git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/atrac9dec.c

   1 /*
   2  * ATRAC9 decoder
   3  * Copyright (c) 2018 Rostislav Pehlivanov <atomnuker@gmail.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 #include "internal.h"
  23 #include "get_bits.h"
  24 #include "fft.h"
  25 #include "atrac9tab.h"
  26 #include "libavutil/lfg.h"
  27 #include "libavutil/float_dsp.h"
  28
  29 typedef struct ATRAC9ChannelData {
  30     int band_ext;
  31     int q_unit_cnt;
  32     int band_ext_data[4];
  33     int32_t scalefactors[31];
  34     int32_t scalefactors_prev[31];
  35
  36     int precision_coarse[30];
  37     int precision_fine[30];
  38     int precision_mask[30];
  39
  40     int codebookset[30];
  41
  42     int32_t q_coeffs_coarse[256];
  43     int32_t q_coeffs_fine[256];
  44
  45     DECLARE_ALIGNED(32, float, coeffs  )[256];
  46     DECLARE_ALIGNED(32, float, prev_win)[128];
  47 } ATRAC9ChannelData;
  48
  49 typedef struct ATRAC9BlockData {
  50     ATRAC9ChannelData channel[2];
  51
  52     /* Base */
  53     int band_count;
  54     int q_unit_cnt;
  55     int q_unit_cnt_prev;
  56
  57     /* Stereo block only */
  58     int stereo_q_unit;
  59
  60     /* Band extension only */
  61     int has_band_ext;
  62     int has_band_ext_data;
  63     int band_ext_q_unit;
  64     int band_ext_mode;
  65
  66     /* Gradient */
  67     int grad_mode;
  68     int grad_boundary;
  69     int gradient[31];
  70
  71     /* Stereo */
  72     int cpe_base_channel;
  73     int is_signs[30];
  74
  75 } ATRAC9BlockData;
  76
  77 typedef struct ATRAC9Context {
  78     AVCodecContext *avctx;
  79     AVFloatDSPContext *fdsp;
  80     FFTContext imdct;
  81     ATRAC9BlockData block[5];
  82     AVLFG lfg;
  83
  84     /* Set on init */
  85     int frame_log2;
  86     int avg_frame_size;
  87     int frame_count;
  88     int samplerate_idx;
  89     const ATRAC9BlockConfig *block_config;
  90
  91     /* Generated on init */
  92     VLC sf_vlc[2][8];            /* Signed/unsigned, length */
  93     VLC coeff_vlc[2][8][4];      /* Cookbook, precision, cookbook index */
  94     uint8_t alloc_curve[48][48];
  95     DECLARE_ALIGNED(32, float, imdct_win)[256];
  96
  97     DECLARE_ALIGNED(32, float, temp)[256];
  98 } ATRAC9Context;
  99
 100 static inline int parse_gradient(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 101                                  GetBitContext *gb)
 102 {
 103     int grad_range[2];
 104     int grad_value[2];
 105     int values, sign, base;
 106     uint8_t *curve;
 107     float scale;
 108
 109     b->grad_mode = get_bits(gb, 2);
 110     if (b->grad_mode) {
 111         grad_range[0] = get_bits(gb, 5);
 112         grad_range[1] = 31;
 113         grad_value[0] = get_bits(gb, 5);
 114         grad_value[1] = 31;
 115     } else {
 116         grad_range[0] = get_bits(gb, 6);
 117         grad_range[1] = get_bits(gb, 6) + 1;
 118         grad_value[0] = get_bits(gb, 5);
 119         grad_value[1] = get_bits(gb, 5);
 120     }
 121     b->grad_boundary = get_bits(gb, 4);
 122
 123     if (grad_range[0] >= grad_range[1] || grad_range[1] > 47)
 124         return AVERROR_INVALIDDATA;
 125
 126     if (grad_value[0] > 31 || grad_value[1] > 31)
 127         return AVERROR_INVALIDDATA;
 128
 129     if (b->grad_boundary > b->q_unit_cnt)
 130         return AVERROR_INVALIDDATA;
 131
 132     values    = grad_value[1] - grad_value[0];
 133     sign      = 1 - 2*(values < 0);
 134     base      = grad_value[0] + sign;
 135     scale     = (FFABS(values) - 1) / 31.0f;
 136     curve     = s->alloc_curve[grad_range[1] - grad_range[0] - 1];
 137
 138     for (int i = 0; i <= b->q_unit_cnt; i++)
 139         b->gradient[i] = grad_value[i >= grad_range[0]];
 140
 141     for (int i = grad_range[0]; i < grad_range[1]; i++)
 142         b->gradient[i] = base + sign*((int)(scale*curve[i - grad_range[0]]));
 143
 144     return 0;
 145 }
 146
 147 static inline void calc_precision(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 148                                   ATRAC9ChannelData *c)
 149 {
 150     memset(c->precision_mask, 0, sizeof(c->precision_mask));
 151     for (int i = 1; i < b->q_unit_cnt; i++) {
 152         const int delta = FFABS(c->scalefactors[i] - c->scalefactors[i - 1]) - 1;
 153         if (delta > 0) {
 154             const int neg = c->scalefactors[i - 1] > c->scalefactors[i];
 155             c->precision_mask[i - neg] += FFMIN(delta, 5);
 156         }
 157     }
 158
 159     if (b->grad_mode) {
 160         for (int i = 0; i < b->q_unit_cnt; i++) {
 161             c->precision_coarse[i] = c->scalefactors[i];
 162             c->precision_coarse[i] += c->precision_mask[i] - b->gradient[i];
 163             if (c->precision_coarse[i] < 0)
 164                 continue;
 165             switch (b->grad_mode) {
 166             case 1:
 167                 c->precision_coarse[i] >>= 1;
 168                 break;
 169             case 2:
 170                 c->precision_coarse[i] = (3 * c->precision_coarse[i]) >> 3;
 171                 break;
 172             case 3:
 173                 c->precision_coarse[i] >>= 2;
 174                 break;
 175             }
 176         }
 177     } else {
 178         for (int i = 0; i < b->q_unit_cnt; i++)
 179             c->precision_coarse[i] = c->scalefactors[i] - b->gradient[i];
 180     }
 181
 182
 183     for (int i = 0; i < b->q_unit_cnt; i++)
 184         c->precision_coarse[i] = FFMAX(c->precision_coarse[i], 1);
 185
 186     for (int i = 0; i < b->grad_boundary; i++)
 187         c->precision_coarse[i]++;
 188
 189     for (int i = 0; i < b->q_unit_cnt; i++) {
 190         c->precision_fine[i] = 0;
 191         if (c->precision_coarse[i] > 15) {
 192             c->precision_fine[i] = c->precision_coarse[i] - 15;
 193             c->precision_coarse[i] = 15;
 194         }
 195     }
 196 }
 197
 198 static inline int parse_band_ext(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 199                                  GetBitContext *gb, int stereo)
 200 {
 201     int ext_band = 0;
 202
 203     if (b->has_band_ext) {
 204         ext_band = at9_tab_band_ext_group[b->q_unit_cnt - 13][2];
 205         if (stereo) {
 206             b->channel[1].band_ext = get_bits(gb, 2);
 207             b->channel[1].band_ext = ext_band > 2 ? b->channel[1].band_ext : 4;
 208         } else {
 209             skip_bits1(gb);
 210         }
 211     }
 212
 213     b->has_band_ext_data = get_bits1(gb);
 214     if (!b->has_band_ext_data)
 215         return 0;
 216
 217     if (!b->has_band_ext) {
 218         b->band_ext_mode = get_bits(gb, 2);
 219         skip_bits_long(gb, get_bits(gb, 5));
 220         return 0;
 221     }
 222
 223     b->channel[0].band_ext = get_bits(gb, 2);
 224     b->channel[0].band_ext = ext_band > 2 ? b->channel[0].band_ext : 4;
 225
 226     if (!get_bits(gb, 5))
 227         return 0;
 228
 229     for (int i = 0; i <= stereo; i++) {
 230         ATRAC9ChannelData *c = &b->channel[i];
 231         const int count = at9_tab_band_ext_cnt[c->band_ext][ext_band];
 232         for (int j = 0; j < count; j++) {
 233             int len = at9_tab_band_ext_lengths[c->band_ext][ext_band][j];
 234             c->band_ext_data[j] = get_bits(gb, len);
 235         }
 236     }
 237
 238     return 0;
 239 }
 240
 241 static inline int read_scalefactors(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 242                                     ATRAC9ChannelData *c, GetBitContext *gb,
 243                                     int channel_idx, int first_in_pkt)
 244 {
 245     static const int mode_map[2][4] = { { 0, 1, 2, 3 }, { 0, 2, 3, 4 } };
 246     const int mode = mode_map[channel_idx][get_bits(gb, 2)];
 247
 248     memset(c->scalefactors, 0, sizeof(c->scalefactors));
 249
 250     if (first_in_pkt && (mode == 4 || ((mode == 3) && !channel_idx))) {
 251         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid scalefactor coding mode!\n");
 252         return AVERROR_INVALIDDATA;
 253     }
 254
 255     switch (mode) {
 256     case 0: { /* VLC delta offset */
 257         const uint8_t *sf_weights = at9_tab_sf_weights[get_bits(gb, 3)];
 258         const int base = get_bits(gb, 5);
 259         const int len = get_bits(gb, 2) + 3;
 260         const VLC *tab = &s->sf_vlc[0][len];
 261
 262         c->scalefactors[0] = get_bits(gb, len);
 263
 264         for (int i = 1; i < b->band_ext_q_unit; i++) {
 265             int val = c->scalefactors[i - 1] + get_vlc2(gb, tab->table, 9, 2);
 266             c->scalefactors[i] = val & ((1 << len) - 1);
 267         }
 268
 269         for (int i = 0; i < b->band_ext_q_unit; i++)
 270             c->scalefactors[i] += base - sf_weights[i];
 271
 272         break;
 273     }
 274     case 1: { /* CLC offset */
 275         const int len = get_bits(gb, 2) + 2;
 276         const int base = len < 5 ? get_bits(gb, 5) : 0;
 277         for (int i = 0; i < b->band_ext_q_unit; i++)
 278             c->scalefactors[i] = base + get_bits(gb, len);
 279         break;
 280     }
 281     case 2:
 282     case 4: { /* VLC dist to baseline */
 283         const int *baseline = mode == 4 ? c->scalefactors_prev :
 284                               channel_idx ? b->channel[0].scalefactors :
 285                               c->scalefactors_prev;
 286         const int baseline_len = mode == 4 ? b->q_unit_cnt_prev :
 287                                  channel_idx ? b->band_ext_q_unit :
 288                                  b->q_unit_cnt_prev;
 289
 290         const int len = get_bits(gb, 2) + 2;
 291         const int unit_cnt = FFMIN(b->band_ext_q_unit, baseline_len);
 292         const VLC *tab = &s->sf_vlc[1][len];
 293
 294         for (int i = 0; i < unit_cnt; i++) {
 295             int dist = get_vlc2(gb, tab->table, 9, 2);
 296             c->scalefactors[i] = baseline[i] + dist;
 297         }
 298
 299         for (int i = unit_cnt; i < b->band_ext_q_unit; i++)
 300             c->scalefactors[i] = get_bits(gb, 5);
 301
 302         break;
 303     }
 304     case 3: { /* VLC offset with baseline */
 305         const int *baseline = channel_idx ? b->channel[0].scalefactors :
 306                               c->scalefactors_prev;
 307         const int baseline_len = channel_idx ? b->band_ext_q_unit :
 308                                  b->q_unit_cnt_prev;
 309
 310         const int base = get_bits(gb, 5) - (1 << (5 - 1));
 311         const int len = get_bits(gb, 2) + 1;
 312         const int unit_cnt = FFMIN(b->band_ext_q_unit, baseline_len);
 313         const VLC *tab = &s->sf_vlc[0][len];
 314
 315         c->scalefactors[0] = get_bits(gb, len);
 316
 317         for (int i = 1; i < unit_cnt; i++) {
 318             int val = c->scalefactors[i - 1] + get_vlc2(gb, tab->table, 9, 2);
 319             c->scalefactors[i] = val & ((1 << len) - 1);
 320         }
 321
 322         for (int i = 0; i < unit_cnt; i++)
 323             c->scalefactors[i] += base + baseline[i];
 324
 325         for (int i = unit_cnt; i < b->band_ext_q_unit; i++)
 326             c->scalefactors[i] = get_bits(gb, 5);
 327         break;
 328     }
 329     }
 330
 331     for (int i = 0; i < b->band_ext_q_unit; i++)
 332         if (c->scalefactors[i] < 0 || c->scalefactors[i] > 31)
 333             return AVERROR_INVALIDDATA;
 334
 335     memcpy(c->scalefactors_prev, c->scalefactors, sizeof(c->scalefactors));
 336
 337     return 0;
 338 }
 339
 340 static inline void calc_codebook_idx(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 341                                      ATRAC9ChannelData *c)
 342 {
 343     int avg = 0;
 344     const int last_sf = c->scalefactors[c->q_unit_cnt];
 345
 346     memset(c->codebookset, 0, sizeof(c->codebookset));
 347
 348     if (c->q_unit_cnt <= 1)
 349         return;
 350     if (s->samplerate_idx > 7)
 351         return;
 352
 353     c->scalefactors[c->q_unit_cnt] = c->scalefactors[c->q_unit_cnt - 1];
 354
 355     if (c->q_unit_cnt > 12) {
 356         for (int i = 0; i < 12; i++)
 357             avg += c->scalefactors[i];
 358         avg = (avg + 6) / 12;
 359     }
 360
 361     for (int i = 8; i < c->q_unit_cnt; i++) {
 362         const int prev = c->scalefactors[i - 1];
 363         const int cur  = c->scalefactors[i    ];
 364         const int next = c->scalefactors[i + 1];
 365         const int min  = FFMIN(prev, next);
 366         if ((cur - min >= 3 || 2*cur - prev - next >= 3))
 367             c->codebookset[i] = 1;
 368     }
 369
 370
 371     for (int i = 12; i < c->q_unit_cnt; i++) {
 372         const int cur = c->scalefactors[i];
 373         const int cnd = at9_q_unit_to_coeff_cnt[i] == 16;
 374         const int min = FFMIN(c->scalefactors[i + 1], c->scalefactors[i - 1]);
 375         if (c->codebookset[i])
 376             continue;
 377
 378         c->codebookset[i] = (((cur - min) >= 2) && (cur >= (avg - cnd)));
 379     }
 380
 381     c->scalefactors[c->q_unit_cnt] = last_sf;
 382 }
 383
 384 static inline void read_coeffs_coarse(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 385                                       ATRAC9ChannelData *c, GetBitContext *gb)
 386 {
 387     const int max_prec = s->samplerate_idx > 7 ? 1 : 7;
 388
 389     memset(c->q_coeffs_coarse, 0, sizeof(c->q_coeffs_coarse));
 390
 391     for (int i = 0; i < c->q_unit_cnt; i++) {
 392         int *coeffs = &c->q_coeffs_coarse[at9_q_unit_to_coeff_idx[i]];
 393         const int bands = at9_q_unit_to_coeff_cnt[i];
 394         const int prec = c->precision_coarse[i] + 1;
 395
 396         if (prec <= max_prec) {
 397             const int cb = c->codebookset[i];
 398             const int cbi = at9_q_unit_to_codebookidx[i];
 399             const VLC *tab = &s->coeff_vlc[cb][prec][cbi];
 400             const HuffmanCodebook *huff = &at9_huffman_coeffs[cb][prec][cbi];
 401             const int groups = bands >> huff->value_cnt_pow;
 402
 403             for (int j = 0; j < groups; j++) {
 404                 uint16_t val = get_vlc2(gb, tab->table, 9, huff->max_bit_size);
 405
 406                 for (int k = 0; k < huff->value_cnt; k++) {
 407                     coeffs[k] = sign_extend(val, huff->value_bits);
 408                     val >>= huff->value_bits;
 409                 }
 410
 411                 coeffs += huff->value_cnt;
 412             }
 413         } else {
 414             for (int j = 0; j < bands; j++)
 415                 coeffs[j] = sign_extend(get_bits(gb, prec), prec);
 416         }
 417     }
 418 }
 419
 420 static inline void read_coeffs_fine(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 421                                     ATRAC9ChannelData *c, GetBitContext *gb)
 422 {
 423     memset(c->q_coeffs_fine, 0, sizeof(c->q_coeffs_fine));
 424
 425     for (int i = 0; i < c->q_unit_cnt; i++) {
 426         const int start = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 0];
 427         const int end   = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 1];
 428         const int len   = c->precision_fine[i] + 1;
 429
 430         if (c->precision_fine[i] <= 0)
 431             continue;
 432
 433         for (int j = start; j < end; j++)
 434             c->q_coeffs_fine[j] = sign_extend(get_bits(gb, len), len);
 435     }
 436 }
 437
 438 static inline void dequantize(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 439                               ATRAC9ChannelData *c)
 440 {
 441     memset(c->coeffs, 0, sizeof(c->coeffs));
 442
 443     for (int i = 0; i < c->q_unit_cnt; i++) {
 444         const int start = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 0];
 445         const int end   = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 1];
 446
 447         const float coarse_c = at9_quant_step_coarse[c->precision_coarse[i]];
 448         const float fine_c   = at9_quant_step_fine[c->precision_fine[i]];
 449
 450         for (int j = start; j < end; j++) {
 451             const float vc = c->q_coeffs_coarse[j] * coarse_c;
 452             const float vf = c->q_coeffs_fine[j]   * fine_c;
 453             c->coeffs[j] = vc + vf;
 454         }
 455     }
 456 }
 457
 458 static inline void apply_intensity_stereo(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 459                                           const int stereo)
 460 {
 461     float *src = b->channel[ b->cpe_base_channel].coeffs;
 462     float *dst = b->channel[!b->cpe_base_channel].coeffs;
 463
 464     if (!stereo)
 465         return;
 466
 467     if (b->q_unit_cnt <= b->stereo_q_unit)
 468         return;
 469
 470     for (int i = b->stereo_q_unit; i < b->q_unit_cnt; i++) {
 471         const int sign  = b->is_signs[i];
 472         const int start = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 0];
 473         const int end   = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 1];
 474         for (int j = start; j < end; j++)
 475             dst[j] = sign*src[j];
 476     }
 477 }
 478
 479 static inline void apply_scalefactors(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 480                                       const int stereo)
 481 {
 482     for (int i = 0; i <= stereo; i++) {
 483         float *coeffs = b->channel[i].coeffs;
 484         for (int j = 0; j < b->q_unit_cnt; j++) {
 485             const int start = at9_q_unit_to_coeff_idx[j + 0];
 486             const int end   = at9_q_unit_to_coeff_idx[j + 1];
 487             const int scalefactor = b->channel[i].scalefactors[j];
 488             const float scale = at9_scalefactor_c[scalefactor];
 489             for (int k = start; k < end; k++)
 490                 coeffs[k] *= scale;
 491         }
 492     }
 493 }
 494
 495 static inline void fill_with_noise(ATRAC9Context *s, ATRAC9ChannelData *c,
 496                                    int start, int count)
 497 {
 498     float maxval = 0.0f;
 499     for (int i = 0; i < count; i += 2) {
 500         double tmp[2];
 501         av_bmg_get(&s->lfg, tmp);
 502         c->coeffs[start + i + 0] = tmp[0];
 503         c->coeffs[start + i + 1] = tmp[1];
 504         maxval = FFMAX(FFABS(tmp[0]), FFMAX(FFABS(tmp[1]), maxval));
 505     }
 506     /* Normalize */
 507     for (int i = 0; i < count; i++)
 508         c->coeffs[start + i] /= maxval;
 509 }
 510
 511 static inline void scale_band_ext_coeffs(ATRAC9ChannelData *c, float sf[6],
 512                                          const int s_unit, const int e_unit)
 513 {
 514     for (int i = s_unit; i < e_unit; i++) {
 515         const int start = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 0];
 516         const int end   = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 1];
 517         for (int j = start; j < end; j++)
 518             c->coeffs[j] *= sf[i - s_unit];
 519     }
 520 }
 521
 522 static inline void apply_band_extension(ATRAC9Context *s, ATRAC9BlockData *b,
 523                                        const int stereo)
 524 {
 525     const int bc = at9_tab_band_ext_group[b->q_unit_cnt - 13][2];
 526     const int g_units[4] = { /* A, B, C, total units */
 527         b->q_unit_cnt,
 528         at9_tab_band_ext_group[b->q_unit_cnt - 13][0],
 529         at9_tab_band_ext_group[b->q_unit_cnt - 13][1],
 530         FFMAX(g_units[2], 22),
 531     };
 532
 533     const int g_bins[4] = { /* A, B, C, total bins */
 534         at9_q_unit_to_coeff_idx[g_units[0]],
 535         at9_q_unit_to_coeff_idx[g_units[1]],
 536         at9_q_unit_to_coeff_idx[g_units[2]],
 537         at9_q_unit_to_coeff_idx[g_units[3]],
 538     };
 539
 540     if (!b->has_band_ext || !b->has_band_ext_data)
 541         return;
 542
 543     for (int ch = 0; ch <= stereo; ch++) {
 544         ATRAC9ChannelData *c = &b->channel[ch];
 545
 546         /* Mirror the spectrum */
 547         for (int i = 0; i < 3; i++)
 548             for (int j = 0; j < (g_bins[i + 1] - g_bins[i + 0]); j++)
 549                 c->coeffs[g_bins[i] + j] = c->coeffs[g_bins[i] - j - 1];
 550
 551         switch (c->band_ext) {
 552         case 0: {
 553             int l;
 554             float sf[6] = { 0.0f };
 555             const int n_start = at9_q_unit_to_coeff_idx[g_units[3] - 1];
 556             const int n_cnt   = at9_q_unit_to_coeff_cnt[g_units[3] - 1];
 557             switch (bc) {
 558             case 3:
 559                 sf[0] = at9_band_ext_scales_m0[0][0][c->band_ext_data[0]];
 560                 sf[1] = at9_band_ext_scales_m0[0][1][c->band_ext_data[0]];
 561                 sf[2] = at9_band_ext_scales_m0[0][2][c->band_ext_data[1]];
 562                 sf[3] = at9_band_ext_scales_m0[0][3][c->band_ext_data[2]];
 563                 sf[4] = at9_band_ext_scales_m0[0][4][c->band_ext_data[3]];
 564                 break;
 565             case 4:
 566                 sf[0] = at9_band_ext_scales_m0[1][0][c->band_ext_data[0]];
 567                 sf[1] = at9_band_ext_scales_m0[1][1][c->band_ext_data[0]];
 568                 sf[2] = at9_band_ext_scales_m0[1][2][c->band_ext_data[1]];
 569                 sf[3] = at9_band_ext_scales_m0[1][3][c->band_ext_data[2]];
 570                 sf[4] = at9_band_ext_scales_m0[1][4][c->band_ext_data[3]];
 571                 break;
 572             case 5:
 573                 sf[0] = at9_band_ext_scales_m0[2][0][c->band_ext_data[0]];
 574                 sf[1] = at9_band_ext_scales_m0[2][1][c->band_ext_data[1]];
 575                 sf[2] = at9_band_ext_scales_m0[2][2][c->band_ext_data[1]];
 576                 break;
 577             }
 578
 579             l = g_units[3] - g_units[0] - 1;
 580             sf[l] = at9_scalefactor_c[c->scalefactors[g_units[0]]];
 581
 582             fill_with_noise(s, c, n_start, n_cnt);
 583             scale_band_ext_coeffs(c, sf, g_units[0], g_units[3]);
 584             break;
 585         }
 586         case 1: {
 587             float sf[6];
 588             for (int i = g_units[0]; i < g_units[3]; i++)
 589                 sf[i - g_units[0]] = at9_scalefactor_c[c->scalefactors[i]];
 590
 591             fill_with_noise(s, c, g_bins[0], g_bins[3] - g_bins[0]);
 592             scale_band_ext_coeffs(c, sf, g_units[0], g_units[3]);
 593             break;
 594         }
 595         case 2: {
 596             const float g_sf[2] = {
 597                 at9_band_ext_scales_m2[c->band_ext_data[0]],
 598                 at9_band_ext_scales_m2[c->band_ext_data[1]],
 599             };
 600
 601             for (int i = 0; i < 2; i++)
 602                 for (int j = g_bins[i + 0]; j < g_bins[i + 1]; j++)
 603                     c->coeffs[j] *= g_sf[i];
 604             break;
 605         }
 606         case 3: {
 607             float scale = at9_band_ext_scales_m3[c->band_ext_data[0]][0];
 608             float rate  = at9_band_ext_scales_m3[c->band_ext_data[1]][1];
 609             rate = pow(2, rate);
 610             for (int i = g_bins[0]; i < g_bins[3]; i++) {
 611                 scale *= rate;
 612                 c->coeffs[i] *= scale;
 613             }
 614             break;
 615         }
 616         case 4: {
 617             const float m = at9_band_ext_scales_m4[c->band_ext_data[0]];
 618             const float g_sf[3] = { 0.7079468f*m, 0.5011902f*m, 0.3548279f*m };
 619
 620             for (int i = 0; i < 3; i++)
 621                 for (int j = g_bins[i + 0]; j < g_bins[i + 1]; j++)
 622                     c->coeffs[j] *= g_sf[i];
 623             break;
 624         }
 625         }
 626     }
 627 }
 628
 629 static int atrac9_decode_block(ATRAC9Context *s, GetBitContext *gb,
 630                                ATRAC9BlockData *b, AVFrame *frame,
 631                                int frame_idx, int block_idx)
 632 {
 633     const int first_in_pkt = !get_bits1(gb);
 634     const int reuse_params =  get_bits1(gb);
 635     const int stereo = s->block_config->type[block_idx] == ATRAC9_BLOCK_TYPE_CPE;
 636
 637     if (s->block_config->type[block_idx] == ATRAC9_BLOCK_TYPE_LFE) {
 638         ATRAC9ChannelData *c = &b->channel[0];
 639         const int precision = reuse_params ? 8 : 4;
 640         c->q_unit_cnt = b->q_unit_cnt = 2;
 641
 642         memset(c->scalefactors, 0, sizeof(c->scalefactors));
 643         memset(c->q_coeffs_fine, 0, sizeof(c->q_coeffs_fine));
 644         memset(c->q_coeffs_coarse, 0, sizeof(c->q_coeffs_coarse));
 645
 646         for (int i = 0; i < b->q_unit_cnt; i++) {
 647             c->scalefactors[i] = get_bits(gb, 5);
 648             c->precision_coarse[i] = precision;
 649             c->precision_fine[i] = 0;
 650         }
 651
 652         for (int i = 0; i < c->q_unit_cnt; i++) {
 653             const int start = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 0];
 654             const int end   = at9_q_unit_to_coeff_idx[i + 1];
 655             for (int j = start; j < end; j++)
 656                 c->q_coeffs_coarse[j] = get_bits(gb, c->precision_coarse[i] + 1);
 657         }
 658
 659         dequantize        (s, b, c);
 660         apply_scalefactors(s, b, 0);
 661
 662         goto imdct;
 663     }
 664
 665     if (first_in_pkt && reuse_params) {
 666         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid block flags!\n");
 667         return AVERROR_INVALIDDATA;
 668     }
 669
 670     /* Band parameters */
 671     if (!reuse_params) {
 672         int stereo_band, ext_band;
 673         const int min_band_count = s->samplerate_idx > 7 ? 1 : 3;
 674         b->band_count = get_bits(gb, 4) + min_band_count;
 675         b->q_unit_cnt = at9_tab_band_q_unit_map[b->band_count];
 676
 677         b->band_ext_q_unit = b->stereo_q_unit = b->q_unit_cnt;
 678
 679         if (b->band_count > at9_tab_sri_max_bands[s->samplerate_idx]) {
 680             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid band count %i!\n",
 681                    b->band_count);
 682             return AVERROR_INVALIDDATA;
 683         }
 684
 685         if (stereo) {
 686             stereo_band = get_bits(gb, 4) + min_band_count;
 687             if (stereo_band > b->band_count) {
 688                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid stereo band %i!\n",
 689                        stereo_band);
 690                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 691             }
 692             b->stereo_q_unit = at9_tab_band_q_unit_map[stereo_band];
 693         }
 694
 695         b->has_band_ext = get_bits1(gb);
 696         if (b->has_band_ext) {
 697             ext_band = get_bits(gb, 4) + min_band_count;
 698             if (ext_band < b->band_count) {
 699                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid extension band %i!\n",
 700                        ext_band);
 701                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 702             }
 703             b->band_ext_q_unit = at9_tab_band_q_unit_map[ext_band];
 704         }
 705     }
 706
 707     /* Calculate bit alloc gradient */
 708     if (parse_gradient(s, b, gb))
 709         return AVERROR_INVALIDDATA;
 710
 711     /* IS data */
 712     b->cpe_base_channel = 0;
 713     if (stereo) {
 714         b->cpe_base_channel = get_bits1(gb);
 715         if (get_bits1(gb)) {
 716             for (int i = b->stereo_q_unit; i < b->q_unit_cnt; i++)
 717                 b->is_signs[i] = 1 - 2*get_bits1(gb);
 718         } else {
 719             for (int i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(b->is_signs); i++)
 720                 b->is_signs[i] = 1;
 721         }
 722     }
 723
 724     /* Band extension */
 725     if (parse_band_ext(s, b, gb, stereo))
 726         return AVERROR_INVALIDDATA;
 727
 728     /* Scalefactors */
 729     for (int i = 0; i <= stereo; i++) {
 730         ATRAC9ChannelData *c = &b->channel[i];
 731         c->q_unit_cnt = i == b->cpe_base_channel ? b->q_unit_cnt :
 732                                                    b->stereo_q_unit;
 733         if (read_scalefactors(s, b, c, gb, i, first_in_pkt))
 734             return AVERROR_INVALIDDATA;
 735
 736         calc_precision    (s, b, c);
 737         calc_codebook_idx (s, b, c);
 738         read_coeffs_coarse(s, b, c, gb);
 739         read_coeffs_fine  (s, b, c, gb);
 740         dequantize        (s, b, c);
 741     }
 742
 743     b->q_unit_cnt_prev = b->has_band_ext ? b->band_ext_q_unit : b->q_unit_cnt;
 744
 745     apply_intensity_stereo(s, b, stereo);
 746     apply_scalefactors    (s, b, stereo);
 747     apply_band_extension  (s, b, stereo);
 748
 749 imdct:
 750     for (int i = 0; i <= stereo; i++) {
 751         ATRAC9ChannelData *c = &b->channel[i];
 752         const int dst_idx = s->block_config->plane_map[block_idx][i];
 753         const int wsize = 1 << s->frame_log2;
 754         const ptrdiff_t offset = wsize*frame_idx*sizeof(float);
 755         float *dst = (float *)(frame->extended_data[dst_idx] + offset);
 756
 757         s->imdct.imdct_half(&s->imdct, s->temp, c->coeffs);
 758         s->fdsp->vector_fmul_window(dst, c->prev_win, s->temp,
 759                                     s->imdct_win, wsize >> 1);
 760         memcpy(c->prev_win, s->temp + (wsize >> 1), sizeof(float)*wsize >> 1);
 761     }
 762
 763     return 0;
 764 }
 765
 766 static int atrac9_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 767                                int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
 768 {
 769     int ret;
 770     GetBitContext gb;
 771     AVFrame *frame = data;
 772     ATRAC9Context *s = avctx->priv_data;
 773     const int frames = FFMIN(avpkt->size / s->avg_frame_size, s->frame_count);
 774
 775     frame->nb_samples = (1 << s->frame_log2) * frames;
 776     ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0);
 777     if (ret < 0)
 778         return ret;
 779
 780     init_get_bits8(&gb, avpkt->data, avpkt->size);
 781
 782     for (int i = 0; i < frames; i++) {
 783         for (int j = 0; j < s->block_config->count; j++) {
 784             ret = atrac9_decode_block(s, &gb, &s->block[j], frame, i, j);
 785             if (ret)
 786                 return ret;
 787             align_get_bits(&gb);
 788         }
 789     }
 790
 791     *got_frame_ptr = 1;
 792
 793     return avctx->block_align;
 794 }
 795
 796 static void atrac9_decode_flush(AVCodecContext *avctx)
 797 {
 798     ATRAC9Context *s = avctx->priv_data;
 799
 800     for (int j = 0; j < s->block_config->count; j++) {
 801         ATRAC9BlockData *b = &s->block[j];
 802         const int stereo = s->block_config->type[j] == ATRAC9_BLOCK_TYPE_CPE;
 803         for (int i = 0; i <= stereo; i++) {
 804             ATRAC9ChannelData *c = &b->channel[i];
 805             memset(c->prev_win, 0, sizeof(c->prev_win));
 806         }
 807     }
 808 }
 809
 810 static av_cold int atrac9_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 811 {
 812     ATRAC9Context *s = avctx->priv_data;
 813
 814     for (int i = 1; i < 7; i++)
 815         ff_free_vlc(&s->sf_vlc[0][i]);
 816     for (int i = 2; i < 6; i++)
 817         ff_free_vlc(&s->sf_vlc[1][i]);
 818     for (int i = 0; i < 2; i++)
 819         for (int j = 0; j < 8; j++)
 820             for (int k = 0; k < 4; k++)
 821                 ff_free_vlc(&s->coeff_vlc[i][j][k]);
 822
 823     ff_mdct_end(&s->imdct);
 824     av_free(s->fdsp);
 825
 826     return 0;
 827 }
 828
 829 static av_cold int atrac9_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 830 {
 831     GetBitContext gb;
 832     ATRAC9Context *s = avctx->priv_data;
 833     int version, block_config_idx, superframe_idx, alloc_c_len;
 834
 835     s->avctx = avctx;
 836
 837     av_lfg_init(&s->lfg, 0xFBADF00D);
 838
 839     if (avctx->extradata_size != 12) {
 840         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid extradata length!\n");
 841         return AVERROR_INVALIDDATA;
 842     }
 843
 844     version = AV_RL32(avctx->extradata);
 845     if (version > 2) {
 846         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported version (%i)!\n", version);
 847         return AVERROR_INVALIDDATA;
 848     }
 849
 850     init_get_bits8(&gb, avctx->extradata + 4, avctx->extradata_size);
 851
 852     if (get_bits(&gb, 8) != 0xFE) {
 853         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect magic byte!\n");
 854         return AVERROR_INVALIDDATA;
 855     }
 856
 857     s->samplerate_idx = get_bits(&gb, 4);
 858     avctx->sample_rate = at9_tab_samplerates[s->samplerate_idx];
 859
 860     block_config_idx = get_bits(&gb, 3);
 861     if (block_config_idx > 5) {
 862         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect block config!\n");
 863         return AVERROR_INVALIDDATA;
 864     }
 865     s->block_config = &at9_block_layout[block_config_idx];
 866
 867     avctx->channel_layout = s->block_config->channel_layout;
 868     avctx->sample_fmt     = AV_SAMPLE_FMT_FLTP;
 869
 870     if (get_bits1(&gb)) {
 871         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect verification bit!\n");
 872         return AVERROR_INVALIDDATA;
 873     }
 874
 875     /* Average frame size in bytes */
 876     s->avg_frame_size = get_bits(&gb, 11) + 1;
 877
 878     superframe_idx = get_bits(&gb, 2);
 879     if (superframe_idx & 1) {
 880         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid superframe index!\n");
 881         return AVERROR_INVALIDDATA;
 882     }
 883
 884     s->frame_count = 1 << superframe_idx;
 885     s->frame_log2  = at9_tab_sri_frame_log2[s->samplerate_idx];
 886
 887     if (ff_mdct_init(&s->imdct, s->frame_log2 + 1, 1, 1.0f / 32768.0f))
 888         return AVERROR(ENOMEM);
 889
 890     s->fdsp = avpriv_float_dsp_alloc(avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_BITEXACT);
 891     if (!s->fdsp)
 892         return AVERROR(ENOMEM);
 893
 894     /* iMDCT window */
 895     for (int i = 0; i < (1 << s->frame_log2); i++) {
 896         const int   len  = 1 << s->frame_log2;
 897         const float sidx = (      i + 0.5f) / len;
 898         const float eidx = (len - i - 0.5f) / len;
 899         const float s_c  = sinf(sidx*M_PI - M_PI_2)*0.5f + 0.5f;
 900         const float e_c  = sinf(eidx*M_PI - M_PI_2)*0.5f + 0.5f;
 901         s->imdct_win[i]  = s_c / ((s_c * s_c) + (e_c * e_c));
 902     }
 903
 904     /* Allocation curve */
 905     alloc_c_len = FF_ARRAY_ELEMS(at9_tab_b_dist);
 906     for (int i = 1; i <= alloc_c_len; i++)
 907         for (int j = 0; j < i; j++)
 908             s->alloc_curve[i - 1][j] = at9_tab_b_dist[(j * alloc_c_len) / i];
 909
 910     /* Unsigned scalefactor VLCs */
 911     for (int i = 1; i < 7; i++) {
 912         const HuffmanCodebook *hf = &at9_huffman_sf_unsigned[i];
 913
 914         init_vlc(&s->sf_vlc[0][i], 9, hf->size, hf->bits, 1, 1, hf->codes,
 915                  2, 2, 0);
 916     }
 917
 918     /* Signed scalefactor VLCs */
 919     for (int i = 2; i < 6; i++) {
 920         const HuffmanCodebook *hf = &at9_huffman_sf_signed[i];
 921
 922         int nums = hf->size;
 923         int16_t sym[32];
 924         for (int j = 0; j < nums; j++)
 925             sym[j] = sign_extend(j, hf->value_bits);
 926
 927         ff_init_vlc_sparse(&s->sf_vlc[1][i], 9, hf->size, hf->bits, 1, 1,
 928                            hf->codes, 2, 2, sym, sizeof(*sym), sizeof(*sym), 0);
 929     }
 930
 931     /* Coefficient VLCs */
 932     for (int i = 0; i < 2; i++) {
 933         for (int j = 0; j < 8; j++) {
 934             for (int k = 0; k < 4; k++) {
 935                 const HuffmanCodebook *hf = &at9_huffman_coeffs[i][j][k];
 936                 init_vlc(&s->coeff_vlc[i][j][k], 9, hf->size, hf->bits, 1, 1,
 937                          hf->codes, 2, 2, 0);
 938             }
 939         }
 940     }
 941
 942     return 0;
 943 }
 944
 945 AVCodec ff_atrac9_decoder = {
 946     .name           = "atrac9",
 947     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATRAC9 (Adaptive TRansform Acoustic Coding 9)"),
 948     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 949     .id             = AV_CODEC_ID_ATRAC9,
 950     .priv_data_size = sizeof(ATRAC9Context),
 951     .init           = atrac9_decode_init,
 952     .close          = atrac9_decode_close,
 953     .decode         = atrac9_decode_frame,
 954     .flush          = atrac9_decode_flush,
 955     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE | FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
 956     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_SUBFRAMES | AV_CODEC_CAP_DR1,
 957 };