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 #include "bgmc.h"
  38
  39 #include <stdint.h>
  40
  41 /** Rice parameters and corresponding index offsets for decoding the
  42  *  indices of scaled PARCOR values. The table choosen is set globally
  43  *  by the encoder and stored in ALSSpecificConfig.
  44  */
  45 static const int8_t parcor_rice_table[3][20][2] = {
  46     { {-52, 4}, {-29, 5}, {-31, 4}, { 19, 4}, {-16, 4},
  47       { 12, 3}, { -7, 3}, {  9, 3}, { -5, 3}, {  6, 3},
  48       { -4, 3}, {  3, 3}, { -3, 2}, {  3, 2}, { -2, 2},
  49       {  3, 2}, { -1, 2}, {  2, 2}, { -1, 2}, {  2, 2} },
  50     { {-58, 3}, {-42, 4}, {-46, 4}, { 37, 5}, {-36, 4},
  51       { 29, 4}, {-29, 4}, { 25, 4}, {-23, 4}, { 20, 4},
  52       {-17, 4}, { 16, 4}, {-12, 4}, { 12, 3}, {-10, 4},
  53       {  7, 3}, { -4, 4}, {  3, 3}, { -1, 3}, {  1, 3} },
  54     { {-59, 3}, {-45, 5}, {-50, 4}, { 38, 4}, {-39, 4},
  55       { 32, 4}, {-30, 4}, { 25, 3}, {-23, 3}, { 20, 3},
  56       {-20, 3}, { 16, 3}, {-13, 3}, { 10, 3}, { -7, 3},
  57       {  3, 3}, {  0, 3}, { -1, 3}, {  2, 3}, { -1, 2} }
  58 };
  59
  60
  61 /** Scaled PARCOR values used for the first two PARCOR coefficients.
  62  *  To be indexed by the Rice coded indices.
  63  *  Generated by: parcor_scaled_values[i] = 32 + ((i * (i+1)) << 7) - (1 << 20)
  64  *  Actual values are divided by 32 in order to be stored in 16 bits.
  65  */
  66 static const int16_t parcor_scaled_values[] = {
  67     -1048544 / 32, -1048288 / 32, -1047776 / 32, -1047008 / 32,
  68     -1045984 / 32, -1044704 / 32, -1043168 / 32, -1041376 / 32,
  69     -1039328 / 32, -1037024 / 32, -1034464 / 32, -1031648 / 32,
  70     -1028576 / 32, -1025248 / 32, -1021664 / 32, -1017824 / 32,
  71     -1013728 / 32, -1009376 / 32, -1004768 / 32,  -999904 / 32,
  72      -994784 / 32,  -989408 / 32,  -983776 / 32,  -977888 / 32,
  73      -971744 / 32,  -965344 / 32,  -958688 / 32,  -951776 / 32,
  74      -944608 / 32,  -937184 / 32,  -929504 / 32,  -921568 / 32,
  75      -913376 / 32,  -904928 / 32,  -896224 / 32,  -887264 / 32,
  76      -878048 / 32,  -868576 / 32,  -858848 / 32,  -848864 / 32,
  77      -838624 / 32,  -828128 / 32,  -817376 / 32,  -806368 / 32,
  78      -795104 / 32,  -783584 / 32,  -771808 / 32,  -759776 / 32,
  79      -747488 / 32,  -734944 / 32,  -722144 / 32,  -709088 / 32,
  80      -695776 / 32,  -682208 / 32,  -668384 / 32,  -654304 / 32,
  81      -639968 / 32,  -625376 / 32,  -610528 / 32,  -595424 / 32,
  82      -580064 / 32,  -564448 / 32,  -548576 / 32,  -532448 / 32,
  83      -516064 / 32,  -499424 / 32,  -482528 / 32,  -465376 / 32,
  84      -447968 / 32,  -430304 / 32,  -412384 / 32,  -394208 / 32,
  85      -375776 / 32,  -357088 / 32,  -338144 / 32,  -318944 / 32,
  86      -299488 / 32,  -279776 / 32,  -259808 / 32,  -239584 / 32,
  87      -219104 / 32,  -198368 / 32,  -177376 / 32,  -156128 / 32,
  88      -134624 / 32,  -112864 / 32,   -90848 / 32,   -68576 / 32,
  89       -46048 / 32,   -23264 / 32,     -224 / 32,    23072 / 32,
  90        46624 / 32,    70432 / 32,    94496 / 32,   118816 / 32,
  91       143392 / 32,   168224 / 32,   193312 / 32,   218656 / 32,
  92       244256 / 32,   270112 / 32,   296224 / 32,   322592 / 32,
  93       349216 / 32,   376096 / 32,   403232 / 32,   430624 / 32,
  94       458272 / 32,   486176 / 32,   514336 / 32,   542752 / 32,
  95       571424 / 32,   600352 / 32,   629536 / 32,   658976 / 32,
  96       688672 / 32,   718624 / 32,   748832 / 32,   779296 / 32,
  97       810016 / 32,   840992 / 32,   872224 / 32,   903712 / 32,
  98       935456 / 32,   967456 / 32,   999712 / 32,  1032224 / 32
  99 };
 100
 101
 102 /** Gain values of p(0) for long-term prediction.
 103  *  To be indexed by the Rice coded indices.
 104  */
 105 static const uint8_t ltp_gain_values [4][4] = {
 106     { 0,  8, 16,  24},
 107     {32, 40, 48,  56},
 108     {64, 70, 76,  82},
 109     {88, 92, 96, 100}
 110 };
 111
 112
 113 /** Inter-channel weighting factors for multi-channel correlation.
 114  *  To be indexed by the Rice coded indices.
 115  */
 116 static const int16_t mcc_weightings[] = {
 117     204,  192,  179,  166,  153,  140,  128,  115,
 118     102,   89,   76,   64,   51,   38,   25,   12,
 119       0,  -12,  -25,  -38,  -51,  -64,  -76,  -89,
 120    -102, -115, -128, -140, -153, -166, -179, -192
 121 };
 122
 123
 124 /** Tail codes used in arithmetic coding using block Gilbert-Moore codes.
 125  */
 126 static const uint8_t tail_code[16][6] = {
 127     { 74, 44, 25, 13,  7, 3},
 128     { 68, 42, 24, 13,  7, 3},
 129     { 58, 39, 23, 13,  7, 3},
 130     {126, 70, 37, 19, 10, 5},
 131     {132, 70, 37, 20, 10, 5},
 132     {124, 70, 38, 20, 10, 5},
 133     {120, 69, 37, 20, 11, 5},
 134     {116, 67, 37, 20, 11, 5},
 135     {108, 66, 36, 20, 10, 5},
 136     {102, 62, 36, 20, 10, 5},
 137     { 88, 58, 34, 19, 10, 5},
 138     {162, 89, 49, 25, 13, 7},
 139     {156, 87, 49, 26, 14, 7},
 140     {150, 86, 47, 26, 14, 7},
 141     {142, 84, 47, 26, 14, 7},
 142     {131, 79, 46, 26, 14, 7}
 143 };
 144
 145
 146 enum RA_Flag {
 147     RA_FLAG_NONE,
 148     RA_FLAG_FRAMES,
 149     RA_FLAG_HEADER
 150 };
 151
 152
 153 typedef struct {
 154     uint32_t samples;         ///< number of samples, 0xFFFFFFFF if unknown
 155     int resolution;           ///< 000 = 8-bit; 001 = 16-bit; 010 = 24-bit; 011 = 32-bit
 156     int floating;             ///< 1 = IEEE 32-bit floating-point, 0 = integer
 157     int frame_length;         ///< frame length for each frame (last frame may differ)
 158     int ra_distance;          ///< distance between RA frames (in frames, 0...255)
 159     enum RA_Flag ra_flag;     ///< indicates where the size of ra units is stored
 160     int adapt_order;          ///< adaptive order: 1 = on, 0 = off
 161     int coef_table;           ///< table index of Rice code parameters
 162     int long_term_prediction; ///< long term prediction (LTP): 1 = on, 0 = off
 163     int max_order;            ///< maximum prediction order (0..1023)
 164     int block_switching;      ///< number of block switching levels
 165     int bgmc;                 ///< "Block Gilbert-Moore Code": 1 = on, 0 = off (Rice coding only)
 166     int sb_part;              ///< sub-block partition
 167     int joint_stereo;         ///< joint stereo: 1 = on, 0 = off
 168     int mc_coding;            ///< extended inter-channel coding (multi channel coding): 1 = on, 0 = off
 169     int chan_config;          ///< indicates that a chan_config_info field is present
 170     int chan_sort;            ///< channel rearrangement: 1 = on, 0 = off
 171     int rlslms;               ///< use "Recursive Least Square-Least Mean Square" predictor: 1 = on, 0 = off
 172     int chan_config_info;     ///< mapping of channels to loudspeaker locations. Unused until setting channel configuration is implemented.
 173     int *chan_pos;            ///< original channel positions
 174 } ALSSpecificConfig;
 175
 176
 177 typedef struct {
 178     int stop_flag;
 179     int master_channel;
 180     int time_diff_flag;
 181     int time_diff_sign;
 182     int time_diff_index;
 183     int weighting[6];
 184 } ALSChannelData;
 185
 186
 187 typedef struct {
 188     AVCodecContext *avctx;
 189     ALSSpecificConfig sconf;
 190     GetBitContext gb;
 191     unsigned int cur_frame_length;  ///< length of the current frame to decode
 192     unsigned int frame_id;          ///< the frame ID / number of the current frame
 193     unsigned int js_switch;         ///< if true, joint-stereo decoding is enforced
 194     unsigned int num_blocks;        ///< number of blocks used in the current frame
 195     uint8_t *bgmc_lut;              ///< pointer at lookup tables used for BGMC
 196     unsigned int *bgmc_lut_status;  ///< pointer at lookup table status flags used for BGMC
 197     int ltp_lag_length;             ///< number of bits used for ltp lag value
 198     int *use_ltp;                   ///< contains use_ltp flags for all channels
 199     int *ltp_lag;                   ///< contains ltp lag values for all channels
 200     int **ltp_gain;                 ///< gain values for ltp 5-tap filter for a channel
 201     int *ltp_gain_buffer;           ///< contains all gain values for ltp 5-tap filter
 202     int32_t **quant_cof;            ///< quantized parcor coefficients for a channel
 203     int32_t *quant_cof_buffer;      ///< contains all quantized parcor coefficients
 204     int32_t **lpc_cof;              ///< coefficients of the direct form prediction filter for a channel
 205     int32_t *lpc_cof_buffer;        ///< contains all coefficients of the direct form prediction filter
 206     int32_t *lpc_cof_reversed_buffer; ///< temporary buffer to set up a reversed versio of lpc_cof_buffer
 207     ALSChannelData **chan_data;     ///< channel data for multi-channel correlation
 208     ALSChannelData *chan_data_buffer; ///< contains channel data for all channels
 209     int *reverted_channels;         ///< stores a flag for each reverted channel
 210     int32_t *prev_raw_samples;      ///< contains unshifted raw samples from the previous block
 211     int32_t **raw_samples;          ///< decoded raw samples for each channel
 212     int32_t *raw_buffer;            ///< contains all decoded raw samples including carryover samples
 213 } ALSDecContext;
 214
 215
 216 typedef struct {
 217     unsigned int block_length;      ///< number of samples within the block
 218     unsigned int ra_block;          ///< if true, this is a random access block
 219     int          const_block;       ///< if true, this is a constant value block
 220     int32_t      const_val;         ///< the sample value of a constant block
 221     int          js_blocks;         ///< true if this block contains a difference signal
 222     unsigned int shift_lsbs;        ///< shift of values for this block
 223     unsigned int opt_order;         ///< prediction order of this block
 224     int          store_prev_samples;///< if true, carryover samples have to be stored
 225     int          *use_ltp;          ///< if true, long-term prediction is used
 226     int          *ltp_lag;          ///< lag value for long-term prediction
 227     int          *ltp_gain;         ///< gain values for ltp 5-tap filter
 228     int32_t      *quant_cof;        ///< quantized parcor coefficients
 229     int32_t      *lpc_cof;          ///< coefficients of the direct form prediction
 230     int32_t      *raw_samples;      ///< decoded raw samples / residuals for this block
 231     int32_t      *prev_raw_samples; ///< contains unshifted raw samples from the previous block
 232     int32_t      *raw_other;        ///< decoded raw samples of the other channel of a channel pair
 233 } ALSBlockData;
 234
 235
 236 static av_cold void dprint_specific_config(ALSDecContext *ctx)
 237 {
 238 #ifdef DEBUG
 239     AVCodecContext *avctx    = ctx->avctx;
 240     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
 241
 242     dprintf(avctx, "resolution = %i\n",           sconf->resolution);
 243     dprintf(avctx, "floating = %i\n",             sconf->floating);
 244     dprintf(avctx, "frame_length = %i\n",         sconf->frame_length);
 245     dprintf(avctx, "ra_distance = %i\n",          sconf->ra_distance);
 246     dprintf(avctx, "ra_flag = %i\n",              sconf->ra_flag);
 247     dprintf(avctx, "adapt_order = %i\n",          sconf->adapt_order);
 248     dprintf(avctx, "coef_table = %i\n",           sconf->coef_table);
 249     dprintf(avctx, "long_term_prediction = %i\n", sconf->long_term_prediction);
 250     dprintf(avctx, "max_order = %i\n",            sconf->max_order);
 251     dprintf(avctx, "block_switching = %i\n",      sconf->block_switching);
 252     dprintf(avctx, "bgmc = %i\n",                 sconf->bgmc);
 253     dprintf(avctx, "sb_part = %i\n",              sconf->sb_part);
 254     dprintf(avctx, "joint_stereo = %i\n",         sconf->joint_stereo);
 255     dprintf(avctx, "mc_coding = %i\n",            sconf->mc_coding);
 256     dprintf(avctx, "chan_config = %i\n",          sconf->chan_config);
 257     dprintf(avctx, "chan_sort = %i\n",            sconf->chan_sort);
 258     dprintf(avctx, "RLSLMS = %i\n",               sconf->rlslms);
 259     dprintf(avctx, "chan_config_info = %i\n",     sconf->chan_config_info);
 260 #endif
 261 }
 262
 263
 264 /** Reads an ALSSpecificConfig from a buffer into the output struct.
 265  */
 266 static av_cold int read_specific_config(ALSDecContext *ctx)
 267 {
 268     GetBitContext gb;
 269     uint64_t ht_size;
 270     int i, config_offset, crc_enabled;
 271     MPEG4AudioConfig m4ac;
 272     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
 273     AVCodecContext *avctx    = ctx->avctx;
 274     uint32_t als_id, header_size, trailer_size;
 275
 276     init_get_bits(&gb, avctx->extradata, avctx->extradata_size * 8);
 277
 278     config_offset = ff_mpeg4audio_get_config(&m4ac, avctx->extradata,
 279                                              avctx->extradata_size);
 280
 281     if (config_offset < 0)
 282         return -1;
 283
 284     skip_bits_long(&gb, config_offset);
 285
 286     if (get_bits_left(&gb) < (30 << 3))
 287         return -1;
 288
 289     // read the fixed items
 290     als_id                      = get_bits_long(&gb, 32);
 291     avctx->sample_rate          = m4ac.sample_rate;
 292     skip_bits_long(&gb, 32); // sample rate already known
 293     sconf->samples              = get_bits_long(&gb, 32);
 294     avctx->channels             = m4ac.channels;
 295     skip_bits(&gb, 16);      // number of channels already knwon
 296     skip_bits(&gb, 3);       // skip file_type
 297     sconf->resolution           = get_bits(&gb, 3);
 298     sconf->floating             = get_bits1(&gb);
 299     skip_bits1(&gb);         // skip msb_first
 300     sconf->frame_length         = get_bits(&gb, 16) + 1;
 301     sconf->ra_distance          = get_bits(&gb, 8);
 302     sconf->ra_flag              = get_bits(&gb, 2);
 303     sconf->adapt_order          = get_bits1(&gb);
 304     sconf->coef_table           = get_bits(&gb, 2);
 305     sconf->long_term_prediction = get_bits1(&gb);
 306     sconf->max_order            = get_bits(&gb, 10);
 307     sconf->block_switching      = get_bits(&gb, 2);
 308     sconf->bgmc                 = get_bits1(&gb);
 309     sconf->sb_part              = get_bits1(&gb);
 310     sconf->joint_stereo         = get_bits1(&gb);
 311     sconf->mc_coding            = get_bits1(&gb);
 312     sconf->chan_config          = get_bits1(&gb);
 313     sconf->chan_sort            = get_bits1(&gb);
 314     crc_enabled                 = get_bits1(&gb);
 315     sconf->rlslms               = get_bits1(&gb);
 316     skip_bits(&gb, 5);       // skip 5 reserved bits
 317     skip_bits1(&gb);         // skip aux_data_enabled
 318
 319
 320     // check for ALSSpecificConfig struct
 321     if (als_id != MKBETAG('A','L','S','\0'))
 322         return -1;
 323
 324     ctx->cur_frame_length = sconf->frame_length;
 325
 326     // read channel config
 327     if (sconf->chan_config)
 328         sconf->chan_config_info = get_bits(&gb, 16);
 329     // TODO: use this to set avctx->channel_layout
 330
 331
 332     // read channel sorting
 333     if (sconf->chan_sort && avctx->channels > 1) {
 334         int chan_pos_bits = av_ceil_log2(avctx->channels);
 335         int bits_needed  = avctx->channels * chan_pos_bits + 7;
 336         if (get_bits_left(&gb) < bits_needed)
 337             return -1;
 338
 339         if (!(sconf->chan_pos = av_malloc(avctx->channels * sizeof(*sconf->chan_pos))))
 340             return AVERROR(ENOMEM);
 341
 342         for (i = 0; i < avctx->channels; i++)
 343             sconf->chan_pos[i] = get_bits(&gb, chan_pos_bits);
 344
 345         align_get_bits(&gb);
 346         // TODO: use this to actually do channel sorting
 347     } else {
 348         sconf->chan_sort = 0;
 349     }
 350
 351
 352     // read fixed header and trailer sizes,
 353     // if size = 0xFFFFFFFF then there is no data field!
 354     if (get_bits_left(&gb) < 64)
 355         return -1;
 356
 357     header_size  = get_bits_long(&gb, 32);
 358     trailer_size = get_bits_long(&gb, 32);
 359     if (header_size  == 0xFFFFFFFF)
 360         header_size  = 0;
 361     if (trailer_size == 0xFFFFFFFF)
 362         trailer_size = 0;
 363
 364     ht_size = ((int64_t)(header_size) + (int64_t)(trailer_size)) << 3;
 365
 366
 367     // skip the header and trailer data
 368     if (get_bits_left(&gb) < ht_size)
 369         return -1;
 370
 371     if (ht_size > INT32_MAX)
 372         return -1;
 373
 374     skip_bits_long(&gb, ht_size);
 375
 376
 377     // skip the crc data
 378     if (crc_enabled) {
 379         if (get_bits_left(&gb) < 32)
 380             return -1;
 381
 382         skip_bits_long(&gb, 32);
 383     }
 384
 385
 386     // no need to read the rest of ALSSpecificConfig (ra_unit_size & aux data)
 387
 388     dprint_specific_config(ctx);
 389
 390     return 0;
 391 }
 392
 393
 394 /** Checks the ALSSpecificConfig for unsupported features.
 395  */
 396 static int check_specific_config(ALSDecContext *ctx)
 397 {
 398     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
 399     int error = 0;
 400
 401     // report unsupported feature and set error value
 402     #define MISSING_ERR(cond, str, errval)              \
 403     {                                                   \
 404         if (cond) {                                     \
 405             av_log_missing_feature(ctx->avctx, str, 0); \
 406             error = errval;                             \
 407         }                                               \
 408     }
 409
 410     MISSING_ERR(sconf->floating,             "Floating point decoding",     -1);
 411     MISSING_ERR(sconf->rlslms,               "Adaptive RLS-LMS prediction", -1);
 412     MISSING_ERR(sconf->chan_sort,            "Channel sorting",              0);
 413
 414     return error;
 415 }
 416
 417
 418 /** Parses the bs_info field to extract the block partitioning used in
 419  *  block switching mode, refer to ISO/IEC 14496-3, section 11.6.2.
 420  */
 421 static void parse_bs_info(const uint32_t bs_info, unsigned int n,
 422                           unsigned int div, unsigned int **div_blocks,
 423                           unsigned int *num_blocks)
 424 {
 425     if (n < 31 && ((bs_info << n) & 0x40000000)) {
 426         // if the level is valid and the investigated bit n is set
 427         // then recursively check both children at bits (2n+1) and (2n+2)
 428         n   *= 2;
 429         div += 1;
 430         parse_bs_info(bs_info, n + 1, div, div_blocks, num_blocks);
 431         parse_bs_info(bs_info, n + 2, div, div_blocks, num_blocks);
 432     } else {
 433         // else the bit is not set or the last level has been reached
 434         // (bit implicitly not set)
 435         **div_blocks = div;
 436         (*div_blocks)++;
 437         (*num_blocks)++;
 438     }
 439 }
 440
 441
 442 /** Reads and decodes a Rice codeword.
 443  */
 444 static int32_t decode_rice(GetBitContext *gb, unsigned int k)
 445 {
 446     int max = get_bits_left(gb) - k;
 447     int q   = get_unary(gb, 0, max);
 448     int r   = k ? get_bits1(gb) : !(q & 1);
 449
 450     if (k > 1) {
 451         q <<= (k - 1);
 452         q  += get_bits_long(gb, k - 1);
 453     } else if (!k) {
 454         q >>= 1;
 455     }
 456     return r ? q : ~q;
 457 }
 458
 459
 460 /** Converts PARCOR coefficient k to direct filter coefficient.
 461  */
 462 static void parcor_to_lpc(unsigned int k, const int32_t *par, int32_t *cof)
 463 {
 464     int i, j;
 465
 466     for (i = 0, j = k - 1; i < j; i++, j--) {
 467         int tmp1 = ((MUL64(par[k], cof[j]) + (1 << 19)) >> 20);
 468         cof[j]  += ((MUL64(par[k], cof[i]) + (1 << 19)) >> 20);
 469         cof[i]  += tmp1;
 470     }
 471     if (i == j)
 472         cof[i] += ((MUL64(par[k], cof[j]) + (1 << 19)) >> 20);
 473
 474     cof[k] = par[k];
 475 }
 476
 477
 478 /** Reads block switching field if necessary and sets actual block sizes.
 479  *  Also assures that the block sizes of the last frame correspond to the
 480  *  actual number of samples.
 481  */
 482 static void get_block_sizes(ALSDecContext *ctx, unsigned int *div_blocks,
 483                             uint32_t *bs_info)
 484 {
 485     ALSSpecificConfig *sconf     = &ctx->sconf;
 486     GetBitContext *gb            = &ctx->gb;
 487     unsigned int *ptr_div_blocks = div_blocks;
 488     unsigned int b;
 489
 490     if (sconf->block_switching) {
 491         unsigned int bs_info_len = 1 << (sconf->block_switching + 2);
 492         *bs_info = get_bits_long(gb, bs_info_len);
 493         *bs_info <<= (32 - bs_info_len);
 494     }
 495
 496     ctx->num_blocks = 0;
 497     parse_bs_info(*bs_info, 0, 0, &ptr_div_blocks, &ctx->num_blocks);
 498
 499     // The last frame may have an overdetermined block structure given in
 500     // the bitstream. In that case the defined block structure would need
 501     // more samples than available to be consistent.
 502     // The block structure is actually used but the block sizes are adapted
 503     // to fit the actual number of available samples.
 504     // Example: 5 samples, 2nd level block sizes: 2 2 2 2.
 505     // This results in the actual block sizes:    2 2 1 0.
 506     // This is not specified in 14496-3 but actually done by the reference
 507     // codec RM22 revision 2.
 508     // This appears to happen in case of an odd number of samples in the last
 509     // frame which is actually not allowed by the block length switching part
 510     // of 14496-3.
 511     // The ALS conformance files feature an odd number of samples in the last
 512     // frame.
 513
 514     for (b = 0; b < ctx->num_blocks; b++)
 515         div_blocks[b] = ctx->sconf.frame_length >> div_blocks[b];
 516
 517     if (ctx->cur_frame_length != ctx->sconf.frame_length) {
 518         unsigned int remaining = ctx->cur_frame_length;
 519
 520         for (b = 0; b < ctx->num_blocks; b++) {
 521             if (remaining < div_blocks[b]) {
 522                 div_blocks[b] = remaining;
 523                 ctx->num_blocks = b + 1;
 524                 break;
 525             }
 526
 527             remaining -= div_blocks[b];
 528         }
 529     }
 530 }
 531
 532
 533 /** Reads the block data for a constant block
 534  */
 535 static void read_const_block_data(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
 536 {
 537     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
 538     AVCodecContext *avctx    = ctx->avctx;
 539     GetBitContext *gb        = &ctx->gb;
 540
 541     bd->const_val    = 0;
 542     bd->const_block  = get_bits1(gb);    // 1 = constant value, 0 = zero block (silence)
 543     bd->js_blocks    = get_bits1(gb);
 544
 545     // skip 5 reserved bits
 546     skip_bits(gb, 5);
 547
 548     if (bd->const_block) {
 549         unsigned int const_val_bits = sconf->floating ? 24 : avctx->bits_per_raw_sample;
 550         bd->const_val = get_sbits_long(gb, const_val_bits);
 551     }
 552
 553     // ensure constant block decoding by reusing this field
 554     bd->const_block = 1;
 555 }
 556
 557
 558 /** Decodes the block data for a constant block
 559  */
 560 static void decode_const_block_data(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
 561 {
 562     int      smp = bd->block_length;
 563     int32_t  val = bd->const_val;
 564     int32_t *dst = bd->raw_samples;
 565
 566     // write raw samples into buffer
 567     for (; smp; smp--)
 568         *dst++ = val;
 569 }
 570
 571
 572 /** Reads the block data for a non-constant block
 573  */
 574 static int read_var_block_data(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
 575 {
 576     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
 577     AVCodecContext *avctx    = ctx->avctx;
 578     GetBitContext *gb        = &ctx->gb;
 579     unsigned int k;
 580     unsigned int s[8];
 581     unsigned int sx[8];
 582     unsigned int sub_blocks, log2_sub_blocks, sb_length;
 583     unsigned int start      = 0;
 584     unsigned int opt_order;
 585     int          sb;
 586     int32_t      *quant_cof = bd->quant_cof;
 587     int32_t      *current_res;
 588
 589
 590     // ensure variable block decoding by reusing this field
 591     bd->const_block = 0;
 592
 593     bd->opt_order   = 1;
 594     bd->js_blocks   = get_bits1(gb);
 595
 596     opt_order       = bd->opt_order;
 597
 598     // determine the number of subblocks for entropy decoding
 599     if (!sconf->bgmc && !sconf->sb_part) {
 600         log2_sub_blocks = 0;
 601     } else {
 602         if (sconf->bgmc && sconf->sb_part)
 603             log2_sub_blocks = get_bits(gb, 2);
 604         else
 605             log2_sub_blocks = 2 * get_bits1(gb);
 606     }
 607
 608     sub_blocks = 1 << log2_sub_blocks;
 609
 610     // do not continue in case of a damaged stream since
 611     // block_length must be evenly divisible by sub_blocks
 612     if (bd->block_length & (sub_blocks - 1)) {
 613         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 614                "Block length is not evenly divisible by the number of subblocks.\n");
 615         return -1;
 616     }
 617
 618     sb_length = bd->block_length >> log2_sub_blocks;
 619
 620     if (sconf->bgmc) {
 621         s[0] = get_bits(gb, 8 + (sconf->resolution > 1));
 622         for (k = 1; k < sub_blocks; k++)
 623             s[k] = s[k - 1] + decode_rice(gb, 2);
 624
 625         for (k = 0; k < sub_blocks; k++) {
 626             sx[k]   = s[k] & 0x0F;
 627             s [k] >>= 4;
 628         }
 629     } else {
 630         s[0] = get_bits(gb, 4 + (sconf->resolution > 1));
 631         for (k = 1; k < sub_blocks; k++)
 632             s[k] = s[k - 1] + decode_rice(gb, 0);
 633     }
 634
 635     if (get_bits1(gb))
 636         bd->shift_lsbs = get_bits(gb, 4) + 1;
 637
 638     bd->store_prev_samples = (bd->js_blocks && bd->raw_other) || bd->shift_lsbs;
 639
 640
 641     if (!sconf->rlslms) {
 642         if (sconf->adapt_order) {
 643             int opt_order_length = av_ceil_log2(av_clip((bd->block_length >> 3) - 1,
 644                                                 2, sconf->max_order + 1));
 645             bd->opt_order        = get_bits(gb, opt_order_length);
 646         } else {
 647             bd->opt_order = sconf->max_order;
 648         }
 649
 650         opt_order = bd->opt_order;
 651
 652         if (opt_order) {
 653             int add_base;
 654
 655             if (sconf->coef_table == 3) {
 656                 add_base = 0x7F;
 657
 658                 // read coefficient 0
 659                 quant_cof[0] = 32 * parcor_scaled_values[get_bits(gb, 7)];
 660
 661                 // read coefficient 1
 662                 if (opt_order > 1)
 663                     quant_cof[1] = -32 * parcor_scaled_values[get_bits(gb, 7)];
 664
 665                 // read coefficients 2 to opt_order
 666                 for (k = 2; k < opt_order; k++)
 667                     quant_cof[k] = get_bits(gb, 7);
 668             } else {
 669                 int k_max;
 670                 add_base = 1;
 671
 672                 // read coefficient 0 to 19
 673                 k_max = FFMIN(opt_order, 20);
 674                 for (k = 0; k < k_max; k++) {
 675                     int rice_param = parcor_rice_table[sconf->coef_table][k][1];
 676                     int offset     = parcor_rice_table[sconf->coef_table][k][0];
 677                     quant_cof[k] = decode_rice(gb, rice_param) + offset;
 678                 }
 679
 680                 // read coefficients 20 to 126
 681                 k_max = FFMIN(opt_order, 127);
 682                 for (; k < k_max; k++)
 683                     quant_cof[k] = decode_rice(gb, 2) + (k & 1);
 684
 685                 // read coefficients 127 to opt_order
 686                 for (; k < opt_order; k++)
 687                     quant_cof[k] = decode_rice(gb, 1);
 688
 689                 quant_cof[0] = 32 * parcor_scaled_values[quant_cof[0] + 64];
 690
 691                 if (opt_order > 1)
 692                     quant_cof[1] = -32 * parcor_scaled_values[quant_cof[1] + 64];
 693             }
 694
 695             for (k = 2; k < opt_order; k++)
 696                 quant_cof[k] = (quant_cof[k] << 14) + (add_base << 13);
 697         }
 698     }
 699
 700     // read LTP gain and lag values
 701     if (sconf->long_term_prediction) {
 702         *bd->use_ltp = get_bits1(gb);
 703
 704         if (*bd->use_ltp) {
 705             bd->ltp_gain[0]   = decode_rice(gb, 1) << 3;
 706             bd->ltp_gain[1]   = decode_rice(gb, 2) << 3;
 707
 708             bd->ltp_gain[2]   = ltp_gain_values[get_unary(gb, 0, 4)][get_bits(gb, 2)];
 709
 710             bd->ltp_gain[3]   = decode_rice(gb, 2) << 3;
 711             bd->ltp_gain[4]   = decode_rice(gb, 1) << 3;
 712
 713             *bd->ltp_lag      = get_bits(gb, ctx->ltp_lag_length);
 714             *bd->ltp_lag     += FFMAX(4, opt_order + 1);
 715         }
 716     }
 717
 718     // read first value and residuals in case of a random access block
 719     if (bd->ra_block) {
 720         if (opt_order)
 721             bd->raw_samples[0] = decode_rice(gb, avctx->bits_per_raw_sample - 4);
 722         if (opt_order > 1)
 723             bd->raw_samples[1] = decode_rice(gb, s[0] + 3);
 724         if (opt_order > 2)
 725             bd->raw_samples[2] = decode_rice(gb, s[0] + 1);
 726
 727         start = FFMIN(opt_order, 3);
 728     }
 729
 730     // read all residuals
 731     if (sconf->bgmc) {
 732         unsigned int delta[sub_blocks];
 733         unsigned int k    [sub_blocks];
 734         unsigned int b = av_clip((av_ceil_log2(bd->block_length) - 3) >> 1, 0, 5);
 735         unsigned int i = start;
 736
 737         // read most significant bits
 738         unsigned int high;
 739         unsigned int low;
 740         unsigned int value;
 741
 742         ff_bgmc_decode_init(gb, &high, &low, &value);
 743
 744         current_res = bd->raw_samples + start;
 745
 746         for (sb = 0; sb < sub_blocks; sb++, i = 0) {
 747             k    [sb] = s[sb] > b ? s[sb] - b : 0;
 748             delta[sb] = 5 - s[sb] + k[sb];
 749
 750             ff_bgmc_decode(gb, sb_length, current_res,
 751                         delta[sb], sx[sb], &high, &low, &value, ctx->bgmc_lut, ctx->bgmc_lut_status);
 752
 753             current_res += sb_length;
 754         }
 755
 756         ff_bgmc_decode_end(gb);
 757
 758
 759         // read least significant bits and tails
 760         i = start;
 761         current_res = bd->raw_samples + start;
 762
 763         for (sb = 0; sb < sub_blocks; sb++, i = 0) {
 764             unsigned int cur_tail_code = tail_code[sx[sb]][delta[sb]];
 765             unsigned int cur_k         = k[sb];
 766             unsigned int cur_s         = s[sb];
 767
 768             for (; i < sb_length; i++) {
 769                 int32_t res = *current_res;
 770
 771                 if (res == cur_tail_code) {
 772                     unsigned int max_msb =   (2 + (sx[sb] > 2) + (sx[sb] > 10))
 773                                           << (5 - delta[sb]);
 774
 775                     res = decode_rice(gb, cur_s);
 776
 777                     if (res >= 0) {
 778                         res += (max_msb    ) << cur_k;
 779                     } else {
 780                         res -= (max_msb - 1) << cur_k;
 781                     }
 782                 } else {
 783                     if (res > cur_tail_code)
 784                         res--;
 785
 786                     if (res & 1)
 787                         res = -res;
 788
 789                     res >>= 1;
 790
 791                     if (cur_k) {
 792                         res <<= cur_k;
 793                         res  |= get_bits_long(gb, cur_k);
 794                     }
 795                 }
 796
 797                 *current_res++ = res;
 798             }
 799         }
 800     } else {
 801         current_res = bd->raw_samples + start;
 802
 803         for (sb = 0; sb < sub_blocks; sb++, start = 0)
 804             for (; start < sb_length; start++)
 805                 *current_res++ = decode_rice(gb, s[sb]);
 806      }
 807
 808     if (!sconf->mc_coding || ctx->js_switch)
 809         align_get_bits(gb);
 810
 811     return 0;
 812 }
 813
 814
 815 /** Decodes the block data for a non-constant block
 816  */
 817 static int decode_var_block_data(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
 818 {
 819     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
 820     unsigned int block_length = bd->block_length;
 821     unsigned int smp = 0;
 822     unsigned int k;
 823     int opt_order             = bd->opt_order;
 824     int sb;
 825     int64_t y;
 826     int32_t *quant_cof        = bd->quant_cof;
 827     int32_t *lpc_cof          = bd->lpc_cof;
 828     int32_t *raw_samples      = bd->raw_samples;
 829     int32_t *raw_samples_end  = bd->raw_samples + bd->block_length;
 830     int32_t *lpc_cof_reversed = ctx->lpc_cof_reversed_buffer;
 831
 832     // reverse long-term prediction
 833     if (*bd->use_ltp) {
 834         int ltp_smp;
 835
 836         for (ltp_smp = FFMAX(*bd->ltp_lag - 2, 0); ltp_smp < block_length; ltp_smp++) {
 837             int center = ltp_smp - *bd->ltp_lag;
 838             int begin  = FFMAX(0, center - 2);
 839             int end    = center + 3;
 840             int tab    = 5 - (end - begin);
 841             int base;
 842
 843             y = 1 << 6;
 844
 845             for (base = begin; base < end; base++, tab++)
 846                 y += MUL64(bd->ltp_gain[tab], raw_samples[base]);
 847
 848             raw_samples[ltp_smp] += y >> 7;
 849         }
 850     }
 851
 852     // reconstruct all samples from residuals
 853     if (bd->ra_block) {
 854         for (smp = 0; smp < opt_order; smp++) {
 855             y = 1 << 19;
 856
 857             for (sb = 0; sb < smp; sb++)
 858                 y += MUL64(lpc_cof[sb], raw_samples[-(sb + 1)]);
 859
 860             *raw_samples++ -= y >> 20;
 861             parcor_to_lpc(smp, quant_cof, lpc_cof);
 862         }
 863     } else {
 864         for (k = 0; k < opt_order; k++)
 865             parcor_to_lpc(k, quant_cof, lpc_cof);
 866
 867         // store previous samples in case that they have to be altered
 868         if (bd->store_prev_samples)
 869             memcpy(bd->prev_raw_samples, raw_samples - sconf->max_order,
 870                    sizeof(*bd->prev_raw_samples) * sconf->max_order);
 871
 872         // reconstruct difference signal for prediction (joint-stereo)
 873         if (bd->js_blocks && bd->raw_other) {
 874             int32_t *left, *right;
 875
 876             if (bd->raw_other > raw_samples) {  // D = R - L
 877                 left  = raw_samples;
 878                 right = bd->raw_other;
 879             } else {                                // D = R - L
 880                 left  = bd->raw_other;
 881                 right = raw_samples;
 882             }
 883
 884             for (sb = -1; sb >= -sconf->max_order; sb--)
 885                 raw_samples[sb] = right[sb] - left[sb];
 886         }
 887
 888         // reconstruct shifted signal
 889         if (bd->shift_lsbs)
 890             for (sb = -1; sb >= -sconf->max_order; sb--)
 891                 raw_samples[sb] >>= bd->shift_lsbs;
 892     }
 893
 894     // reverse linear prediction coefficients for efficiency
 895     lpc_cof = lpc_cof + opt_order;
 896
 897     for (sb = 0; sb < opt_order; sb++)
 898         lpc_cof_reversed[sb] = lpc_cof[-(sb + 1)];
 899
 900     // reconstruct raw samples
 901     raw_samples = bd->raw_samples + smp;
 902     lpc_cof     = lpc_cof_reversed + opt_order;
 903
 904     for (; raw_samples < raw_samples_end; raw_samples++) {
 905         y = 1 << 19;
 906
 907         for (sb = -opt_order; sb < 0; sb++)
 908             y += MUL64(lpc_cof[sb], raw_samples[sb]);
 909
 910         *raw_samples -= y >> 20;
 911     }
 912
 913     raw_samples = bd->raw_samples;
 914
 915     // restore previous samples in case that they have been altered
 916     if (bd->store_prev_samples)
 917         memcpy(raw_samples - sconf->max_order, bd->prev_raw_samples,
 918                sizeof(*raw_samples) * sconf->max_order);
 919
 920     return 0;
 921 }
 922
 923
 924 /** Reads the block data.
 925  */
 926 static int read_block(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
 927 {
 928     GetBitContext *gb        = &ctx->gb;
 929
 930     // read block type flag and read the samples accordingly
 931     if (get_bits1(gb)) {
 932         if (read_var_block_data(ctx, bd))
 933             return -1;
 934     } else {
 935         read_const_block_data(ctx, bd);
 936     }
 937
 938     return 0;
 939 }
 940
 941
 942 /** Decodes the block data.
 943  */
 944 static int decode_block(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
 945 {
 946     unsigned int smp;
 947
 948     // read block type flag and read the samples accordingly
 949     if (bd->const_block)
 950         decode_const_block_data(ctx, bd);
 951     else if (decode_var_block_data(ctx, bd))
 952         return -1;
 953
 954     // TODO: read RLSLMS extension data
 955
 956     if (bd->shift_lsbs)
 957         for (smp = 0; smp < bd->block_length; smp++)
 958             bd->raw_samples[smp] <<= bd->shift_lsbs;
 959
 960     return 0;
 961 }
 962
 963
 964 /** Reads and decodes block data successively.
 965  */
 966 static int read_decode_block(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
 967 {
 968     int ret;
 969
 970     ret = read_block(ctx, bd);
 971
 972     if (ret)
 973         return ret;
 974
 975     ret = decode_block(ctx, bd);
 976
 977     return ret;
 978 }
 979
 980
 981 /** Computes the number of samples left to decode for the current frame and
 982  *  sets these samples to zero.
 983  */
 984 static void zero_remaining(unsigned int b, unsigned int b_max,
 985                            const unsigned int *div_blocks, int32_t *buf)
 986 {
 987     unsigned int count = 0;
 988
 989     while (b < b_max)
 990         count += div_blocks[b];
 991
 992     if (count)
 993         memset(buf, 0, sizeof(*buf) * count);
 994 }
 995
 996
 997 /** Decodes blocks independently.
 998  */
 999 static int decode_blocks_ind(ALSDecContext *ctx, unsigned int ra_frame,
1000                              unsigned int c, const unsigned int *div_blocks,
1001                              unsigned int *js_blocks)
1002 {
1003     unsigned int b;
1004     ALSBlockData bd;
1005
1006     memset(&bd, 0, sizeof(ALSBlockData));
1007
1008     bd.ra_block         = ra_frame;
1009     bd.use_ltp          = ctx->use_ltp;
1010     bd.ltp_lag          = ctx->ltp_lag;
1011     bd.ltp_gain         = ctx->ltp_gain[0];
1012     bd.quant_cof        = ctx->quant_cof[0];
1013     bd.lpc_cof          = ctx->lpc_cof[0];
1014     bd.prev_raw_samples = ctx->prev_raw_samples;
1015     bd.raw_samples      = ctx->raw_samples[c];
1016
1017
1018     for (b = 0; b < ctx->num_blocks; b++) {
1019         bd.shift_lsbs       = 0;
1020         bd.block_length     = div_blocks[b];
1021
1022         if (read_decode_block(ctx, &bd)) {
1023             // damaged block, write zero for the rest of the frame
1024             zero_remaining(b, ctx->num_blocks, div_blocks, bd.raw_samples);
1025             return -1;
1026         }
1027         bd.raw_samples += div_blocks[b];
1028         bd.ra_block     = 0;
1029     }
1030
1031     return 0;
1032 }
1033
1034
1035 /** Decodes blocks dependently.
1036  */
1037 static int decode_blocks(ALSDecContext *ctx, unsigned int ra_frame,
1038                          unsigned int c, const unsigned int *div_blocks,
1039                          unsigned int *js_blocks)
1040 {
1041     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
1042     unsigned int offset = 0;
1043     unsigned int b;
1044     ALSBlockData bd[2];
1045
1046     memset(bd, 0, 2 * sizeof(ALSBlockData));
1047
1048     bd[0].ra_block         = ra_frame;
1049     bd[0].use_ltp          = ctx->use_ltp;
1050     bd[0].ltp_lag          = ctx->ltp_lag;
1051     bd[0].ltp_gain         = ctx->ltp_gain[0];
1052     bd[0].quant_cof        = ctx->quant_cof[0];
1053     bd[0].lpc_cof          = ctx->lpc_cof[0];
1054     bd[0].prev_raw_samples = ctx->prev_raw_samples;
1055     bd[0].js_blocks        = *js_blocks;
1056
1057     bd[1].ra_block         = ra_frame;
1058     bd[1].use_ltp          = ctx->use_ltp;
1059     bd[1].ltp_lag          = ctx->ltp_lag;
1060     bd[1].ltp_gain         = ctx->ltp_gain[0];
1061     bd[1].quant_cof        = ctx->quant_cof[0];
1062     bd[1].lpc_cof          = ctx->lpc_cof[0];
1063     bd[1].prev_raw_samples = ctx->prev_raw_samples;
1064     bd[1].js_blocks        = *(js_blocks + 1);
1065
1066     // decode all blocks
1067     for (b = 0; b < ctx->num_blocks; b++) {
1068         unsigned int s;
1069
1070         bd[0].shift_lsbs   = 0;
1071         bd[1].shift_lsbs   = 0;
1072
1073         bd[0].block_length = div_blocks[b];
1074         bd[1].block_length = div_blocks[b];
1075
1076         bd[0].raw_samples  = ctx->raw_samples[c    ] + offset;
1077         bd[1].raw_samples  = ctx->raw_samples[c + 1] + offset;
1078
1079         bd[0].raw_other    = bd[1].raw_samples;
1080         bd[1].raw_other    = bd[0].raw_samples;
1081
1082         if(read_decode_block(ctx, &bd[0]) || read_decode_block(ctx, &bd[1])) {
1083             // damaged block, write zero for the rest of the frame
1084             zero_remaining(b, ctx->num_blocks, div_blocks, bd[0].raw_samples);
1085             zero_remaining(b, ctx->num_blocks, div_blocks, bd[1].raw_samples);
1086             return -1;
1087         }
1088
1089         // reconstruct joint-stereo blocks
1090         if (bd[0].js_blocks) {
1091             if (bd[1].js_blocks)
1092                 av_log(ctx->avctx, AV_LOG_WARNING, "Invalid channel pair!\n");
1093
1094             for (s = 0; s < div_blocks[b]; s++)
1095                 bd[0].raw_samples[s] = bd[1].raw_samples[s] - bd[0].raw_samples[s];
1096         } else if (bd[1].js_blocks) {
1097             for (s = 0; s < div_blocks[b]; s++)
1098                 bd[1].raw_samples[s] = bd[1].raw_samples[s] + bd[0].raw_samples[s];
1099         }
1100
1101         offset  += div_blocks[b];
1102         bd[0].ra_block = 0;
1103         bd[1].ra_block = 0;
1104     }
1105
1106     // store carryover raw samples,
1107     // the others channel raw samples are stored by the calling function.
1108     memmove(ctx->raw_samples[c] - sconf->max_order,
1109             ctx->raw_samples[c] - sconf->max_order + sconf->frame_length,
1110             sizeof(*ctx->raw_samples[c]) * sconf->max_order);
1111
1112     return 0;
1113 }
1114
1115
1116 /** Reads the channel data.
1117   */
1118 static int read_channel_data(ALSDecContext *ctx, ALSChannelData *cd, int c)
1119 {
1120     GetBitContext *gb       = &ctx->gb;
1121     ALSChannelData *current = cd;
1122     unsigned int channels   = ctx->avctx->channels;
1123     int entries             = 0;
1124
1125     while (entries < channels && !(current->stop_flag = get_bits1(gb))) {
1126         current->master_channel = get_bits_long(gb, av_ceil_log2(channels));
1127
1128         if (current->master_channel >= channels) {
1129             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid master channel!\n");
1130             return -1;
1131         }
1132
1133         if (current->master_channel != c) {
1134             current->time_diff_flag = get_bits1(gb);
1135             current->weighting[0]   = mcc_weightings[av_clip(decode_rice(gb, 1) + 16, 0, 32)];
1136             current->weighting[1]   = mcc_weightings[av_clip(decode_rice(gb, 2) + 14, 0, 32)];
1137             current->weighting[2]   = mcc_weightings[av_clip(decode_rice(gb, 1) + 16, 0, 32)];
1138
1139             if (current->time_diff_flag) {
1140                 current->weighting[3] = mcc_weightings[av_clip(decode_rice(gb, 1) + 16, 0, 32)];
1141                 current->weighting[4] = mcc_weightings[av_clip(decode_rice(gb, 1) + 16, 0, 32)];
1142                 current->weighting[5] = mcc_weightings[av_clip(decode_rice(gb, 1) + 16, 0, 32)];
1143
1144                 current->time_diff_sign  = get_bits1(gb);
1145                 current->time_diff_index = get_bits(gb, ctx->ltp_lag_length - 3) + 3;
1146             }
1147         }
1148
1149         current++;
1150         entries++;
1151     }
1152
1153     if (entries == channels) {
1154         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Damaged channel data!\n");
1155         return -1;
1156     }
1157
1158     align_get_bits(gb);
1159     return 0;
1160 }
1161
1162
1163 /** Recursively reverts the inter-channel correlation for a block.
1164  */
1165 static int revert_channel_correlation(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd,
1166                                        ALSChannelData **cd, int *reverted,
1167                                        unsigned int offset, int c)
1168 {
1169     ALSChannelData *ch = cd[c];
1170     unsigned int   dep = 0;
1171     unsigned int channels = ctx->avctx->channels;
1172
1173     if (reverted[c])
1174         return 0;
1175
1176     reverted[c] = 1;
1177
1178     while (dep < channels && !ch[dep].stop_flag) {
1179         revert_channel_correlation(ctx, bd, cd, reverted, offset,
1180                                    ch[dep].master_channel);
1181
1182         dep++;
1183     }
1184
1185     if (dep == channels) {
1186         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_WARNING, "Invalid channel correlation!\n");
1187         return -1;
1188     }
1189
1190     bd->use_ltp     = ctx->use_ltp + c;
1191     bd->ltp_lag     = ctx->ltp_lag + c;
1192     bd->ltp_gain    = ctx->ltp_gain[c];
1193     bd->lpc_cof     = ctx->lpc_cof[c];
1194     bd->quant_cof   = ctx->quant_cof[c];
1195     bd->raw_samples = ctx->raw_samples[c] + offset;
1196
1197     dep = 0;
1198     while (!ch[dep].stop_flag) {
1199         unsigned int smp;
1200         unsigned int begin = 1;
1201         unsigned int end   = bd->block_length - 1;
1202         int64_t y;
1203         int32_t *master = ctx->raw_samples[ch[dep].master_channel] + offset;
1204
1205         if (ch[dep].time_diff_flag) {
1206             int t = ch[dep].time_diff_index;
1207
1208             if (ch[dep].time_diff_sign) {
1209                 t      = -t;
1210                 begin -= t;
1211             } else {
1212                 end   -= t;
1213             }
1214
1215             for (smp = begin; smp < end; smp++) {
1216                 y  = (1 << 6) +
1217                      MUL64(ch[dep].weighting[0], master[smp - 1    ]) +
1218                      MUL64(ch[dep].weighting[1], master[smp        ]) +
1219                      MUL64(ch[dep].weighting[2], master[smp + 1    ]) +
1220                      MUL64(ch[dep].weighting[3], master[smp - 1 + t]) +
1221                      MUL64(ch[dep].weighting[4], master[smp     + t]) +
1222                      MUL64(ch[dep].weighting[5], master[smp + 1 + t]);
1223
1224                 bd->raw_samples[smp] += y >> 7;
1225             }
1226         } else {
1227             for (smp = begin; smp < end; smp++) {
1228                 y  = (1 << 6) +
1229                      MUL64(ch[dep].weighting[0], master[smp - 1]) +
1230                      MUL64(ch[dep].weighting[1], master[smp    ]) +
1231                      MUL64(ch[dep].weighting[2], master[smp + 1]);
1232
1233                 bd->raw_samples[smp] += y >> 7;
1234             }
1235         }
1236
1237         dep++;
1238     }
1239
1240     return 0;
1241 }
1242
1243
1244 /** Reads the frame data.
1245  */
1246 static int read_frame_data(ALSDecContext *ctx, unsigned int ra_frame)
1247 {
1248     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
1249     AVCodecContext *avctx    = ctx->avctx;
1250     GetBitContext *gb = &ctx->gb;
1251     unsigned int div_blocks[32];                ///< block sizes.
1252     unsigned int c;
1253     unsigned int js_blocks[2];
1254
1255     uint32_t bs_info = 0;
1256
1257     // skip the size of the ra unit if present in the frame
1258     if (sconf->ra_flag == RA_FLAG_FRAMES && ra_frame)
1259         skip_bits_long(gb, 32);
1260
1261     if (sconf->mc_coding && sconf->joint_stereo) {
1262         ctx->js_switch = get_bits1(gb);
1263         align_get_bits(gb);
1264     }
1265
1266     if (!sconf->mc_coding || ctx->js_switch) {
1267         int independent_bs = !sconf->joint_stereo;
1268
1269         for (c = 0; c < avctx->channels; c++) {
1270             js_blocks[0] = 0;
1271             js_blocks[1] = 0;
1272
1273             get_block_sizes(ctx, div_blocks, &bs_info);
1274
1275             // if joint_stereo and block_switching is set, independent decoding
1276             // is signaled via the first bit of bs_info
1277             if (sconf->joint_stereo && sconf->block_switching)
1278                 if (bs_info >> 31)
1279                     independent_bs = 2;
1280
1281             // if this is the last channel, it has to be decoded independently
1282             if (c == avctx->channels - 1)
1283                 independent_bs = 1;
1284
1285             if (independent_bs) {
1286                 if (decode_blocks_ind(ctx, ra_frame, c, div_blocks, js_blocks))
1287                     return -1;
1288
1289                 independent_bs--;
1290             } else {
1291                 if (decode_blocks(ctx, ra_frame, c, div_blocks, js_blocks))
1292                     return -1;
1293
1294                 c++;
1295             }
1296
1297             // store carryover raw samples
1298             memmove(ctx->raw_samples[c] - sconf->max_order,
1299                     ctx->raw_samples[c] - sconf->max_order + sconf->frame_length,
1300                     sizeof(*ctx->raw_samples[c]) * sconf->max_order);
1301         }
1302     } else { // multi-channel coding
1303         ALSBlockData   bd;
1304         int            b;
1305         int            *reverted_channels = ctx->reverted_channels;
1306         unsigned int   offset             = 0;
1307
1308         for (c = 0; c < avctx->channels; c++)
1309             if (ctx->chan_data[c] < ctx->chan_data_buffer) {
1310                 av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid channel data!\n");
1311                 return -1;
1312             }
1313
1314         memset(&bd,               0, sizeof(ALSBlockData));
1315         memset(reverted_channels, 0, sizeof(*reverted_channels) * avctx->channels);
1316
1317         bd.ra_block         = ra_frame;
1318         bd.prev_raw_samples = ctx->prev_raw_samples;
1319
1320         get_block_sizes(ctx, div_blocks, &bs_info);
1321
1322         for (b = 0; b < ctx->num_blocks; b++) {
1323             bd.shift_lsbs   = 0;
1324             bd.block_length = div_blocks[b];
1325
1326             for (c = 0; c < avctx->channels; c++) {
1327                 bd.use_ltp     = ctx->use_ltp + c;
1328                 bd.ltp_lag     = ctx->ltp_lag + c;
1329                 bd.ltp_gain    = ctx->ltp_gain[c];
1330                 bd.lpc_cof     = ctx->lpc_cof[c];
1331                 bd.quant_cof   = ctx->quant_cof[c];
1332                 bd.raw_samples = ctx->raw_samples[c] + offset;
1333                 bd.raw_other   = NULL;
1334
1335                 read_block(ctx, &bd);
1336                 if (read_channel_data(ctx, ctx->chan_data[c], c))
1337                     return -1;
1338             }
1339
1340             for (c = 0; c < avctx->channels; c++)
1341                 if (revert_channel_correlation(ctx, &bd, ctx->chan_data,
1342                                                reverted_channels, offset, c))
1343                     return -1;
1344
1345             for (c = 0; c < avctx->channels; c++) {
1346                 bd.use_ltp     = ctx->use_ltp + c;
1347                 bd.ltp_lag     = ctx->ltp_lag + c;
1348                 bd.ltp_gain    = ctx->ltp_gain[c];
1349                 bd.lpc_cof     = ctx->lpc_cof[c];
1350                 bd.quant_cof   = ctx->quant_cof[c];
1351                 bd.raw_samples = ctx->raw_samples[c] + offset;
1352                 decode_block(ctx, &bd);
1353             }
1354
1355             memset(reverted_channels, 0, avctx->channels * sizeof(*reverted_channels));
1356             offset      += div_blocks[b];
1357             bd.ra_block  = 0;
1358         }
1359
1360         // store carryover raw samples
1361         for (c = 0; c < avctx->channels; c++)
1362             memmove(ctx->raw_samples[c] - sconf->max_order,
1363                     ctx->raw_samples[c] - sconf->max_order + sconf->frame_length,
1364                     sizeof(*ctx->raw_samples[c]) * sconf->max_order);
1365     }
1366
1367     // TODO: read_diff_float_data
1368
1369     return 0;
1370 }
1371
1372
1373 /** Decodes an ALS frame.
1374  */
1375 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
1376                         void *data, int *data_size,
1377                         AVPacket *avpkt)
1378 {
1379     ALSDecContext *ctx       = avctx->priv_data;
1380     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
1381     const uint8_t *buffer    = avpkt->data;
1382     int buffer_size          = avpkt->size;
1383     int invalid_frame, size;
1384     unsigned int c, sample, ra_frame, bytes_read, shift;
1385
1386     init_get_bits(&ctx->gb, buffer, buffer_size * 8);
1387
1388     // In the case that the distance between random access frames is set to zero
1389     // (sconf->ra_distance == 0) no frame is treated as a random access frame.
1390     // For the first frame, if prediction is used, all samples used from the
1391     // previous frame are assumed to be zero.
1392     ra_frame = sconf->ra_distance && !(ctx->frame_id % sconf->ra_distance);
1393
1394     // the last frame to decode might have a different length
1395     if (sconf->samples != 0xFFFFFFFF)
1396         ctx->cur_frame_length = FFMIN(sconf->samples - ctx->frame_id * (uint64_t) sconf->frame_length,
1397                                       sconf->frame_length);
1398     else
1399         ctx->cur_frame_length = sconf->frame_length;
1400
1401     // decode the frame data
1402     if ((invalid_frame = read_frame_data(ctx, ra_frame) < 0))
1403         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_WARNING,
1404                "Reading frame data failed. Skipping RA unit.\n");
1405
1406     ctx->frame_id++;
1407
1408     // check for size of decoded data
1409     size = ctx->cur_frame_length * avctx->channels *
1410            (av_get_bits_per_sample_format(avctx->sample_fmt) >> 3);
1411
1412     if (size > *data_size) {
1413         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Decoded data exceeds buffer size.\n");
1414         return -1;
1415     }
1416
1417     *data_size = size;
1418
1419     // transform decoded frame into output format
1420     #define INTERLEAVE_OUTPUT(bps)                                 \
1421     {                                                              \
1422         int##bps##_t *dest = (int##bps##_t*) data;                 \
1423         shift = bps - ctx->avctx->bits_per_raw_sample;             \
1424         for (sample = 0; sample < ctx->cur_frame_length; sample++) \
1425             for (c = 0; c < avctx->channels; c++)                  \
1426                 *dest++ = ctx->raw_samples[c][sample] << shift;    \
1427     }
1428
1429     if (ctx->avctx->bits_per_raw_sample <= 16) {
1430         INTERLEAVE_OUTPUT(16)
1431     } else {
1432         INTERLEAVE_OUTPUT(32)
1433     }
1434
1435     bytes_read = invalid_frame ? buffer_size :
1436                                  (get_bits_count(&ctx->gb) + 7) >> 3;
1437
1438     return bytes_read;
1439 }
1440
1441
1442 /** Uninitializes the ALS decoder.
1443  */
1444 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
1445 {
1446     ALSDecContext *ctx = avctx->priv_data;
1447
1448     av_freep(&ctx->sconf.chan_pos);
1449
1450     ff_bgmc_end(&ctx->bgmc_lut, &ctx->bgmc_lut_status);
1451
1452     av_freep(&ctx->use_ltp);
1453     av_freep(&ctx->ltp_lag);
1454     av_freep(&ctx->ltp_gain);
1455     av_freep(&ctx->ltp_gain_buffer);
1456     av_freep(&ctx->quant_cof);
1457     av_freep(&ctx->lpc_cof);
1458     av_freep(&ctx->quant_cof_buffer);
1459     av_freep(&ctx->lpc_cof_buffer);
1460     av_freep(&ctx->lpc_cof_reversed_buffer);
1461     av_freep(&ctx->prev_raw_samples);
1462     av_freep(&ctx->raw_samples);
1463     av_freep(&ctx->raw_buffer);
1464     av_freep(&ctx->chan_data);
1465     av_freep(&ctx->chan_data_buffer);
1466     av_freep(&ctx->reverted_channels);
1467
1468     return 0;
1469 }
1470
1471
1472 /** Initializes the ALS decoder.
1473  */
1474 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
1475 {
1476     unsigned int c;
1477     unsigned int channel_size;
1478     int num_buffers;
1479     ALSDecContext *ctx = avctx->priv_data;
1480     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
1481     ctx->avctx = avctx;
1482
1483     if (!avctx->extradata) {
1484         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Missing required ALS extradata.\n");
1485         return -1;
1486     }
1487
1488     if (read_specific_config(ctx)) {
1489         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Reading ALSSpecificConfig failed.\n");
1490         decode_end(avctx);
1491         return -1;
1492     }
1493
1494     if (check_specific_config(ctx)) {
1495         decode_end(avctx);
1496         return -1;
1497     }
1498
1499     if (sconf->bgmc)
1500         ff_bgmc_init(avctx, &ctx->bgmc_lut, &ctx->bgmc_lut_status);
1501
1502     if (sconf->floating) {
1503         avctx->sample_fmt          = SAMPLE_FMT_FLT;
1504         avctx->bits_per_raw_sample = 32;
1505     } else {
1506         avctx->sample_fmt          = sconf->resolution > 1
1507                                      ? SAMPLE_FMT_S32 : SAMPLE_FMT_S16;
1508         avctx->bits_per_raw_sample = (sconf->resolution + 1) * 8;
1509     }
1510
1511     // set lag value for long-term prediction
1512     ctx->ltp_lag_length = 8 + (avctx->sample_rate >=  96000) +
1513                               (avctx->sample_rate >= 192000);
1514
1515     // allocate quantized parcor coefficient buffer
1516     num_buffers = sconf->mc_coding ? avctx->channels : 1;
1517
1518     ctx->quant_cof        = av_malloc(sizeof(*ctx->quant_cof) * num_buffers);
1519     ctx->lpc_cof          = av_malloc(sizeof(*ctx->lpc_cof)   * num_buffers);
1520     ctx->quant_cof_buffer = av_malloc(sizeof(*ctx->quant_cof_buffer) *
1521                                       num_buffers * sconf->max_order);
1522     ctx->lpc_cof_buffer   = av_malloc(sizeof(*ctx->lpc_cof_buffer) *
1523                                       num_buffers * sconf->max_order);
1524     ctx->lpc_cof_reversed_buffer = av_malloc(sizeof(*ctx->lpc_cof_buffer) *
1525                                              sconf->max_order);
1526
1527     if (!ctx->quant_cof              || !ctx->lpc_cof        ||
1528         !ctx->quant_cof_buffer       || !ctx->lpc_cof_buffer ||
1529         !ctx->lpc_cof_reversed_buffer) {
1530         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Allocating buffer memory failed.\n");
1531         return AVERROR(ENOMEM);
1532     }
1533
1534     // assign quantized parcor coefficient buffers
1535     for (c = 0; c < num_buffers; c++) {
1536         ctx->quant_cof[c] = ctx->quant_cof_buffer + c * sconf->max_order;
1537         ctx->lpc_cof[c]   = ctx->lpc_cof_buffer   + c * sconf->max_order;
1538     }
1539
1540     // allocate and assign lag and gain data buffer for ltp mode
1541     ctx->use_ltp         = av_mallocz(sizeof(*ctx->use_ltp)  * num_buffers);
1542     ctx->ltp_lag         = av_malloc (sizeof(*ctx->ltp_lag)  * num_buffers);
1543     ctx->ltp_gain        = av_malloc (sizeof(*ctx->ltp_gain) * num_buffers);
1544     ctx->ltp_gain_buffer = av_malloc (sizeof(*ctx->ltp_gain_buffer) *
1545                                       num_buffers * 5);
1546
1547     if (!ctx->use_ltp  || !ctx->ltp_lag ||
1548         !ctx->ltp_gain || !ctx->ltp_gain_buffer) {
1549         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Allocating buffer memory failed.\n");
1550         decode_end(avctx);
1551         return AVERROR(ENOMEM);
1552     }
1553
1554     for (c = 0; c < num_buffers; c++)
1555         ctx->ltp_gain[c] = ctx->ltp_gain_buffer + c * 5;
1556
1557     // allocate and assign channel data buffer for mcc mode
1558     if (sconf->mc_coding) {
1559         ctx->chan_data_buffer  = av_malloc(sizeof(*ctx->chan_data_buffer) *
1560                                            num_buffers);
1561         ctx->chan_data         = av_malloc(sizeof(ALSChannelData) *
1562                                            num_buffers);
1563         ctx->reverted_channels = av_malloc(sizeof(*ctx->reverted_channels) *
1564                                            num_buffers);
1565
1566         if (!ctx->chan_data_buffer || !ctx->chan_data || !ctx->reverted_channels) {
1567             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Allocating buffer memory failed.\n");
1568             decode_end(avctx);
1569             return AVERROR(ENOMEM);
1570         }
1571
1572         for (c = 0; c < num_buffers; c++)
1573             ctx->chan_data[c] = ctx->chan_data_buffer + c;
1574     } else {
1575         ctx->chan_data         = NULL;
1576         ctx->chan_data_buffer  = NULL;
1577         ctx->reverted_channels = NULL;
1578     }
1579
1580     avctx->frame_size = sconf->frame_length;
1581     channel_size      = sconf->frame_length + sconf->max_order;
1582
1583     ctx->prev_raw_samples = av_malloc (sizeof(*ctx->prev_raw_samples) * sconf->max_order);
1584     ctx->raw_buffer       = av_mallocz(sizeof(*ctx->     raw_buffer)  * avctx->channels * channel_size);
1585     ctx->raw_samples      = av_malloc (sizeof(*ctx->     raw_samples) * avctx->channels);
1586
1587     // allocate previous raw sample buffer
1588     if (!ctx->prev_raw_samples || !ctx->raw_buffer|| !ctx->raw_samples) {
1589         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Allocating buffer memory failed.\n");
1590         decode_end(avctx);
1591         return AVERROR(ENOMEM);
1592     }
1593
1594     // assign raw samples buffers
1595     ctx->raw_samples[0] = ctx->raw_buffer + sconf->max_order;
1596     for (c = 1; c < avctx->channels; c++)
1597         ctx->raw_samples[c] = ctx->raw_samples[c - 1] + channel_size;
1598
1599     return 0;
1600 }
1601
1602
1603 /** Flushes (resets) the frame ID after seeking.
1604  */
1605 static av_cold void flush(AVCodecContext *avctx)
1606 {
1607     ALSDecContext *ctx = avctx->priv_data;
1608
1609     ctx->frame_id = 0;
1610 }
1611
1612
1613 AVCodec als_decoder = {
1614     "als",
1615     CODEC_TYPE_AUDIO,
1616     CODEC_ID_MP4ALS,
1617     sizeof(ALSDecContext),
1618     decode_init,
1619     NULL,
1620     decode_end,
1621     decode_frame,
1622     .flush = flush,
1623     .capabilities = CODEC_CAP_SUBFRAMES,
1624     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MPEG-4 Audio Lossless Coding (ALS)"),
1625 };
1626