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     uint32_t header_size;     ///< header size of original audio file in bytes, provided for debugging
 152     uint32_t trailer_size;    ///< trailer size of original audio file in bytes, provided for debugging
 153 } ALSSpecificConfig;
 154
 155
 156 typedef struct {
 157     int stop_flag;
 158     int master_channel;
 159     int time_diff_flag;
 160     int time_diff_sign;
 161     int time_diff_index;
 162     int weighting[6];
 163 } ALSChannelData;
 164
 165
 166 typedef struct {
 167     AVCodecContext *avctx;
 168     ALSSpecificConfig sconf;
 169     GetBitContext gb;
 170     unsigned int cur_frame_length;  ///< length of the current frame to decode
 171     unsigned int frame_id;          ///< the frame ID / number of the current frame
 172     unsigned int js_switch;         ///< if true, joint-stereo decoding is enforced
 173     unsigned int num_blocks;        ///< number of blocks used in the current frame
 174     int ltp_lag_length;             ///< number of bits used for ltp lag value
 175     int *use_ltp;                   ///< contains use_ltp flags for all channels
 176     int *ltp_lag;                   ///< contains ltp lag values for all channels
 177     int **ltp_gain;                 ///< gain values for ltp 5-tap filter for a channel
 178     int *ltp_gain_buffer;           ///< contains all gain values for ltp 5-tap filter
 179     int32_t **quant_cof;            ///< quantized parcor coefficients for a channel
 180     int32_t *quant_cof_buffer;      ///< contains all quantized parcor coefficients
 181     int32_t **lpc_cof;              ///< coefficients of the direct form prediction filter for a channel
 182     int32_t *lpc_cof_buffer;        ///< contains all coefficients of the direct form prediction filter
 183     int32_t *lpc_cof_reversed_buffer; ///< temporary buffer to set up a reversed versio of lpc_cof_buffer
 184     ALSChannelData **chan_data;     ///< channel data for multi-channel correlation
 185     ALSChannelData *chan_data_buffer; ///< contains channel data for all channels
 186     int *reverted_channels;         ///< stores a flag for each reverted channel
 187     int32_t *prev_raw_samples;      ///< contains unshifted raw samples from the previous block
 188     int32_t **raw_samples;          ///< decoded raw samples for each channel
 189     int32_t *raw_buffer;            ///< contains all decoded raw samples including carryover samples
 190 } ALSDecContext;
 191
 192
 193 typedef struct {
 194     unsigned int block_length;      ///< number of samples within the block
 195     unsigned int ra_block;          ///< if true, this is a random access block
 196     int          const_block;       ///< if true, this is a constant value block
 197     int32_t      const_val;         ///< the sample value of a constant block
 198     int          js_blocks;         ///< true if this block contains a difference signal
 199     unsigned int shift_lsbs;        ///< shift of values for this block
 200     unsigned int opt_order;         ///< prediction order of this block
 201     int          store_prev_samples;///< if true, carryover samples have to be stored
 202     int          *use_ltp;          ///< if true, long-term prediction is used
 203     int          *ltp_lag;          ///< lag value for long-term prediction
 204     int          *ltp_gain;         ///< gain values for ltp 5-tap filter
 205     int32_t      *quant_cof;        ///< quantized parcor coefficients
 206     int32_t      *lpc_cof;          ///< coefficients of the direct form prediction
 207     int32_t      *raw_samples;      ///< decoded raw samples / residuals for this block
 208     int32_t      *prev_raw_samples; ///< contains unshifted raw samples from the previous block
 209     int32_t      *raw_other;        ///< decoded raw samples of the other channel of a channel pair
 210 } ALSBlockData;
 211
 212
 213 static av_cold void dprint_specific_config(ALSDecContext *ctx)
 214 {
 215 #ifdef DEBUG
 216     AVCodecContext *avctx    = ctx->avctx;
 217     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
 218
 219     dprintf(avctx, "resolution = %i\n",           sconf->resolution);
 220     dprintf(avctx, "floating = %i\n",             sconf->floating);
 221     dprintf(avctx, "frame_length = %i\n",         sconf->frame_length);
 222     dprintf(avctx, "ra_distance = %i\n",          sconf->ra_distance);
 223     dprintf(avctx, "ra_flag = %i\n",              sconf->ra_flag);
 224     dprintf(avctx, "adapt_order = %i\n",          sconf->adapt_order);
 225     dprintf(avctx, "coef_table = %i\n",           sconf->coef_table);
 226     dprintf(avctx, "long_term_prediction = %i\n", sconf->long_term_prediction);
 227     dprintf(avctx, "max_order = %i\n",            sconf->max_order);
 228     dprintf(avctx, "block_switching = %i\n",      sconf->block_switching);
 229     dprintf(avctx, "bgmc = %i\n",                 sconf->bgmc);
 230     dprintf(avctx, "sb_part = %i\n",              sconf->sb_part);
 231     dprintf(avctx, "joint_stereo = %i\n",         sconf->joint_stereo);
 232     dprintf(avctx, "mc_coding = %i\n",            sconf->mc_coding);
 233     dprintf(avctx, "chan_config = %i\n",          sconf->chan_config);
 234     dprintf(avctx, "chan_sort = %i\n",            sconf->chan_sort);
 235     dprintf(avctx, "RLSLMS = %i\n",               sconf->rlslms);
 236     dprintf(avctx, "chan_config_info = %i\n",     sconf->chan_config_info);
 237     dprintf(avctx, "header_size = %i\n",          sconf->header_size);
 238     dprintf(avctx, "trailer_size = %i\n",         sconf->trailer_size);
 239 #endif
 240 }
 241
 242
 243 /** Reads an ALSSpecificConfig from a buffer into the output struct.
 244  */
 245 static av_cold int read_specific_config(ALSDecContext *ctx)
 246 {
 247     GetBitContext gb;
 248     uint64_t ht_size;
 249     int i, config_offset, crc_enabled;
 250     MPEG4AudioConfig m4ac;
 251     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
 252     AVCodecContext *avctx    = ctx->avctx;
 253     uint32_t als_id;
 254
 255     init_get_bits(&gb, avctx->extradata, avctx->extradata_size * 8);
 256
 257     config_offset = ff_mpeg4audio_get_config(&m4ac, avctx->extradata,
 258                                              avctx->extradata_size);
 259
 260     if (config_offset < 0)
 261         return -1;
 262
 263     skip_bits_long(&gb, config_offset);
 264
 265     if (get_bits_left(&gb) < (30 << 3))
 266         return -1;
 267
 268     // read the fixed items
 269     als_id                      = get_bits_long(&gb, 32);
 270     avctx->sample_rate          = m4ac.sample_rate;
 271     skip_bits_long(&gb, 32); // sample rate already known
 272     sconf->samples              = get_bits_long(&gb, 32);
 273     avctx->channels             = m4ac.channels;
 274     skip_bits(&gb, 16);      // number of channels already knwon
 275     skip_bits(&gb, 3);       // skip file_type
 276     sconf->resolution           = get_bits(&gb, 3);
 277     sconf->floating             = get_bits1(&gb);
 278     skip_bits1(&gb);         // skip msb_first
 279     sconf->frame_length         = get_bits(&gb, 16) + 1;
 280     sconf->ra_distance          = get_bits(&gb, 8);
 281     sconf->ra_flag              = get_bits(&gb, 2);
 282     sconf->adapt_order          = get_bits1(&gb);
 283     sconf->coef_table           = get_bits(&gb, 2);
 284     sconf->long_term_prediction = get_bits1(&gb);
 285     sconf->max_order            = get_bits(&gb, 10);
 286     sconf->block_switching      = get_bits(&gb, 2);
 287     sconf->bgmc                 = get_bits1(&gb);
 288     sconf->sb_part              = get_bits1(&gb);
 289     sconf->joint_stereo         = get_bits1(&gb);
 290     sconf->mc_coding            = get_bits1(&gb);
 291     sconf->chan_config          = get_bits1(&gb);
 292     sconf->chan_sort            = get_bits1(&gb);
 293     crc_enabled                 = get_bits1(&gb);
 294     sconf->rlslms               = get_bits1(&gb);
 295     skip_bits(&gb, 5);       // skip 5 reserved bits
 296     skip_bits1(&gb);         // skip aux_data_enabled
 297
 298
 299     // check for ALSSpecificConfig struct
 300     if (als_id != MKBETAG('A','L','S','\0'))
 301         return -1;
 302
 303     ctx->cur_frame_length = sconf->frame_length;
 304
 305     // read channel config
 306     if (sconf->chan_config)
 307         sconf->chan_config_info = get_bits(&gb, 16);
 308     // TODO: use this to set avctx->channel_layout
 309
 310
 311     // read channel sorting
 312     if (sconf->chan_sort && avctx->channels > 1) {
 313         int chan_pos_bits = av_ceil_log2(avctx->channels);
 314         int bits_needed  = avctx->channels * chan_pos_bits + 7;
 315         if (get_bits_left(&gb) < bits_needed)
 316             return -1;
 317
 318         if (!(sconf->chan_pos = av_malloc(avctx->channels * sizeof(*sconf->chan_pos))))
 319             return AVERROR(ENOMEM);
 320
 321         for (i = 0; i < avctx->channels; i++)
 322             sconf->chan_pos[i] = get_bits(&gb, chan_pos_bits);
 323
 324         align_get_bits(&gb);
 325         // TODO: use this to actually do channel sorting
 326     } else {
 327         sconf->chan_sort = 0;
 328     }
 329
 330
 331     // read fixed header and trailer sizes,
 332     // if size = 0xFFFFFFFF then there is no data field!
 333     if (get_bits_left(&gb) < 64)
 334         return -1;
 335
 336     sconf->header_size  = get_bits_long(&gb, 32);
 337     sconf->trailer_size = get_bits_long(&gb, 32);
 338     if (sconf->header_size  == 0xFFFFFFFF)
 339         sconf->header_size  = 0;
 340     if (sconf->trailer_size == 0xFFFFFFFF)
 341         sconf->trailer_size = 0;
 342
 343     ht_size = ((int64_t)(sconf->header_size) + (int64_t)(sconf->trailer_size)) << 3;
 344
 345
 346     // skip the header and trailer data
 347     if (get_bits_left(&gb) < ht_size)
 348         return -1;
 349
 350     if (ht_size > INT32_MAX)
 351         return -1;
 352
 353     skip_bits_long(&gb, ht_size);
 354
 355
 356     // skip the crc data
 357     if (crc_enabled) {
 358         if (get_bits_left(&gb) < 32)
 359             return -1;
 360
 361         skip_bits_long(&gb, 32);
 362     }
 363
 364
 365     // no need to read the rest of ALSSpecificConfig (ra_unit_size & aux data)
 366
 367     dprint_specific_config(ctx);
 368
 369     return 0;
 370 }
 371
 372
 373 /** Checks the ALSSpecificConfig for unsupported features.
 374  */
 375 static int check_specific_config(ALSDecContext *ctx)
 376 {
 377     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
 378     int error = 0;
 379
 380     // report unsupported feature and set error value
 381     #define MISSING_ERR(cond, str, errval)              \
 382     {                                                   \
 383         if (cond) {                                     \
 384             av_log_missing_feature(ctx->avctx, str, 0); \
 385             error = errval;                             \
 386         }                                               \
 387     }
 388
 389     MISSING_ERR(sconf->floating,             "Floating point decoding",     -1);
 390     MISSING_ERR(sconf->bgmc,                 "BGMC entropy decoding",       -1);
 391     MISSING_ERR(sconf->rlslms,               "Adaptive RLS-LMS prediction", -1);
 392     MISSING_ERR(sconf->chan_sort,            "Channel sorting",              0);
 393
 394     return error;
 395 }
 396
 397
 398 /** Parses the bs_info field to extract the block partitioning used in
 399  *  block switching mode, refer to ISO/IEC 14496-3, section 11.6.2.
 400  */
 401 static void parse_bs_info(const uint32_t bs_info, unsigned int n,
 402                           unsigned int div, unsigned int **div_blocks,
 403                           unsigned int *num_blocks)
 404 {
 405     if (n < 31 && ((bs_info << n) & 0x40000000)) {
 406         // if the level is valid and the investigated bit n is set
 407         // then recursively check both children at bits (2n+1) and (2n+2)
 408         n   *= 2;
 409         div += 1;
 410         parse_bs_info(bs_info, n + 1, div, div_blocks, num_blocks);
 411         parse_bs_info(bs_info, n + 2, div, div_blocks, num_blocks);
 412     } else {
 413         // else the bit is not set or the last level has been reached
 414         // (bit implicitly not set)
 415         **div_blocks = div;
 416         (*div_blocks)++;
 417         (*num_blocks)++;
 418     }
 419 }
 420
 421
 422 /** Reads and decodes a Rice codeword.
 423  */
 424 static int32_t decode_rice(GetBitContext *gb, unsigned int k)
 425 {
 426     int max = get_bits_left(gb) - k;
 427     int q   = get_unary(gb, 0, max);
 428     int r   = k ? get_bits1(gb) : !(q & 1);
 429
 430     if (k > 1) {
 431         q <<= (k - 1);
 432         q  += get_bits_long(gb, k - 1);
 433     } else if (!k) {
 434         q >>= 1;
 435     }
 436     return r ? q : ~q;
 437 }
 438
 439
 440 /** Converts PARCOR coefficient k to direct filter coefficient.
 441  */
 442 static void parcor_to_lpc(unsigned int k, const int32_t *par, int32_t *cof)
 443 {
 444     int i, j;
 445
 446     for (i = 0, j = k - 1; i < j; i++, j--) {
 447         int tmp1 = ((MUL64(par[k], cof[j]) + (1 << 19)) >> 20);
 448         cof[j]  += ((MUL64(par[k], cof[i]) + (1 << 19)) >> 20);
 449         cof[i]  += tmp1;
 450     }
 451     if (i == j)
 452         cof[i] += ((MUL64(par[k], cof[j]) + (1 << 19)) >> 20);
 453
 454     cof[k] = par[k];
 455 }
 456
 457
 458 /** Reads block switching field if necessary and sets actual block sizes.
 459  *  Also assures that the block sizes of the last frame correspond to the
 460  *  actual number of samples.
 461  */
 462 static void get_block_sizes(ALSDecContext *ctx, unsigned int *div_blocks,
 463                             uint32_t *bs_info)
 464 {
 465     ALSSpecificConfig *sconf     = &ctx->sconf;
 466     GetBitContext *gb            = &ctx->gb;
 467     unsigned int *ptr_div_blocks = div_blocks;
 468     unsigned int b;
 469
 470     if (sconf->block_switching) {
 471         unsigned int bs_info_len = 1 << (sconf->block_switching + 2);
 472         *bs_info = get_bits_long(gb, bs_info_len);
 473         *bs_info <<= (32 - bs_info_len);
 474     }
 475
 476     ctx->num_blocks = 0;
 477     parse_bs_info(*bs_info, 0, 0, &ptr_div_blocks, &ctx->num_blocks);
 478
 479     // The last frame may have an overdetermined block structure given in
 480     // the bitstream. In that case the defined block structure would need
 481     // more samples than available to be consistent.
 482     // The block structure is actually used but the block sizes are adapted
 483     // to fit the actual number of available samples.
 484     // Example: 5 samples, 2nd level block sizes: 2 2 2 2.
 485     // This results in the actual block sizes:    2 2 1 0.
 486     // This is not specified in 14496-3 but actually done by the reference
 487     // codec RM22 revision 2.
 488     // This appears to happen in case of an odd number of samples in the last
 489     // frame which is actually not allowed by the block length switching part
 490     // of 14496-3.
 491     // The ALS conformance files feature an odd number of samples in the last
 492     // frame.
 493
 494     for (b = 0; b < ctx->num_blocks; b++)
 495         div_blocks[b] = ctx->sconf.frame_length >> div_blocks[b];
 496
 497     if (ctx->cur_frame_length != ctx->sconf.frame_length) {
 498         unsigned int remaining = ctx->cur_frame_length;
 499
 500         for (b = 0; b < ctx->num_blocks; b++) {
 501             if (remaining < div_blocks[b]) {
 502                 div_blocks[b] = remaining;
 503                 ctx->num_blocks = b + 1;
 504                 break;
 505             }
 506
 507             remaining -= div_blocks[b];
 508         }
 509     }
 510 }
 511
 512
 513 /** Reads the block data for a constant block
 514  */
 515 static void read_const_block_data(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
 516 {
 517     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
 518     AVCodecContext *avctx    = ctx->avctx;
 519     GetBitContext *gb        = &ctx->gb;
 520
 521     bd->const_val    = 0;
 522     bd->const_block  = get_bits1(gb);    // 1 = constant value, 0 = zero block (silence)
 523     bd->js_blocks    = get_bits1(gb);
 524
 525     // skip 5 reserved bits
 526     skip_bits(gb, 5);
 527
 528     if (bd->const_block) {
 529         unsigned int const_val_bits = sconf->floating ? 24 : avctx->bits_per_raw_sample;
 530         bd->const_val = get_sbits_long(gb, const_val_bits);
 531     }
 532
 533     // ensure constant block decoding by reusing this field
 534     bd->const_block = 1;
 535 }
 536
 537
 538 /** Decodes the block data for a constant block
 539  */
 540 static void decode_const_block_data(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
 541 {
 542     int      smp = bd->block_length;
 543     int32_t  val = bd->const_val;
 544     int32_t *dst = bd->raw_samples;
 545
 546     // write raw samples into buffer
 547     for (; smp; smp--)
 548         *dst++ = val;
 549 }
 550
 551
 552 /** Reads the block data for a non-constant block
 553  */
 554 static int read_var_block_data(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
 555 {
 556     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
 557     AVCodecContext *avctx    = ctx->avctx;
 558     GetBitContext *gb        = &ctx->gb;
 559     unsigned int k;
 560     unsigned int s[8];
 561     unsigned int sub_blocks, log2_sub_blocks, sb_length;
 562     unsigned int start      = 0;
 563     unsigned int opt_order;
 564     int          sb;
 565     int32_t      *quant_cof = bd->quant_cof;
 566
 567
 568     // ensure variable block decoding by reusing this field
 569     bd->const_block = 0;
 570
 571     bd->opt_order   = 1;
 572     bd->js_blocks   = get_bits1(gb);
 573
 574     opt_order       = bd->opt_order;
 575
 576     // determine the number of subblocks for entropy decoding
 577     if (!sconf->bgmc && !sconf->sb_part) {
 578         log2_sub_blocks = 0;
 579     } else {
 580         if (sconf->bgmc && sconf->sb_part)
 581             log2_sub_blocks = get_bits(gb, 2);
 582         else
 583             log2_sub_blocks = 2 * get_bits1(gb);
 584     }
 585
 586     sub_blocks = 1 << log2_sub_blocks;
 587
 588     // do not continue in case of a damaged stream since
 589     // block_length must be evenly divisible by sub_blocks
 590     if (bd->block_length & (sub_blocks - 1)) {
 591         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 592                "Block length is not evenly divisible by the number of subblocks.\n");
 593         return -1;
 594     }
 595
 596     sb_length = bd->block_length >> log2_sub_blocks;
 597
 598
 599     if (sconf->bgmc) {
 600         // TODO: BGMC mode
 601     } else {
 602         s[0] = get_bits(gb, 4 + (sconf->resolution > 1));
 603         for (k = 1; k < sub_blocks; k++)
 604             s[k] = s[k - 1] + decode_rice(gb, 0);
 605     }
 606
 607     if (get_bits1(gb))
 608         bd->shift_lsbs = get_bits(gb, 4) + 1;
 609
 610     bd->store_prev_samples = (bd->js_blocks && bd->raw_other) || bd->shift_lsbs;
 611
 612
 613     if (!sconf->rlslms) {
 614         if (sconf->adapt_order) {
 615             int opt_order_length = av_ceil_log2(av_clip((bd->block_length >> 3) - 1,
 616                                                 2, sconf->max_order + 1));
 617             bd->opt_order        = get_bits(gb, opt_order_length);
 618         } else {
 619             bd->opt_order = sconf->max_order;
 620         }
 621
 622         opt_order = bd->opt_order;
 623
 624         if (opt_order) {
 625             int add_base;
 626
 627             if (sconf->coef_table == 3) {
 628                 add_base = 0x7F;
 629
 630                 // read coefficient 0
 631                 quant_cof[0] = 32 * parcor_scaled_values[get_bits(gb, 7)];
 632
 633                 // read coefficient 1
 634                 if (opt_order > 1)
 635                     quant_cof[1] = -32 * parcor_scaled_values[get_bits(gb, 7)];
 636
 637                 // read coefficients 2 to opt_order
 638                 for (k = 2; k < opt_order; k++)
 639                     quant_cof[k] = get_bits(gb, 7);
 640             } else {
 641                 int k_max;
 642                 add_base = 1;
 643
 644                 // read coefficient 0 to 19
 645                 k_max = FFMIN(opt_order, 20);
 646                 for (k = 0; k < k_max; k++) {
 647                     int rice_param = parcor_rice_table[sconf->coef_table][k][1];
 648                     int offset     = parcor_rice_table[sconf->coef_table][k][0];
 649                     quant_cof[k] = decode_rice(gb, rice_param) + offset;
 650                 }
 651
 652                 // read coefficients 20 to 126
 653                 k_max = FFMIN(opt_order, 127);
 654                 for (; k < k_max; k++)
 655                     quant_cof[k] = decode_rice(gb, 2) + (k & 1);
 656
 657                 // read coefficients 127 to opt_order
 658                 for (; k < opt_order; k++)
 659                     quant_cof[k] = decode_rice(gb, 1);
 660
 661                 quant_cof[0] = 32 * parcor_scaled_values[quant_cof[0] + 64];
 662
 663                 if (opt_order > 1)
 664                     quant_cof[1] = -32 * parcor_scaled_values[quant_cof[1] + 64];
 665             }
 666
 667             for (k = 2; k < opt_order; k++)
 668                 quant_cof[k] = (quant_cof[k] << 14) + (add_base << 13);
 669         }
 670     }
 671
 672     // read LTP gain and lag values
 673     if (sconf->long_term_prediction) {
 674         *bd->use_ltp = get_bits1(gb);
 675
 676         if (*bd->use_ltp) {
 677             bd->ltp_gain[0]   = decode_rice(gb, 1) << 3;
 678             bd->ltp_gain[1]   = decode_rice(gb, 2) << 3;
 679
 680             bd->ltp_gain[2]   = ltp_gain_values[get_unary(gb, 0, 4)][get_bits(gb, 2)];
 681
 682             bd->ltp_gain[3]   = decode_rice(gb, 2) << 3;
 683             bd->ltp_gain[4]   = decode_rice(gb, 1) << 3;
 684
 685             *bd->ltp_lag      = get_bits(gb, ctx->ltp_lag_length);
 686             *bd->ltp_lag     += FFMAX(4, opt_order + 1);
 687         }
 688     }
 689
 690     // read first value and residuals in case of a random access block
 691     if (bd->ra_block) {
 692         if (opt_order)
 693             bd->raw_samples[0] = decode_rice(gb, avctx->bits_per_raw_sample - 4);
 694         if (opt_order > 1)
 695             bd->raw_samples[1] = decode_rice(gb, s[0] + 3);
 696         if (opt_order > 2)
 697             bd->raw_samples[2] = decode_rice(gb, s[0] + 1);
 698
 699         start = FFMIN(opt_order, 3);
 700     }
 701
 702     // read all residuals
 703     if (sconf->bgmc) {
 704         // TODO: BGMC mode
 705     } else {
 706         int32_t *current_res = bd->raw_samples + start;
 707
 708         for (sb = 0; sb < sub_blocks; sb++, start = 0)
 709             for (; start < sb_length; start++)
 710                 *current_res++ = decode_rice(gb, s[sb]);
 711      }
 712
 713     if (!sconf->mc_coding || ctx->js_switch)
 714         align_get_bits(gb);
 715
 716     return 0;
 717 }
 718
 719
 720 /** Decodes the block data for a non-constant block
 721  */
 722 static int decode_var_block_data(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
 723 {
 724     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
 725     unsigned int block_length = bd->block_length;
 726     unsigned int smp = 0;
 727     unsigned int k;
 728     int opt_order             = bd->opt_order;
 729     int sb;
 730     int64_t y;
 731     int32_t *quant_cof        = bd->quant_cof;
 732     int32_t *lpc_cof          = bd->lpc_cof;
 733     int32_t *raw_samples      = bd->raw_samples;
 734     int32_t *raw_samples_end  = bd->raw_samples + bd->block_length;
 735     int32_t *lpc_cof_reversed = ctx->lpc_cof_reversed_buffer;
 736
 737     // reverse long-term prediction
 738     if (*bd->use_ltp) {
 739         int ltp_smp;
 740
 741         for (ltp_smp = FFMAX(*bd->ltp_lag - 2, 0); ltp_smp < block_length; ltp_smp++) {
 742             int center = ltp_smp - *bd->ltp_lag;
 743             int begin  = FFMAX(0, center - 2);
 744             int end    = center + 3;
 745             int tab    = 5 - (end - begin);
 746             int base;
 747
 748             y = 1 << 6;
 749
 750             for (base = begin; base < end; base++, tab++)
 751                 y += MUL64(bd->ltp_gain[tab], raw_samples[base]);
 752
 753             raw_samples[ltp_smp] += y >> 7;
 754         }
 755     }
 756
 757     // reconstruct all samples from residuals
 758     if (bd->ra_block) {
 759         for (smp = 0; smp < opt_order; smp++) {
 760             y = 1 << 19;
 761
 762             for (sb = 0; sb < smp; sb++)
 763                 y += MUL64(lpc_cof[sb], raw_samples[-(sb + 1)]);
 764
 765             *raw_samples++ -= y >> 20;
 766             parcor_to_lpc(smp, quant_cof, lpc_cof);
 767         }
 768     } else {
 769         for (k = 0; k < opt_order; k++)
 770             parcor_to_lpc(k, quant_cof, lpc_cof);
 771
 772         // store previous samples in case that they have to be altered
 773         if (bd->store_prev_samples)
 774             memcpy(bd->prev_raw_samples, raw_samples - sconf->max_order,
 775                    sizeof(*bd->prev_raw_samples) * sconf->max_order);
 776
 777         // reconstruct difference signal for prediction (joint-stereo)
 778         if (bd->js_blocks && bd->raw_other) {
 779             int32_t *left, *right;
 780
 781             if (bd->raw_other > raw_samples) {  // D = R - L
 782                 left  = raw_samples;
 783                 right = bd->raw_other;
 784             } else {                                // D = R - L
 785                 left  = bd->raw_other;
 786                 right = raw_samples;
 787             }
 788
 789             for (sb = -1; sb >= -sconf->max_order; sb--)
 790                 raw_samples[sb] = right[sb] - left[sb];
 791         }
 792
 793         // reconstruct shifted signal
 794         if (bd->shift_lsbs)
 795             for (sb = -1; sb >= -sconf->max_order; sb--)
 796                 raw_samples[sb] >>= bd->shift_lsbs;
 797     }
 798
 799     // reverse linear prediction coefficients for efficiency
 800     lpc_cof = lpc_cof + opt_order;
 801
 802     for (sb = 0; sb < opt_order; sb++)
 803         lpc_cof_reversed[sb] = lpc_cof[-(sb + 1)];
 804
 805     // reconstruct raw samples
 806     raw_samples = bd->raw_samples + smp;
 807     lpc_cof     = lpc_cof_reversed + opt_order;
 808
 809     for (; raw_samples < raw_samples_end; raw_samples++) {
 810         y = 1 << 19;
 811
 812         for (sb = -opt_order; sb < 0; sb++)
 813             y += MUL64(lpc_cof[sb], raw_samples[sb]);
 814
 815         *raw_samples -= y >> 20;
 816     }
 817
 818     raw_samples = bd->raw_samples;
 819
 820     // restore previous samples in case that they have been altered
 821     if (bd->store_prev_samples)
 822         memcpy(raw_samples - sconf->max_order, bd->prev_raw_samples,
 823                sizeof(*raw_samples) * sconf->max_order);
 824
 825     return 0;
 826 }
 827
 828
 829 /** Reads the block data.
 830  */
 831 static int read_block(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
 832 {
 833     GetBitContext *gb        = &ctx->gb;
 834
 835     // read block type flag and read the samples accordingly
 836     if (get_bits1(gb)) {
 837         if (read_var_block_data(ctx, bd))
 838             return -1;
 839     } else {
 840         read_const_block_data(ctx, bd);
 841     }
 842
 843     return 0;
 844 }
 845
 846
 847 /** Decodes the block data.
 848  */
 849 static int decode_block(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
 850 {
 851     unsigned int smp;
 852
 853     // read block type flag and read the samples accordingly
 854     if (bd->const_block)
 855         decode_const_block_data(ctx, bd);
 856     else if (decode_var_block_data(ctx, bd))
 857         return -1;
 858
 859     // TODO: read RLSLMS extension data
 860
 861     if (bd->shift_lsbs)
 862         for (smp = 0; smp < bd->block_length; smp++)
 863             bd->raw_samples[smp] <<= bd->shift_lsbs;
 864
 865     return 0;
 866 }
 867
 868
 869 /** Reads and decodes block data successively.
 870  */
 871 static int read_decode_block(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
 872 {
 873     int ret;
 874
 875     ret = read_block(ctx, bd);
 876
 877     if (ret)
 878         return ret;
 879
 880     ret = decode_block(ctx, bd);
 881
 882     return ret;
 883 }
 884
 885
 886 /** Computes the number of samples left to decode for the current frame and
 887  *  sets these samples to zero.
 888  */
 889 static void zero_remaining(unsigned int b, unsigned int b_max,
 890                            const unsigned int *div_blocks, int32_t *buf)
 891 {
 892     unsigned int count = 0;
 893
 894     while (b < b_max)
 895         count += div_blocks[b];
 896
 897     if (count)
 898         memset(buf, 0, sizeof(*buf) * count);
 899 }
 900
 901
 902 /** Decodes blocks independently.
 903  */
 904 static int decode_blocks_ind(ALSDecContext *ctx, unsigned int ra_frame,
 905                              unsigned int c, const unsigned int *div_blocks,
 906                              unsigned int *js_blocks)
 907 {
 908     unsigned int b;
 909     ALSBlockData bd;
 910
 911     memset(&bd, 0, sizeof(ALSBlockData));
 912
 913     bd.ra_block         = ra_frame;
 914     bd.use_ltp          = ctx->use_ltp;
 915     bd.ltp_lag          = ctx->ltp_lag;
 916     bd.ltp_gain         = ctx->ltp_gain[0];
 917     bd.quant_cof        = ctx->quant_cof[0];
 918     bd.lpc_cof          = ctx->lpc_cof[0];
 919     bd.prev_raw_samples = ctx->prev_raw_samples;
 920     bd.raw_samples      = ctx->raw_samples[c];
 921
 922
 923     for (b = 0; b < ctx->num_blocks; b++) {
 924         bd.shift_lsbs       = 0;
 925         bd.block_length     = div_blocks[b];
 926
 927         if (read_decode_block(ctx, &bd)) {
 928             // damaged block, write zero for the rest of the frame
 929             zero_remaining(b, ctx->num_blocks, div_blocks, bd.raw_samples);
 930             return -1;
 931         }
 932         bd.raw_samples += div_blocks[b];
 933         bd.ra_block     = 0;
 934     }
 935
 936     return 0;
 937 }
 938
 939
 940 /** Decodes blocks dependently.
 941  */
 942 static int decode_blocks(ALSDecContext *ctx, unsigned int ra_frame,
 943                          unsigned int c, const unsigned int *div_blocks,
 944                          unsigned int *js_blocks)
 945 {
 946     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
 947     unsigned int offset = 0;
 948     unsigned int b;
 949     ALSBlockData bd[2];
 950
 951     memset(bd, 0, 2 * sizeof(ALSBlockData));
 952
 953     bd[0].ra_block         = ra_frame;
 954     bd[0].use_ltp          = ctx->use_ltp;
 955     bd[0].ltp_lag          = ctx->ltp_lag;
 956     bd[0].ltp_gain         = ctx->ltp_gain[0];
 957     bd[0].quant_cof        = ctx->quant_cof[0];
 958     bd[0].lpc_cof          = ctx->lpc_cof[0];
 959     bd[0].prev_raw_samples = ctx->prev_raw_samples;
 960     bd[0].js_blocks        = *js_blocks;
 961
 962     bd[1].ra_block         = ra_frame;
 963     bd[1].use_ltp          = ctx->use_ltp;
 964     bd[1].ltp_lag          = ctx->ltp_lag;
 965     bd[1].ltp_gain         = ctx->ltp_gain[0];
 966     bd[1].quant_cof        = ctx->quant_cof[0];
 967     bd[1].lpc_cof          = ctx->lpc_cof[0];
 968     bd[1].prev_raw_samples = ctx->prev_raw_samples;
 969     bd[1].js_blocks        = *(js_blocks + 1);
 970
 971     // decode all blocks
 972     for (b = 0; b < ctx->num_blocks; b++) {
 973         unsigned int s;
 974
 975         bd[0].shift_lsbs   = 0;
 976         bd[1].shift_lsbs   = 0;
 977
 978         bd[0].block_length = div_blocks[b];
 979         bd[1].block_length = div_blocks[b];
 980
 981         bd[0].raw_samples  = ctx->raw_samples[c    ] + offset;
 982         bd[1].raw_samples  = ctx->raw_samples[c + 1] + offset;
 983
 984         bd[0].raw_other    = bd[1].raw_samples;
 985         bd[1].raw_other    = bd[0].raw_samples;
 986
 987         if(read_decode_block(ctx, &bd[0]) || read_decode_block(ctx, &bd[1])) {
 988             // damaged block, write zero for the rest of the frame
 989             zero_remaining(b, ctx->num_blocks, div_blocks, bd[0].raw_samples);
 990             zero_remaining(b, ctx->num_blocks, div_blocks, bd[1].raw_samples);
 991             return -1;
 992         }
 993
 994         // reconstruct joint-stereo blocks
 995         if (bd[0].js_blocks) {
 996             if (bd[1].js_blocks)
 997                 av_log(ctx->avctx, AV_LOG_WARNING, "Invalid channel pair!\n");
 998
 999             for (s = 0; s < div_blocks[b]; s++)
1000                 bd[0].raw_samples[s] = bd[1].raw_samples[s] - bd[0].raw_samples[s];
1001         } else if (bd[1].js_blocks) {
1002             for (s = 0; s < div_blocks[b]; s++)
1003                 bd[1].raw_samples[s] = bd[1].raw_samples[s] + bd[0].raw_samples[s];
1004         }
1005
1006         offset  += div_blocks[b];
1007         bd[0].ra_block = 0;
1008         bd[1].ra_block = 0;
1009     }
1010
1011     // store carryover raw samples,
1012     // the others channel raw samples are stored by the calling function.
1013     memmove(ctx->raw_samples[c] - sconf->max_order,
1014             ctx->raw_samples[c] - sconf->max_order + sconf->frame_length,
1015             sizeof(*ctx->raw_samples[c]) * sconf->max_order);
1016
1017     return 0;
1018 }
1019
1020
1021 /** Reads the channel data.
1022   */
1023 static int read_channel_data(ALSDecContext *ctx, ALSChannelData *cd, int c)
1024 {
1025     GetBitContext *gb       = &ctx->gb;
1026     ALSChannelData *current = cd;
1027     unsigned int channels   = ctx->avctx->channels;
1028     int entries             = 0;
1029
1030     while (entries < channels && !(current->stop_flag = get_bits1(gb))) {
1031         current->master_channel = get_bits_long(gb, av_ceil_log2(channels));
1032
1033         if (current->master_channel >= channels) {
1034             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid master channel!\n");
1035             return -1;
1036         }
1037
1038         if (current->master_channel != c) {
1039             current->time_diff_flag = get_bits1(gb);
1040             current->weighting[0]   = mcc_weightings[av_clip(decode_rice(gb, 1) + 16, 0, 32)];
1041             current->weighting[1]   = mcc_weightings[av_clip(decode_rice(gb, 2) + 14, 0, 32)];
1042             current->weighting[2]   = mcc_weightings[av_clip(decode_rice(gb, 1) + 16, 0, 32)];
1043
1044             if (current->time_diff_flag) {
1045                 current->weighting[3] = mcc_weightings[av_clip(decode_rice(gb, 1) + 16, 0, 32)];
1046                 current->weighting[4] = mcc_weightings[av_clip(decode_rice(gb, 1) + 16, 0, 32)];
1047                 current->weighting[5] = mcc_weightings[av_clip(decode_rice(gb, 1) + 16, 0, 32)];
1048
1049                 current->time_diff_sign  = get_bits1(gb);
1050                 current->time_diff_index = get_bits(gb, ctx->ltp_lag_length - 3) + 3;
1051             }
1052         }
1053
1054         current++;
1055         entries++;
1056     }
1057
1058     if (entries == channels) {
1059         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Damaged channel data!\n");
1060         return -1;
1061     }
1062
1063     align_get_bits(gb);
1064     return 0;
1065 }
1066
1067
1068 /** Recursively reverts the inter-channel correlation for a block.
1069  */
1070 static int revert_channel_correlation(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd,
1071                                        ALSChannelData **cd, int *reverted,
1072                                        unsigned int offset, int c)
1073 {
1074     ALSChannelData *ch = cd[c];
1075     unsigned int   dep = 0;
1076     unsigned int channels = ctx->avctx->channels;
1077
1078     if (reverted[c])
1079         return 0;
1080
1081     reverted[c] = 1;
1082
1083     while (dep < channels && !ch[dep].stop_flag) {
1084         revert_channel_correlation(ctx, bd, cd, reverted, offset,
1085                                    ch[dep].master_channel);
1086
1087         dep++;
1088     }
1089
1090     if (dep == channels) {
1091         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_WARNING, "Invalid channel correlation!\n");
1092         return -1;
1093     }
1094
1095     bd->use_ltp     = ctx->use_ltp + c;
1096     bd->ltp_lag     = ctx->ltp_lag + c;
1097     bd->ltp_gain    = ctx->ltp_gain[c];
1098     bd->lpc_cof     = ctx->lpc_cof[c];
1099     bd->quant_cof   = ctx->quant_cof[c];
1100     bd->raw_samples = ctx->raw_samples[c] + offset;
1101
1102     dep = 0;
1103     while (!ch[dep].stop_flag) {
1104         unsigned int smp;
1105         unsigned int begin = 1;
1106         unsigned int end   = bd->block_length - 1;
1107         int64_t y;
1108         int32_t *master = ctx->raw_samples[ch[dep].master_channel] + offset;
1109
1110         if (ch[dep].time_diff_flag) {
1111             int t = ch[dep].time_diff_index;
1112
1113             if (ch[dep].time_diff_sign) {
1114                 t      = -t;
1115                 begin -= t;
1116             } else {
1117                 end   -= t;
1118             }
1119
1120             for (smp = begin; smp < end; smp++) {
1121                 y  = (1 << 6) +
1122                      MUL64(ch[dep].weighting[0], master[smp - 1    ]) +
1123                      MUL64(ch[dep].weighting[1], master[smp        ]) +
1124                      MUL64(ch[dep].weighting[2], master[smp + 1    ]) +
1125                      MUL64(ch[dep].weighting[3], master[smp - 1 + t]) +
1126                      MUL64(ch[dep].weighting[4], master[smp     + t]) +
1127                      MUL64(ch[dep].weighting[5], master[smp + 1 + t]);
1128
1129                 bd->raw_samples[smp] += y >> 7;
1130             }
1131         } else {
1132             for (smp = begin; smp < end; smp++) {
1133                 y  = (1 << 6) +
1134                      MUL64(ch[dep].weighting[0], master[smp - 1]) +
1135                      MUL64(ch[dep].weighting[1], master[smp    ]) +
1136                      MUL64(ch[dep].weighting[2], master[smp + 1]);
1137
1138                 bd->raw_samples[smp] += y >> 7;
1139             }
1140         }
1141
1142         dep++;
1143     }
1144
1145     return 0;
1146 }
1147
1148
1149 /** Reads the frame data.
1150  */
1151 static int read_frame_data(ALSDecContext *ctx, unsigned int ra_frame)
1152 {
1153     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
1154     AVCodecContext *avctx    = ctx->avctx;
1155     GetBitContext *gb = &ctx->gb;
1156     unsigned int div_blocks[32];                ///< block sizes.
1157     unsigned int c;
1158     unsigned int js_blocks[2];
1159
1160     uint32_t bs_info = 0;
1161
1162     // skip the size of the ra unit if present in the frame
1163     if (sconf->ra_flag == RA_FLAG_FRAMES && ra_frame)
1164         skip_bits_long(gb, 32);
1165
1166     if (sconf->mc_coding && sconf->joint_stereo) {
1167         ctx->js_switch = get_bits1(gb);
1168         align_get_bits(gb);
1169     }
1170
1171     if (!sconf->mc_coding || ctx->js_switch) {
1172         int independent_bs = !sconf->joint_stereo;
1173
1174         for (c = 0; c < avctx->channels; c++) {
1175             js_blocks[0] = 0;
1176             js_blocks[1] = 0;
1177
1178             get_block_sizes(ctx, div_blocks, &bs_info);
1179
1180             // if joint_stereo and block_switching is set, independent decoding
1181             // is signaled via the first bit of bs_info
1182             if (sconf->joint_stereo && sconf->block_switching)
1183                 if (bs_info >> 31)
1184                     independent_bs = 2;
1185
1186             // if this is the last channel, it has to be decoded independently
1187             if (c == avctx->channels - 1)
1188                 independent_bs = 1;
1189
1190             if (independent_bs) {
1191                 if (decode_blocks_ind(ctx, ra_frame, c, div_blocks, js_blocks))
1192                     return -1;
1193
1194                 independent_bs--;
1195             } else {
1196                 if (decode_blocks(ctx, ra_frame, c, div_blocks, js_blocks))
1197                     return -1;
1198
1199                 c++;
1200             }
1201
1202             // store carryover raw samples
1203             memmove(ctx->raw_samples[c] - sconf->max_order,
1204                     ctx->raw_samples[c] - sconf->max_order + sconf->frame_length,
1205                     sizeof(*ctx->raw_samples[c]) * sconf->max_order);
1206         }
1207     } else { // multi-channel coding
1208         ALSBlockData   bd;
1209         int            b;
1210         int            *reverted_channels = ctx->reverted_channels;
1211         unsigned int   offset             = 0;
1212
1213         for (c = 0; c < avctx->channels; c++)
1214             if (ctx->chan_data[c] < ctx->chan_data_buffer) {
1215                 av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid channel data!\n");
1216                 return -1;
1217             }
1218
1219         memset(&bd,               0, sizeof(ALSBlockData));
1220         memset(reverted_channels, 0, sizeof(*reverted_channels) * avctx->channels);
1221
1222         bd.ra_block         = ra_frame;
1223         bd.prev_raw_samples = ctx->prev_raw_samples;
1224
1225         get_block_sizes(ctx, div_blocks, &bs_info);
1226
1227         for (b = 0; b < ctx->num_blocks; b++) {
1228             bd.shift_lsbs   = 0;
1229             bd.block_length = div_blocks[b];
1230
1231             for (c = 0; c < avctx->channels; c++) {
1232                 bd.use_ltp     = ctx->use_ltp + c;
1233                 bd.ltp_lag     = ctx->ltp_lag + c;
1234                 bd.ltp_gain    = ctx->ltp_gain[c];
1235                 bd.lpc_cof     = ctx->lpc_cof[c];
1236                 bd.quant_cof   = ctx->quant_cof[c];
1237                 bd.raw_samples = ctx->raw_samples[c] + offset;
1238                 bd.raw_other   = NULL;
1239
1240                 read_block(ctx, &bd);
1241                 if (read_channel_data(ctx, ctx->chan_data[c], c))
1242                     return -1;
1243             }
1244
1245             for (c = 0; c < avctx->channels; c++)
1246                 if (revert_channel_correlation(ctx, &bd, ctx->chan_data,
1247                                                reverted_channels, offset, c))
1248                     return -1;
1249
1250             for (c = 0; c < avctx->channels; c++) {
1251                 bd.use_ltp     = ctx->use_ltp + c;
1252                 bd.ltp_lag     = ctx->ltp_lag + c;
1253                 bd.ltp_gain    = ctx->ltp_gain[c];
1254                 bd.lpc_cof     = ctx->lpc_cof[c];
1255                 bd.quant_cof   = ctx->quant_cof[c];
1256                 bd.raw_samples = ctx->raw_samples[c] + offset;
1257                 decode_block(ctx, &bd);
1258             }
1259
1260             memset(reverted_channels, 0, avctx->channels * sizeof(*reverted_channels));
1261             offset      += div_blocks[b];
1262             bd.ra_block  = 0;
1263         }
1264
1265         // store carryover raw samples
1266         for (c = 0; c < avctx->channels; c++)
1267             memmove(ctx->raw_samples[c] - sconf->max_order,
1268                     ctx->raw_samples[c] - sconf->max_order + sconf->frame_length,
1269                     sizeof(*ctx->raw_samples[c]) * sconf->max_order);
1270     }
1271
1272     // TODO: read_diff_float_data
1273
1274     return 0;
1275 }
1276
1277
1278 /** Decodes an ALS frame.
1279  */
1280 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
1281                         void *data, int *data_size,
1282                         AVPacket *avpkt)
1283 {
1284     ALSDecContext *ctx       = avctx->priv_data;
1285     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
1286     const uint8_t *buffer    = avpkt->data;
1287     int buffer_size          = avpkt->size;
1288     int invalid_frame, size;
1289     unsigned int c, sample, ra_frame, bytes_read, shift;
1290
1291     init_get_bits(&ctx->gb, buffer, buffer_size * 8);
1292
1293     // In the case that the distance between random access frames is set to zero
1294     // (sconf->ra_distance == 0) no frame is treated as a random access frame.
1295     // For the first frame, if prediction is used, all samples used from the
1296     // previous frame are assumed to be zero.
1297     ra_frame = sconf->ra_distance && !(ctx->frame_id % sconf->ra_distance);
1298
1299     // the last frame to decode might have a different length
1300     if (sconf->samples != 0xFFFFFFFF)
1301         ctx->cur_frame_length = FFMIN(sconf->samples - ctx->frame_id * (uint64_t) sconf->frame_length,
1302                                       sconf->frame_length);
1303     else
1304         ctx->cur_frame_length = sconf->frame_length;
1305
1306     // decode the frame data
1307     if ((invalid_frame = read_frame_data(ctx, ra_frame) < 0))
1308         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_WARNING,
1309                "Reading frame data failed. Skipping RA unit.\n");
1310
1311     ctx->frame_id++;
1312
1313     // check for size of decoded data
1314     size = ctx->cur_frame_length * avctx->channels *
1315            (av_get_bits_per_sample_format(avctx->sample_fmt) >> 3);
1316
1317     if (size > *data_size) {
1318         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Decoded data exceeds buffer size.\n");
1319         return -1;
1320     }
1321
1322     *data_size = size;
1323
1324     // transform decoded frame into output format
1325     #define INTERLEAVE_OUTPUT(bps)                                 \
1326     {                                                              \
1327         int##bps##_t *dest = (int##bps##_t*) data;                 \
1328         shift = bps - ctx->avctx->bits_per_raw_sample;             \
1329         for (sample = 0; sample < ctx->cur_frame_length; sample++) \
1330             for (c = 0; c < avctx->channels; c++)                  \
1331                 *dest++ = ctx->raw_samples[c][sample] << shift;    \
1332     }
1333
1334     if (ctx->avctx->bits_per_raw_sample <= 16) {
1335         INTERLEAVE_OUTPUT(16)
1336     } else {
1337         INTERLEAVE_OUTPUT(32)
1338     }
1339
1340     bytes_read = invalid_frame ? buffer_size :
1341                                  (get_bits_count(&ctx->gb) + 7) >> 3;
1342
1343     return bytes_read;
1344 }
1345
1346
1347 /** Uninitializes the ALS decoder.
1348  */
1349 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
1350 {
1351     ALSDecContext *ctx = avctx->priv_data;
1352
1353     av_freep(&ctx->sconf.chan_pos);
1354
1355     av_freep(&ctx->use_ltp);
1356     av_freep(&ctx->ltp_lag);
1357     av_freep(&ctx->ltp_gain);
1358     av_freep(&ctx->ltp_gain_buffer);
1359     av_freep(&ctx->quant_cof);
1360     av_freep(&ctx->lpc_cof);
1361     av_freep(&ctx->quant_cof_buffer);
1362     av_freep(&ctx->lpc_cof_buffer);
1363     av_freep(&ctx->lpc_cof_reversed_buffer);
1364     av_freep(&ctx->prev_raw_samples);
1365     av_freep(&ctx->raw_samples);
1366     av_freep(&ctx->raw_buffer);
1367     av_freep(&ctx->chan_data);
1368     av_freep(&ctx->chan_data_buffer);
1369     av_freep(&ctx->reverted_channels);
1370
1371     return 0;
1372 }
1373
1374
1375 /** Initializes the ALS decoder.
1376  */
1377 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
1378 {
1379     unsigned int c;
1380     unsigned int channel_size;
1381     int num_buffers;
1382     ALSDecContext *ctx = avctx->priv_data;
1383     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
1384     ctx->avctx = avctx;
1385
1386     if (!avctx->extradata) {
1387         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Missing required ALS extradata.\n");
1388         return -1;
1389     }
1390
1391     if (read_specific_config(ctx)) {
1392         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Reading ALSSpecificConfig failed.\n");
1393         decode_end(avctx);
1394         return -1;
1395     }
1396
1397     if (check_specific_config(ctx)) {
1398         decode_end(avctx);
1399         return -1;
1400     }
1401
1402     if (sconf->floating) {
1403         avctx->sample_fmt          = SAMPLE_FMT_FLT;
1404         avctx->bits_per_raw_sample = 32;
1405     } else {
1406         avctx->sample_fmt          = sconf->resolution > 1
1407                                      ? SAMPLE_FMT_S32 : SAMPLE_FMT_S16;
1408         avctx->bits_per_raw_sample = (sconf->resolution + 1) * 8;
1409     }
1410
1411     // set lag value for long-term prediction
1412     ctx->ltp_lag_length = 8 + (avctx->sample_rate >=  96000) +
1413                               (avctx->sample_rate >= 192000);
1414
1415     // allocate quantized parcor coefficient buffer
1416     num_buffers = sconf->mc_coding ? avctx->channels : 1;
1417
1418     ctx->quant_cof        = av_malloc(sizeof(*ctx->quant_cof) * num_buffers);
1419     ctx->lpc_cof          = av_malloc(sizeof(*ctx->lpc_cof)   * num_buffers);
1420     ctx->quant_cof_buffer = av_malloc(sizeof(*ctx->quant_cof_buffer) *
1421                                       num_buffers * sconf->max_order);
1422     ctx->lpc_cof_buffer   = av_malloc(sizeof(*ctx->lpc_cof_buffer) *
1423                                       num_buffers * sconf->max_order);
1424     ctx->lpc_cof_reversed_buffer = av_malloc(sizeof(*ctx->lpc_cof_buffer) *
1425                                              sconf->max_order);
1426
1427     if (!ctx->quant_cof              || !ctx->lpc_cof        ||
1428         !ctx->quant_cof_buffer       || !ctx->lpc_cof_buffer ||
1429         !ctx->lpc_cof_reversed_buffer) {
1430         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Allocating buffer memory failed.\n");
1431         return AVERROR(ENOMEM);
1432     }
1433
1434     // assign quantized parcor coefficient buffers
1435     for (c = 0; c < num_buffers; c++) {
1436         ctx->quant_cof[c] = ctx->quant_cof_buffer + c * sconf->max_order;
1437         ctx->lpc_cof[c]   = ctx->lpc_cof_buffer   + c * sconf->max_order;
1438     }
1439
1440     // allocate and assign lag and gain data buffer for ltp mode
1441     ctx->use_ltp         = av_mallocz(sizeof(*ctx->use_ltp)  * num_buffers);
1442     ctx->ltp_lag         = av_malloc (sizeof(*ctx->ltp_lag)  * num_buffers);
1443     ctx->ltp_gain        = av_malloc (sizeof(*ctx->ltp_gain) * num_buffers);
1444     ctx->ltp_gain_buffer = av_malloc (sizeof(*ctx->ltp_gain_buffer) *
1445                                       num_buffers * 5);
1446
1447     if (!ctx->use_ltp  || !ctx->ltp_lag ||
1448         !ctx->ltp_gain || !ctx->ltp_gain_buffer) {
1449         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Allocating buffer memory failed.\n");
1450         decode_end(avctx);
1451         return AVERROR(ENOMEM);
1452     }
1453
1454     for (c = 0; c < num_buffers; c++)
1455         ctx->ltp_gain[c] = ctx->ltp_gain_buffer + c * 5;
1456
1457     // allocate and assign channel data buffer for mcc mode
1458     if (sconf->mc_coding) {
1459         ctx->chan_data_buffer  = av_malloc(sizeof(*ctx->chan_data_buffer) *
1460                                            num_buffers);
1461         ctx->chan_data         = av_malloc(sizeof(ALSChannelData) *
1462                                            num_buffers);
1463         ctx->reverted_channels = av_malloc(sizeof(*ctx->reverted_channels) *
1464                                            num_buffers);
1465
1466         if (!ctx->chan_data_buffer || !ctx->chan_data || !ctx->reverted_channels) {
1467             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Allocating buffer memory failed.\n");
1468             decode_end(avctx);
1469             return AVERROR(ENOMEM);
1470         }
1471
1472         for (c = 0; c < num_buffers; c++)
1473             ctx->chan_data[c] = ctx->chan_data_buffer + c;
1474     } else {
1475         ctx->chan_data         = NULL;
1476         ctx->chan_data_buffer  = NULL;
1477         ctx->reverted_channels = NULL;
1478     }
1479
1480     avctx->frame_size = sconf->frame_length;
1481     channel_size      = sconf->frame_length + sconf->max_order;
1482
1483     ctx->prev_raw_samples = av_malloc (sizeof(*ctx->prev_raw_samples) * sconf->max_order);
1484     ctx->raw_buffer       = av_mallocz(sizeof(*ctx->     raw_buffer)  * avctx->channels * channel_size);
1485     ctx->raw_samples      = av_malloc (sizeof(*ctx->     raw_samples) * avctx->channels);
1486
1487     // allocate previous raw sample buffer
1488     if (!ctx->prev_raw_samples || !ctx->raw_buffer|| !ctx->raw_samples) {
1489         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Allocating buffer memory failed.\n");
1490         decode_end(avctx);
1491         return AVERROR(ENOMEM);
1492     }
1493
1494     // assign raw samples buffers
1495     ctx->raw_samples[0] = ctx->raw_buffer + sconf->max_order;
1496     for (c = 1; c < avctx->channels; c++)
1497         ctx->raw_samples[c] = ctx->raw_samples[c - 1] + channel_size;
1498
1499     return 0;
1500 }
1501
1502
1503 /** Flushes (resets) the frame ID after seeking.
1504  */
1505 static av_cold void flush(AVCodecContext *avctx)
1506 {
1507     ALSDecContext *ctx = avctx->priv_data;
1508
1509     ctx->frame_id = 0;
1510 }
1511
1512
1513 AVCodec als_decoder = {
1514     "als",
1515     CODEC_TYPE_AUDIO,
1516     CODEC_ID_MP4ALS,
1517     sizeof(ALSDecContext),
1518     decode_init,
1519     NULL,
1520     decode_end,
1521     decode_frame,
1522     .flush = flush,
1523     .capabilities = CODEC_CAP_SUBFRAMES,
1524     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MPEG-4 Audio Lossless Coding (ALS)"),
1525 };
1526