb], raw_samples[-(sb + 1)]);
 760
 761             *raw_samples++ -= y >> 20;
 762             parcor_to_lpc(smp, quant_cof, lpc_cof);
 763         }
 764     } else {
 765         for (k = 0; k < opt_order; k++)
 766             parcor_to_lpc(k, quant_cof, lpc_cof);
 767
 768         // store previous samples in case that they have to be altered
 769         if (bd->store_prev_samples)
 770             memcpy(bd->prev_raw_samples, raw_samples - sconf->max_order,
 771                    sizeof(*bd->prev_raw_samples) * sconf->max_order);
 772
 773         // reconstruct difference signal for prediction (joint-stereo)
 774         if (bd->js_blocks && bd->raw_other) {
 775             int32_t *left, *right;
 776
 777             if (bd->raw_other > raw_samples) {  // D = R - L
 778                 left  = raw_samples;
 779                 right = bd->raw_other;
 780             } else {                                // D = R - L
 781                 left  = bd->raw_other;
 782                 right = raw_samples;
 783             }
 784
 785             for (sb = -1; sb >= -sconf->max_order; sb--)
 786                 raw_samples[sb] = right[sb] - left[sb];
 787         }
 788
 789         // reconstruct shifted signal
 790         if (bd->shift_lsbs)
 791             for (sb = -1; sb >= -sconf->max_order; sb--)
 792                 raw_samples[sb] >>= bd->shift_lsbs;
 793     }
 794
 795     // reverse linear prediction coefficients for efficiency
 796     lpc_cof = lpc_cof + opt_order;
 797
 798     for (sb = 0; sb < opt_order; sb++)
 799         lpc_cof_reversed[sb] = lpc_cof[-(sb + 1)];
 800
 801     // reconstruct raw samples
 802     raw_samples = bd->raw_samples + smp;
 803     lpc_cof     = lpc_cof_reversed + opt_order;
 804
 805     for (; raw_samples < raw_samples_end; raw_samples++) {
 806         y = 1 << 19;
 807
 808         for (sb = -opt_order; sb < 0; sb++)
 809             y += MUL64(lpc_cof[sb], raw_samples[sb]);
 810
 811         *raw_samples -= y >> 20;
 812     }
 813
 814     raw_samples = bd->raw_samples;
 815
 816     // restore previous samples in case that they have been altered
 817     if (bd->store_prev_samples)
 818         memcpy(raw_samples - sconf->max_order, bd->prev_raw_samples,
 819                sizeof(*raw_samples) * sconf->max_order);
 820
 821     return 0;
 822 }
 823
 824
 825 /** Reads the block data.
 826  */
 827 static int read_block(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
 828 {
 829     GetBitContext *gb        = &ctx->gb;
 830
 831     // read block type flag and read the samples accordingly
 832     if (get_bits1(gb)) {
 833         if (read_var_block_data(ctx, bd))
 834             return -1;
 835     } else {
 836         read_const_block_data(ctx, bd);
 837     }
 838
 839     return 0;
 840 }
 841
 842
 843 /** Decodes the block data.
 844  */
 845 static int decode_block(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
 846 {
 847     unsigned int smp;
 848
 849     // read block type flag and read the samples accordingly
 850     if (bd->const_block)
 851         decode_const_block_data(ctx, bd);
 852     else if (decode_var_block_data(ctx, bd))
 853         return -1;
 854
 855     // TODO: read RLSLMS extension data
 856
 857     if (bd->shift_lsbs)
 858         for (smp = 0; smp < bd->block_length; smp++)
 859             bd->raw_samples[smp] <<= bd->shift_lsbs;
 860
 861     return 0;
 862 }
 863
 864
 865 /** Reads and decodes block data successively.
 866  */
 867 static int read_decode_block(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
 868 {
 869     int ret;
 870
 871     ret = read_block(ctx, bd);
 872
 873     if (ret)
 874         return ret;
 875
 876     ret = decode_block(ctx, bd);
 877
 878     return ret;
 879 }
 880
 881
 882 /** Computes the number of samples left to decode for the current frame and
 883  *  sets these samples to zero.
 884  */
 885 static void zero_remaining(unsigned int b, unsigned int b_max,
 886                            const unsigned int *div_blocks, int32_t *buf)
 887 {
 888     unsigned int count = 0;
 889
 890     while (b < b_max)
 891         count += div_blocks[b];
 892
 893     if (count)
 894         memset(buf, 0, sizeof(*buf) * count);
 895 }
 896
 897
 898 /** Decodes blocks independently.
 899  */
 900 static int decode_blocks_ind(ALSDecContext *ctx, unsigned int ra_frame,
 901                              unsigned int c, const unsigned int *div_blocks,
 902                              unsigned int *js_blocks)
 903 {
 904     unsigned int b;
 905     ALSBlockData bd;
 906
 907     memset(&bd, 0, sizeof(ALSBlockData));
 908
 909     bd.ra_block         = ra_frame;
 910     bd.use_ltp          = ctx->use_ltp;
 911     bd.ltp_lag          = ctx->ltp_lag;
 912     bd.ltp_gain         = ctx->ltp_gain[0];
 913     bd.quant_cof        = ctx->quant_cof[0];
 914     bd.lpc_cof          = ctx->lpc_cof[0];
 915     bd.prev_raw_samples = ctx->prev_raw_samples;
 916     bd.raw_samples      = ctx->raw_samples[c];
 917
 918
 919     for (b = 0; b < ctx->num_blocks; b++) {
 920         bd.shift_lsbs       = 0;
 921         bd.block_length     = div_blocks[b];
 922
 923         if (read_decode_block(ctx, &bd)) {
 924             // damaged block, write zero for the rest of the frame
 925             zero_remaining(b, ctx->num_blocks, div_blocks, bd.raw_samples);
 926             return -1;
 927         }
 928         bd.raw_samples += div_blocks[b];
 929         bd.ra_block     = 0;
 930     }
 931
 932     return 0;
 933 }
 934
 935
 936 /** Decodes blocks dependently.
 937  */
 938 static int decode_blocks(ALSDecContext *ctx, unsigned int ra_frame,
 939                          unsigned int c, const unsigned int *div_blocks,
 940                          unsigned int *js_blocks)
 941 {
 942     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
 943     unsigned int offset = 0;
 944     unsigned int b;
 945     ALSBlockData bd[2];
 946
 947     memset(bd, 0, 2 * sizeof(ALSBlockData));
 948
 949     bd[0].ra_block         = ra_frame;
 950     bd[0].use_ltp          = ctx->use_ltp;
 951     bd[0].ltp_lag          = ctx->ltp_lag;
 952     bd[0].ltp_gain         = ctx->ltp_gain[0];
 953     bd[0].quant_cof        = ctx->quant_cof[0];
 954     bd[0].lpc_cof          = ctx->lpc_cof[0];
 955     bd[0].prev_raw_samples = ctx->prev_raw_samples;
 956     bd[0].js_blocks        = *js_blocks;
 957
 958     bd[1].ra_block         = ra_frame;
 959     bd[1].use_ltp          = ctx->use_ltp;
 960     bd[1].ltp_lag          = ctx->ltp_lag;
 961     bd[1].ltp_gain         = ctx->ltp_gain[0];
 962     bd[1].quant_cof        = ctx->quant_cof[0];
 963     bd[1].lpc_cof          = ctx->lpc_cof[0];
 964     bd[1].prev_raw_samples = ctx->prev_raw_samples;
 965     bd[1].js_blocks        = *(js_blocks + 1);
 966
 967     // decode all blocks
 968     for (b = 0; b < ctx->num_blocks; b++) {
 969         unsigned int s;
 970
 971         bd[0].shift_lsbs   = 0;
 972         bd[1].shift_lsbs   = 0;
 973
 974         bd[0].block_length = div_blocks[b];
 975         bd[1].block_length = div_blocks[b];
 976
 977         bd[0].raw_samples  = ctx->raw_samples[c    ] + offset;
 978         bd[1].raw_samples  = ctx->raw_samples[c + 1] + offset;
 979
 980         bd[0].raw_other    = bd[1].raw_samples;
 981         bd[1].raw_other    = bd[0].raw_samples;
 982
 983         if(read_decode_block(ctx, &bd[0]) || read_decode_block(ctx, &bd[1])) {
 984             // damaged block, write zero for the rest of the frame
 985             zero_remaining(b, ctx->num_blocks, div_blocks, bd[0].raw_samples);
 986             zero_remaining(b, ctx->num_blocks, div_blocks, bd[1].raw_samples);
 987             return -1;
 988         }
 989
 990         // reconstruct joint-stereo blocks
 991         if (bd[0].js_blocks) {
 992             if (bd[1].js_blocks)
 993                 av_log(ctx->avctx, AV_LOG_WARNING, "Invalid channel pair!\n");
 994
 995             for (s = 0; s < div_blocks[b]; s++)
 996                 bd[0].raw_samples[s] = bd[1].raw_samples[s] - bd[0].raw_samples[s];
 997         } else if (bd[1].js_blocks) {
 998             for (s = 0; s < div_blocks[b]; s++)
 999                 bd[1].raw_samples[s] = bd[1].raw_samples[s] + bd[0].raw_samples[s];
1000         }
1001
1002         offset  += div_blocks[b];
1003         bd[0].ra_block = 0;
1004         bd[1].ra_block = 0;
1005     }
1006
1007     // store carryover raw samples,
1008     // the others channel raw samples are stored by the calling function.
1009     memmove(ctx->raw_samples[c] - sconf->max_order,
1010             ctx->raw_samples[c] - sconf->max_order + sconf->frame_length,
1011             sizeof(*ctx->raw_samples[c]) * sconf->max_order);
1012
1013     return 0;
1014 }
1015
1016
1017 /** Reads the channel data.
1018   */
1019 static int read_channel_data(ALSDecContext *ctx, ALSChannelData *cd, int c)
1020 {
1021     GetBitContext *gb       = &ctx->gb;
1022     ALSChannelData *current = cd;
1023     unsigned int channels   = ctx->avctx->channels;
1024     int entries             = 0;
1025
1026     while (entries < channels && !(current->stop_flag = get_bits1(gb))) {
1027         current->master_channel = get_bits_long(gb, av_ceil_log2(channels));
1028
1029         if (current->master_channel >= channels) {
1030             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid master channel!\n");
1031             return -1;
1032         }
1033
1034         if (current->master_channel != c) {
1035             current->time_diff_flag = get_bits1(gb);
1036             current->weighting[0]   = mcc_weightings[av_clip(decode_rice(gb, 1) + 16, 0, 32)];
1037             current->weighting[1]   = mcc_weightings[av_clip(decode_rice(gb, 2) + 14, 0, 32)];
1038             current->weighting[2]   = mcc_weightings[av_clip(decode_rice(gb, 1) + 16, 0, 32)];
1039
1040             if (current->time_diff_flag) {
1041                 current->weighting[3] = mcc_weightings[av_clip(decode_rice(gb, 1) + 16, 0, 32)];
1042                 current->weighting[4] = mcc_weightings[av_clip(decode_rice(gb, 1) + 16, 0, 32)];
1043                 current->weighting[5] = mcc_weightings[av_clip(decode_rice(gb, 1) + 16, 0, 32)];
1044
1045                 current->time_diff_sign  = get_bits1(gb);
1046                 current->time_diff_index = get_bits(gb, ctx->ltp_lag_length - 3) + 3;
1047             }
1048         }
1049
1050         current++;
1051         entries++;
1052     }
1053
1054     if (entries == channels) {
1055         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Damaged channel data!\n");
1056         return -1;
1057     }
1058
1059     align_get_bits(gb);
1060     return 0;
1061 }
1062
1063
1064 /** Recursively reverts the inter-channel correlation for a block.
1065  */
1066 static int revert_channel_correlation(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd,
1067                                        ALSChannelData **cd, int *reverted,
1068                                        unsigned int offset, int c)
1069 {
1070     ALSChannelData *ch = cd[c];
1071     unsigned int   dep = 0;
1072     unsigned int channels = ctx->avctx->channels;
1073
1074     if (reverted[c])
1075         return 0;
1076
1077     reverted[c] = 1;
1078
1079     while (dep < channels && !ch[dep].stop_flag) {
1080         revert_channel_correlation(ctx, bd, cd, reverted, offset,
1081                                    ch[dep].master_channel);
1082
1083         dep++;
1084     }
1085
1086     if (dep == channels) {
1087         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_WARNING, "Invalid channel correlation!\n");
1088         return -1;
1089     }
1090
1091     bd->use_ltp     = ctx->use_ltp + c;
1092     bd->ltp_lag     = ctx->ltp_lag + c;
1093     bd->ltp_gain    = ctx->ltp_gain[c];
1094     bd->lpc_cof     = ctx->lpc_cof[c];
1095     bd->quant_cof   = ctx->quant_cof[c];
1096     bd->raw_samples = ctx->raw_samples[c] + offset;
1097
1098     dep = 0;
1099     while (!ch[dep].stop_flag) {
1100         unsigned int smp;
1101         unsigned int begin = 1;
1102         unsigned int end   = bd->block_length - 1;
1103         int64_t y;
1104         int32_t *master = ctx->raw_samples[ch[dep].master_channel] + offset;
1105
1106         if (ch[dep].time_diff_flag) {
1107             int t = ch[dep].time_diff_index;
1108
1109             if (ch[dep].time_diff_sign) {
1110                 t      = -t;
1111                 begin -= t;
1112             } else {
1113                 end   -= t;
1114             }
1115
1116             for (smp = begin; smp < end; smp++) {
1117                 y  = (1 << 6) +
1118                      MUL64(ch[dep].weighting[0], master[smp - 1    ]) +
1119                      MUL64(ch[dep].weighting[1], master[smp        ]) +
1120                      MUL64(ch[dep].weighting[2], master[smp + 1    ]) +
1121                      MUL64(ch[dep].weighting[3], master[smp - 1 + t]) +
1122                      MUL64(ch[dep].weighting[4], master[smp     + t]) +
1123                      MUL64(ch[dep].weighting[5], master[smp + 1 + t]);
1124
1125                 bd->raw_samples[smp] += y >> 7;
1126             }
1127         } else {
1128             for (smp = begin; smp < end; smp++) {
1129                 y  = (1 << 6) +
1130                      MUL64(ch[dep].weighting[0], master[smp - 1]) +
1131                      MUL64(ch[dep].weighting[1], master[smp    ]) +
1132                      MUL64(ch[dep].weighting[2], master[smp + 1]);
1133
1134                 bd->raw_samples[smp] += y >> 7;
1135             }
1136         }
1137
1138         dep++;
1139     }
1140
1141     return 0;
1142 }
1143
1144
1145 /** Reads the frame data.
1146  */
1147 static int read_frame_data(ALSDecContext *ctx, unsigned int ra_frame)
1148 {
1149     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
1150     AVCodecContext *avctx    = ctx->avctx;
1151     GetBitContext *gb = &ctx->gb;
1152     unsigned int div_blocks[32];                ///< block sizes.
1153     unsigned int c;
1154     unsigned int js_blocks[2];
1155
1156     uint32_t bs_info = 0;
1157
1158     // skip the size of the ra unit if present in the frame
1159     if (sconf->ra_flag == RA_FLAG_FRAMES && ra_frame)
1160         skip_bits_long(gb, 32);
1161
1162     if (sconf->mc_coding && sconf->joint_stereo) {
1163         ctx->js_switch = get_bits1(gb);
1164         align_get_bits(gb);
1165     }
1166
1167     if (!sconf->mc_coding || ctx->js_switch) {
1168         int independent_bs = !sconf->joint_stereo;
1169
1170         for (c = 0; c < avctx->channels; c++) {
1171             js_blocks[0] = 0;
1172             js_blocks[1] = 0;
1173
1174             get_block_sizes(ctx, div_blocks, &bs_info);
1175
1176             // if joint_stereo and block_switching is set, independent decoding
1177             // is signaled via the first bit of bs_info
1178             if (sconf->joint_stereo && sconf->block_switching)
1179                 if (bs_info >> 31)
1180                     independent_bs = 2;
1181
1182             // if this is the last channel, it has to be decoded independently
1183             if (c == avctx->channels - 1)
1184                 independent_bs = 1;
1185
1186             if (independent_bs) {
1187                 if (decode_blocks_ind(ctx, ra_frame, c, div_blocks, js_blocks))
1188                     return -1;
1189
1190                 independent_bs--;
1191             } else {
1192                 if (decode_blocks(ctx, ra_frame, c, div_blocks, js_blocks))
1193                     return -1;
1194
1195                 c++;
1196             }
1197
1198             // store carryover raw samples
1199             memmove(ctx->raw_samples[c] - sconf->max_order,
1200                     ctx->raw_samples[c] - sconf->max_order + sconf->frame_length,
1201                     sizeof(*ctx->raw_samples[c]) * sconf->max_order);
1202         }
1203     } else { // multi-channel coding
1204         ALSBlockData   bd;
1205         int            b;
1206         int            *reverted_channels = ctx->reverted_channels;
1207         unsigned int   offset             = 0;
1208
1209         for (c = 0; c < avctx->channels; c++)
1210             if (ctx->chan_data[c] < ctx->chan_data_buffer) {
1211                 av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid channel data!\n");
1212                 return -1;
1213             }
1214
1215         memset(&bd,               0, sizeof(ALSBlockData));
1216         memset(reverted_channels, 0, sizeof(*reverted_channels) * avctx->channels);
1217
1218         bd.ra_block         = ra_frame;
1219         bd.prev_raw_samples = ctx->prev_raw_samples;
1220
1221         get_block_sizes(ctx, div_blocks, &bs_info);
1222
1223         for (b = 0; b < ctx->num_blocks; b++) {
1224             bd.shift_lsbs   = 0;
1225             bd.block_length = div_blocks[b];
1226
1227             for (c = 0; c < avctx->channels; c++) {
1228                 bd.use_ltp     = ctx->use_ltp + c;
1229                 bd.ltp_lag     = ctx->ltp_lag + c;
1230                 bd.ltp_gain    = ctx->ltp_gain[c];
1231                 bd.lpc_cof     = ctx->lpc_cof[c];
1232                 bd.quant_cof   = ctx->quant_cof[c];
1233                 bd.raw_samples = ctx->raw_samples[c] + offset;
1234                 bd.raw_other   = NULL;
1235
1236                 read_block(ctx, &bd);
1237                 if (read_channel_data(ctx, ctx->chan_data[c], c))
1238                     return -1;
1239             }
1240
1241             for (c = 0; c < avctx->channels; c++)
1242                 if (revert_channel_correlation(ctx, &bd, ctx->chan_data,
1243                                                reverted_channels, offset, c))
1244                     return -1;
1245
1246             for (c = 0; c < avctx->channels; c++) {
1247                 bd.use_ltp     = ctx->use_ltp + c;
1248                 bd.ltp_lag     = ctx->ltp_lag + c;
1249                 bd.ltp_gain    = ctx->ltp_gain[c];
1250                 bd.lpc_cof     = ctx->lpc_cof[c];
1251                 bd.quant_cof   = ctx->quant_cof[c];
1252                 bd.raw_samples = ctx->raw_samples[c] + offset;
1253                 decode_block(ctx, &bd);
1254             }
1255
1256             memset(reverted_channels, 0, avctx->channels * sizeof(*reverted_channels));
1257             offset      += div_blocks[b];
1258             bd.ra_block  = 0;
1259         }
1260
1261         // store carryover raw samples
1262         for (c = 0; c < avctx->channels; c++)
1263             memmove(ctx->raw_samples[c] - sconf->max_order,
1264                     ctx->raw_samples[c] - sconf->max_order + sconf->frame_length,
1265                     sizeof(*ctx->raw_samples[c]) * sconf->max_order);
1266     }
1267
1268     // TODO: read_diff_float_data
1269
1270     return 0;
1271 }
1272
1273
1274 /** Decodes an ALS frame.
1275  */
1276 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
1277                         void *data, int *data_size,
1278                         AVPacket *avpkt)
1279 {
1280     ALSDecContext *ctx       = avctx->priv_data;
1281     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
1282     const uint8_t *buffer    = avpkt->data;
1283     int buffer_size          = avpkt->size;
1284     int invalid_frame, size;
1285     unsigned int c, sample, ra_frame, bytes_read, shift;
1286
1287     init_get_bits(&ctx->gb, buffer, buffer_size * 8);
1288
1289     // In the case that the distance between random access frames is set to zero
1290     // (sconf->ra_distance == 0) no frame is treated as a random access frame.
1291     // For the first frame, if prediction is used, all samples used from the
1292     // previous frame are assumed to be zero.
1293     ra_frame = sconf->ra_distance && !(ctx->frame_id % sconf->ra_distance);
1294
1295     // the last frame to decode might have a different length
1296     if (sconf->samples != 0xFFFFFFFF)
1297         ctx->cur_frame_length = FFMIN(sconf->samples - ctx->frame_id * (uint64_t) sconf->frame_length,
1298                                       sconf->frame_length);
1299     else
1300         ctx->cur_frame_length = sconf->frame_length;
1301
1302     // decode the frame data
1303     if ((invalid_frame = read_frame_data(ctx, ra_frame) < 0))
1304         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_WARNING,
1305                "Reading frame data failed. Skipping RA unit.\n");
1306
1307     ctx->frame_id++;
1308
1309     // check for size of decoded data
1310     size = ctx->cur_frame_length * avctx->channels *
1311            (av_get_bits_per_sample_format(avctx->sample_fmt) >> 3);
1312
1313     if (size > *data_size) {
1314         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Decoded data exceeds buffer size.\n");
1315         return -1;
1316     }
1317
1318     *data_size = size;
1319
1320     // transform decoded frame into output format
1321     #define INTERLEAVE_OUTPUT(bps)                                 \
1322     {                                                              \
1323         int##bps##_t *dest = (int##bps##_t*) data;                 \
1324         shift = bps - ctx->avctx->bits_per_raw_sample;             \
1325         for (sample = 0; sample < ctx->cur_frame_length; sample++) \
1326             for (c = 0; c < avctx->channels; c++)                  \
1327                 *dest++ = ctx->raw_samples[c][sample] << shift;    \
1328     }
1329
1330     if (ctx->avctx->bits_per_raw_sample <= 16) {
1331         INTERLEAVE_OUTPUT(16)
1332     } else {
1333         INTERLEAVE_OUTPUT(32)
1334     }
1335
1336     bytes_read = invalid_frame ? buffer_size :
1337                                  (get_bits_count(&ctx->gb) + 7) >> 3;
1338
1339     return bytes_read;
1340 }
1341
1342
1343 /** Uninitializes the ALS decoder.
1344  */
1345 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
1346 {
1347     ALSDecContext *ctx = avctx->priv_data;
1348
1349     av_freep(&ctx->sconf.chan_pos);
1350
1351     av_freep(&ctx->use_ltp);
1352     av_freep(&ctx->ltp_lag);
1353     av_freep(&ctx->ltp_gain);
1354     av_freep(&ctx->ltp_gain_buffer);
1355     av_freep(&ctx->quant_cof);
1356     av_freep(&ctx->lpc_cof);
1357     av_freep(&ctx->quant_cof_buffer);
1358     av_freep(&ctx->lpc_cof_buffer);
1359     av_freep(&ctx->lpc_cof_reversed_buffer);
1360     av_freep(&ctx->prev_raw_samples);
1361     av_freep(&ctx->raw_samples);
1362     av_freep(&ctx->raw_buffer);
1363     av_freep(&ctx->chan_data);
1364     av_freep(&ctx->chan_data_buffer);
1365     av_freep(&ctx->reverted_channels);
1366
1367     return 0;
1368 }
1369
1370
1371 /** Initializes the ALS decoder.
1372  */
1373 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
1374 {
1375     unsigned int c;
1376     unsigned int channel_size;
1377     int num_buffers;
1378     ALSDecContext *ctx = avctx->priv_data;
1379     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
1380     ctx->avctx = avctx;
1381
1382     if (!avctx->extradata) {
1383         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Missing required ALS extradata.\n");
1384         return -1;
1385     }
1386
1387     if (read_specific_config(ctx)) {
1388         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Reading ALSSpecificConfig failed.\n");
1389         decode_end(avctx);
1390         return -1;
1391     }
1392
1393     if (check_specific_config(ctx)) {
1394         decode_end(avctx);
1395         return -1;
1396     }
1397
1398     if (sconf->floating) {
1399         avctx->sample_fmt          = SAMPLE_FMT_FLT;
1400         avctx->bits_per_raw_sample = 32;
1401     } else {
1402         avctx->sample_fmt          = sconf->resolution > 1
1403                                      ? SAMPLE_FMT_S32 : SAMPLE_FMT_S16;
1404         avctx->bits_per_raw_sample = (sconf->resolution + 1) * 8;
1405     }
1406
1407     // set lag value for long-term prediction
1408     ctx->ltp_lag_length = 8 + (avctx->sample_rate >=  96000) +
1409                               (avctx->sample_rate >= 192000);
1410
1411     // allocate quantized parcor coefficient buffer
1412     num_buffers = sconf->mc_coding ? avctx->channels : 1;
1413
1414     ctx->quant_cof        = av_malloc(sizeof(*ctx->quant_cof) * num_buffers);
1415     ctx->lpc_cof          = av_malloc(sizeof(*ctx->lpc_cof)   * num_buffers);
1416     ctx->quant_cof_buffer = av_malloc(sizeof(*ctx->quant_cof_buffer) *
1417                                       num_buffers * sconf->max_order);
1418     ctx->lpc_cof_buffer   = av_malloc(sizeof(*ctx->lpc_cof_buffer) *
1419                                       num_buffers * sconf->max_order);
1420     ctx->lpc_cof_reversed_buffer = av_malloc(sizeof(*ctx->lpc_cof_buffer) *
1421                                              sconf->max_order);
1422
1423     if (!ctx->quant_cof              || !ctx->lpc_cof        ||
1424         !ctx->quant_cof_buffer       || !ctx->lpc_cof_buffer ||
1425         !ctx->lpc_cof_reversed_buffer) {
1426         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Allocating buffer memory failed.\n");
1427         return AVERROR(ENOMEM);
1428     }
1429
1430     // assign quantized parcor coefficient buffers
1431     for (c = 0; c < num_buffers; c++) {
1432         ctx->quant_cof[c] = ctx->quant_cof_buffer + c * sconf->max_order;
1433         ctx->lpc_cof[c]   = ctx->lpc_cof_buffer   + c * sconf->max_order;
1434     }
1435
1436     // allocate and assign lag and gain data buffer for ltp mode
1437     ctx->use_ltp         = av_mallocz(sizeof(*ctx->use_ltp)  * num_buffers);
1438     ctx->ltp_lag         = av_malloc (sizeof(*ctx->ltp_lag)  * num_buffers);
1439     ctx->ltp_gain        = av_malloc (sizeof(*ctx->ltp_gain) * num_buffers);
1440     ctx->ltp_gain_buffer = av_malloc (sizeof(*ctx->ltp_gain_buffer) *
1441                                       num_buffers * 5);
1442
1443     if (!ctx->use_ltp  || !ctx->ltp_lag ||
1444         !ctx->ltp_gain || !ctx->ltp_gain_buffer) {
1445         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Allocating buffer memory failed.\n");
1446         decode_end(avctx);
1447         return AVERROR(ENOMEM);
1448     }
1449
1450     for (c = 0; c < num_buffers; c++)
1451         ctx->ltp_gain[c] = ctx->ltp_gain_buffer + c * 5;
1452
1453     // allocate and assign channel data buffer for mcc mode
1454     if (sconf->mc_coding) {
1455         ctx->chan_data_buffer  = av_malloc(sizeof(*ctx->chan_data_buffer) *
1456                                            num_buffers);
1457         ctx->chan_data         = av_malloc(sizeof(ALSChannelData) *
1458                                            num_buffers);
1459         ctx->reverted_channels = av_malloc(sizeof(*ctx->reverted_channels) *
1460                                            num_buffers);
1461
1462         if (!ctx->chan_data_buffer || !ctx->chan_data || !ctx->reverted_channels) {
1463             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Allocating buffer memory failed.\n");
1464             decode_end(avctx);
1465             return AVERROR(ENOMEM);
1466         }
1467
1468         for (c = 0; c < num_buffers; c++)
1469             ctx->chan_data[c] = ctx->chan_data_buffer + c;
1470     } else {
1471         ctx->chan_data         = NULL;
1472         ctx->chan_data_buffer  = NULL;
1473         ctx->reverted_channels = NULL;
1474     }
1475
1476     avctx->frame_size = sconf->frame_length;
1477     channel_size      = sconf->frame_length + sconf->max_order;
1478
1479     ctx->prev_raw_samples = av_malloc (sizeof(*ctx->prev_raw_samples) * sconf->max_order);
1480     ctx->raw_buffer       = av_mallocz(sizeof(*ctx->     raw_buffer)  * avctx->channels * channel_size);
1481     ctx->raw_samples      = av_malloc (sizeof(*ctx->     raw_samples) * avctx->channels);
1482
1483     // allocate previous raw sample buffer
1484     if (!ctx->prev_raw_samples || !ctx->raw_buffer|| !ctx->raw_samples) {
1485         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Allocating buffer memory failed.\n");
1486         decode_end(avctx);
1487         return AVERROR(ENOMEM);
1488     }
1489
1490     // assign raw samples buffers
1491     ctx->raw_samples[0] = ctx->raw_buffer + sconf->max_order;
1492     for (c = 1; c < avctx->channels; c++)
1493         ctx->raw_samples[c] = ctx->raw_samples[c - 1] + channel_size;
1494
1495     return 0;
1496 }
1497
1498
1499 /** Flushes (resets) the frame ID after seeking.
1500  */
1501 static av_cold void flush(AVCodecContext *avctx)
1502 {
1503     ALSDecContext *ctx = avctx->priv_data;
1504
1505     ctx->frame_id = 0;
1506 }
1507
1508
1509 AVCodec als_decoder = {
1510     "als",
1511     CODEC_TYPE_AUDIO,
1512     CODEC_ID_MP4ALS,
1513     sizeof(ALSDecContext),
1514     decode_init,
1515     NULL,
1516     decode_end,
1517     decode_frame,
1518     .flush = flush,
1519     .capabilities = CODEC_CAP_SUBFRAMES,
1520     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MPEG-4 Audio Lossless Coding (ALS)"),
1521 };
1522