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

   1 /*
   2  * COOK compatible decoder
   3  * Copyright (c) 2003 Sascha Sommer
   4  * Copyright (c) 2005 Benjamin Larsson
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 /**
  24  * @file cook.c
  25  * Cook compatible decoder. Bastardization of the G.722.1 standard.
  26  * This decoder handles RealNetworks, RealAudio G2 data.
  27  * Cook is identified by the codec name cook in RM files.
  28  *
  29  * To use this decoder, a calling application must supply the extradata
  30  * bytes provided from the RM container; 8+ bytes for mono streams and
  31  * 16+ for stereo streams (maybe more).
  32  *
  33  * Codec technicalities (all this assume a buffer length of 1024):
  34  * Cook works with several different techniques to achieve its compression.
  35  * In the timedomain the buffer is divided into 8 pieces and quantized. If
  36  * two neighboring pieces have different quantization index a smooth
  37  * quantization curve is used to get a smooth overlap between the different
  38  * pieces.
  39  * To get to the transformdomain Cook uses a modulated lapped transform.
  40  * The transform domain has 50 subbands with 20 elements each. This
  41  * means only a maximum of 50*20=1000 coefficients are used out of the 1024
  42  * available.
  43  */
  44
  45 #include <math.h>
  46 #include <stddef.h>
  47 #include <stdio.h>
  48
  49 #include "avcodec.h"
  50 #include "bitstream.h"
  51 #include "dsputil.h"
  52 #include "bytestream.h"
  53 #include "random.h"
  54
  55 #include "cookdata.h"
  56
  57 /* the different Cook versions */
  58 #define MONO            0x1000001
  59 #define STEREO          0x1000002
  60 #define JOINT_STEREO    0x1000003
  61 #define MC_COOK         0x2000000   //multichannel Cook, not supported
  62
  63 #define SUBBAND_SIZE    20
  64 //#define COOKDEBUG
  65
  66 typedef struct {
  67     int *now;
  68     int *previous;
  69 } cook_gains;
  70
  71 typedef struct {
  72     GetBitContext       gb;
  73     /* stream data */
  74     int                 nb_channels;
  75     int                 joint_stereo;
  76     int                 bit_rate;
  77     int                 sample_rate;
  78     int                 samples_per_channel;
  79     int                 samples_per_frame;
  80     int                 subbands;
  81     int                 log2_numvector_size;
  82     int                 numvector_size;                //1 << log2_numvector_size;
  83     int                 js_subband_start;
  84     int                 total_subbands;
  85     int                 num_vectors;
  86     int                 bits_per_subpacket;
  87     int                 cookversion;
  88     /* states */
  89     AVRandomState       random_state;
  90
  91     /* transform data */
  92     MDCTContext         mdct_ctx;
  93     DECLARE_ALIGNED_16(FFTSample, mdct_tmp[1024]);  /* temporary storage for imlt */
  94     float*              mlt_window;
  95
  96     /* gain buffers */
  97     cook_gains          gains1;
  98     cook_gains          gains2;
  99     int                 gain_1[9];
 100     int                 gain_2[9];
 101     int                 gain_3[9];
 102     int                 gain_4[9];
 103
 104     /* VLC data */
 105     int                 js_vlc_bits;
 106     VLC                 envelope_quant_index[13];
 107     VLC                 sqvh[7];          //scalar quantization
 108     VLC                 ccpl;             //channel coupling
 109
 110     /* generatable tables and related variables */
 111     int                 gain_size_factor;
 112     float               gain_table[23];
 113     float               pow2tab[127];
 114     float               rootpow2tab[127];
 115
 116     /* data buffers */
 117
 118     uint8_t*            decoded_bytes_buffer;
 119     DECLARE_ALIGNED_16(float,mono_mdct_output[2048]);
 120     float               mono_previous_buffer1[1024];
 121     float               mono_previous_buffer2[1024];
 122     float               decode_buffer_1[1024];
 123     float               decode_buffer_2[1024];
 124 } COOKContext;
 125
 126 /* debug functions */
 127
 128 #ifdef COOKDEBUG
 129 static void dump_float_table(float* table, int size, int delimiter) {
 130     int i=0;
 131     av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"\n[%d]: ",i);
 132     for (i=0 ; i<size ; i++) {
 133         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "%5.1f, ", table[i]);
 134         if ((i+1)%delimiter == 0) av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"\n[%d]: ",i+1);
 135     }
 136 }
 137
 138 static void dump_int_table(int* table, int size, int delimiter) {
 139     int i=0;
 140     av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"\n[%d]: ",i);
 141     for (i=0 ; i<size ; i++) {
 142         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "%d, ", table[i]);
 143         if ((i+1)%delimiter == 0) av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"\n[%d]: ",i+1);
 144     }
 145 }
 146
 147 static void dump_short_table(short* table, int size, int delimiter) {
 148     int i=0;
 149     av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"\n[%d]: ",i);
 150     for (i=0 ; i<size ; i++) {
 151         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "%d, ", table[i]);
 152         if ((i+1)%delimiter == 0) av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"\n[%d]: ",i+1);
 153     }
 154 }
 155
 156 #endif
 157
 158 /*************** init functions ***************/
 159
 160 /* table generator */
 161 static void init_pow2table(COOKContext *q){
 162     int i;
 163     q->pow2tab[63] = 1.0;
 164     for (i=1 ; i<64 ; i++){
 165         q->pow2tab[63+i]=(float)((uint64_t)1<<i);
 166         q->pow2tab[63-i]=1.0/(float)((uint64_t)1<<i);
 167     }
 168 }
 169
 170 /* table generator */
 171 static void init_rootpow2table(COOKContext *q){
 172     int i;
 173     q->rootpow2tab[63] = 1.0;
 174     for (i=1 ; i<64 ; i++){
 175         q->rootpow2tab[63+i]=sqrt((float)((uint64_t)1<<i));
 176         q->rootpow2tab[63-i]=sqrt(1.0/(float)((uint64_t)1<<i));
 177     }
 178 }
 179
 180 /* table generator */
 181 static void init_gain_table(COOKContext *q) {
 182     int i;
 183     q->gain_size_factor = q->samples_per_channel/8;
 184     for (i=0 ; i<23 ; i++) {
 185         q->gain_table[i] = pow((double)q->pow2tab[i+52] ,
 186                                (1.0/(double)q->gain_size_factor));
 187     }
 188 }
 189
 190
 191 static int init_cook_vlc_tables(COOKContext *q) {
 192     int i, result;
 193
 194     result = 0;
 195     for (i=0 ; i<13 ; i++) {
 196         result |= init_vlc (&q->envelope_quant_index[i], 9, 24,
 197             envelope_quant_index_huffbits[i], 1, 1,
 198             envelope_quant_index_huffcodes[i], 2, 2, 0);
 199     }
 200     av_log(NULL,AV_LOG_DEBUG,"sqvh VLC init\n");
 201     for (i=0 ; i<7 ; i++) {
 202         result |= init_vlc (&q->sqvh[i], vhvlcsize_tab[i], vhsize_tab[i],
 203             cvh_huffbits[i], 1, 1,
 204             cvh_huffcodes[i], 2, 2, 0);
 205     }
 206
 207     if (q->nb_channels==2 && q->joint_stereo==1){
 208         result |= init_vlc (&q->ccpl, 6, (1<<q->js_vlc_bits)-1,
 209             ccpl_huffbits[q->js_vlc_bits-2], 1, 1,
 210             ccpl_huffcodes[q->js_vlc_bits-2], 2, 2, 0);
 211         av_log(NULL,AV_LOG_DEBUG,"Joint-stereo VLC used.\n");
 212     }
 213
 214     av_log(NULL,AV_LOG_DEBUG,"VLC tables initialized.\n");
 215     return result;
 216 }
 217
 218 static int init_cook_mlt(COOKContext *q) {
 219     int j;
 220     float alpha;
 221     int mlt_size = q->samples_per_channel;
 222
 223     if ((q->mlt_window = av_malloc(sizeof(float)*mlt_size)) == 0)
 224       return -1;
 225
 226     /* Initialize the MLT window: simple sine window. */
 227     alpha = M_PI / (2.0 * (float)mlt_size);
 228     for(j=0 ; j<mlt_size ; j++)
 229         q->mlt_window[j] = sin((j + 0.5) * alpha) * sqrt(2.0 / q->samples_per_channel);
 230
 231     /* Initialize the MDCT. */
 232     if (ff_mdct_init(&q->mdct_ctx, av_log2(mlt_size)+1, 1)) {
 233       av_free(q->mlt_window);
 234       return -1;
 235     }
 236     av_log(NULL,AV_LOG_DEBUG,"MDCT initialized, order = %d.\n",
 237            av_log2(mlt_size)+1);
 238
 239     return 0;
 240 }
 241
 242 /*************** init functions end ***********/
 243
 244 /**
 245  * Cook indata decoding, every 32 bits are XORed with 0x37c511f2.
 246  * Why? No idea, some checksum/error detection method maybe.
 247  *
 248  * Out buffer size: extra bytes are needed to cope with
 249  * padding/missalignment.
 250  * Subpackets passed to the decoder can contain two, consecutive
 251  * half-subpackets, of identical but arbitrary size.
 252  *          1234 1234 1234 1234  extraA extraB
 253  * Case 1:  AAAA BBBB              0      0
 254  * Case 2:  AAAA ABBB BB--         3      3
 255  * Case 3:  AAAA AABB BBBB         2      2
 256  * Case 4:  AAAA AAAB BBBB BB--    1      5
 257  *
 258  * Nice way to waste CPU cycles.
 259  *
 260  * @param inbuffer  pointer to byte array of indata
 261  * @param out       pointer to byte array of outdata
 262  * @param bytes     number of bytes
 263  */
 264 #define DECODE_BYTES_PAD1(bytes) (3 - ((bytes)+3) % 4)
 265 #define DECODE_BYTES_PAD2(bytes) ((bytes) % 4 + DECODE_BYTES_PAD1(2 * (bytes)))
 266
 267 static inline int decode_bytes(uint8_t* inbuffer, uint8_t* out, int bytes){
 268     int i, off;
 269     uint32_t c;
 270     uint32_t* buf;
 271     uint32_t* obuf = (uint32_t*) out;
 272     /* FIXME: 64 bit platforms would be able to do 64 bits at a time.
 273      * I'm too lazy though, should be something like
 274      * for(i=0 ; i<bitamount/64 ; i++)
 275      *     (int64_t)out[i] = 0x37c511f237c511f2^be2me_64(int64_t)in[i]);
 276      * Buffer alignment needs to be checked. */
 277
 278     off = (int)((long)inbuffer & 3);
 279     buf = (uint32_t*) (inbuffer - off);
 280     c = be2me_32((0x37c511f2 >> (off*8)) | (0x37c511f2 << (32-(off*8))));
 281     bytes += 3 + off;
 282     for (i = 0; i < bytes/4; i++)
 283         obuf[i] = c ^ buf[i];
 284
 285     return off;
 286 }
 287
 288 /**
 289  * Cook uninit
 290  */
 291
 292 static int cook_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 293 {
 294     int i;
 295     COOKContext *q = avctx->priv_data;
 296     av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG, "Deallocating memory.\n");
 297
 298     /* Free allocated memory buffers. */
 299     av_free(q->mlt_window);
 300     av_free(q->decoded_bytes_buffer);
 301
 302     /* Free the transform. */
 303     ff_mdct_end(&q->mdct_ctx);
 304
 305     /* Free the VLC tables. */
 306     for (i=0 ; i<13 ; i++) {
 307         free_vlc(&q->envelope_quant_index[i]);
 308     }
 309     for (i=0 ; i<7 ; i++) {
 310         free_vlc(&q->sqvh[i]);
 311     }
 312     if(q->nb_channels==2 && q->joint_stereo==1 ){
 313         free_vlc(&q->ccpl);
 314     }
 315
 316     av_log(NULL,AV_LOG_DEBUG,"Memory deallocated.\n");
 317
 318     return 0;
 319 }
 320
 321 /**
 322  * Fill the gain array for the timedomain quantization.
 323  *
 324  * @param q                 pointer to the COOKContext
 325  * @param gaininfo[9]       array of gain indices
 326  */
 327
 328 static void decode_gain_info(GetBitContext *gb, int *gaininfo)
 329 {
 330     int i, n;
 331
 332     while (get_bits1(gb)) {}
 333     n = get_bits_count(gb) - 1;     //amount of elements*2 to update
 334
 335     i = 0;
 336     while (n--) {
 337         int index = get_bits(gb, 3);
 338         int gain = get_bits1(gb) ? get_bits(gb, 4) - 7 : -1;
 339
 340         while (i <= index) gaininfo[i++] = gain;
 341     }
 342     while (i <= 8) gaininfo[i++] = 0;
 343 }
 344
 345 /**
 346  * Create the quant index table needed for the envelope.
 347  *
 348  * @param q                 pointer to the COOKContext
 349  * @param quant_index_table pointer to the array
 350  */
 351
 352 static void decode_envelope(COOKContext *q, int* quant_index_table) {
 353     int i,j, vlc_index;
 354
 355     quant_index_table[0]= get_bits(&q->gb,6) - 6;       //This is used later in categorize
 356
 357     for (i=1 ; i < q->total_subbands ; i++){
 358         vlc_index=i;
 359         if (i >= q->js_subband_start * 2) {
 360             vlc_index-=q->js_subband_start;
 361         } else {
 362             vlc_index/=2;
 363             if(vlc_index < 1) vlc_index = 1;
 364         }
 365         if (vlc_index>13) vlc_index = 13;           //the VLC tables >13 are identical to No. 13
 366
 367         j = get_vlc2(&q->gb, q->envelope_quant_index[vlc_index-1].table,
 368                      q->envelope_quant_index[vlc_index-1].bits,2);
 369         quant_index_table[i] = quant_index_table[i-1] + j - 12;    //differential encoding
 370     }
 371 }
 372
 373 /**
 374  * Calculate the category and category_index vector.
 375  *
 376  * @param q                     pointer to the COOKContext
 377  * @param quant_index_table     pointer to the array
 378  * @param category              pointer to the category array
 379  * @param category_index        pointer to the category_index array
 380  */
 381
 382 static void categorize(COOKContext *q, int* quant_index_table,
 383                        int* category, int* category_index){
 384     int exp_idx, bias, tmpbias1, tmpbias2, bits_left, num_bits, index, v, i, j;
 385     int exp_index2[102];
 386     int exp_index1[102];
 387
 388     int tmp_categorize_array[128*2];
 389     int tmp_categorize_array1_idx=q->numvector_size;
 390     int tmp_categorize_array2_idx=q->numvector_size;
 391
 392     bits_left =  q->bits_per_subpacket - get_bits_count(&q->gb);
 393
 394     if(bits_left > q->samples_per_channel) {
 395         bits_left = q->samples_per_channel +
 396                     ((bits_left - q->samples_per_channel)*5)/8;
 397         //av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "bits_left = %d\n",bits_left);
 398     }
 399
 400     memset(&exp_index1,0,102*sizeof(int));
 401     memset(&exp_index2,0,102*sizeof(int));
 402     memset(&tmp_categorize_array,0,128*2*sizeof(int));
 403
 404     bias=-32;
 405
 406     /* Estimate bias. */
 407     for (i=32 ; i>0 ; i=i/2){
 408         num_bits = 0;
 409         index = 0;
 410         for (j=q->total_subbands ; j>0 ; j--){
 411             exp_idx = av_clip((i - quant_index_table[index] + bias) / 2, 0, 7);
 412             index++;
 413             num_bits+=expbits_tab[exp_idx];
 414         }
 415         if(num_bits >= bits_left - 32){
 416             bias+=i;
 417         }
 418     }
 419
 420     /* Calculate total number of bits. */
 421     num_bits=0;
 422     for (i=0 ; i<q->total_subbands ; i++) {
 423         exp_idx = av_clip((bias - quant_index_table[i]) / 2, 0, 7);
 424         num_bits += expbits_tab[exp_idx];
 425         exp_index1[i] = exp_idx;
 426         exp_index2[i] = exp_idx;
 427     }
 428     tmpbias1 = tmpbias2 = num_bits;
 429
 430     for (j = 1 ; j < q->numvector_size ; j++) {
 431         if (tmpbias1 + tmpbias2 > 2*bits_left) {  /* ---> */
 432             int max = -999999;
 433             index=-1;
 434             for (i=0 ; i<q->total_subbands ; i++){
 435                 if (exp_index1[i] < 7) {
 436                     v = (-2*exp_index1[i]) - quant_index_table[i] + bias;
 437                     if ( v >= max) {
 438                         max = v;
 439                         index = i;
 440                     }
 441                 }
 442             }
 443             if(index==-1)break;
 444             tmp_categorize_array[tmp_categorize_array1_idx++] = index;
 445             tmpbias1 -= expbits_tab[exp_index1[index]] -
 446                         expbits_tab[exp_index1[index]+1];
 447             ++exp_index1[index];
 448         } else {  /* <--- */
 449             int min = 999999;
 450             index=-1;
 451             for (i=0 ; i<q->total_subbands ; i++){
 452                 if(exp_index2[i] > 0){
 453                     v = (-2*exp_index2[i])-quant_index_table[i]+bias;
 454                     if ( v < min) {
 455                         min = v;
 456                         index = i;
 457                     }
 458                 }
 459             }
 460             if(index == -1)break;
 461             tmp_categorize_array[--tmp_categorize_array2_idx] = index;
 462             tmpbias2 -= expbits_tab[exp_index2[index]] -
 463                         expbits_tab[exp_index2[index]-1];
 464             --exp_index2[index];
 465         }
 466     }
 467
 468     for(i=0 ; i<q->total_subbands ; i++)
 469         category[i] = exp_index2[i];
 470
 471     for(i=0 ; i<q->numvector_size-1 ; i++)
 472         category_index[i] = tmp_categorize_array[tmp_categorize_array2_idx++];
 473
 474 }
 475
 476
 477 /**
 478  * Expand the category vector.
 479  *
 480  * @param q                     pointer to the COOKContext
 481  * @param category              pointer to the category array
 482  * @param category_index        pointer to the category_index array
 483  */
 484
 485 static inline void expand_category(COOKContext *q, int* category,
 486                                    int* category_index){
 487     int i;
 488     for(i=0 ; i<q->num_vectors ; i++){
 489         ++category[category_index[i]];
 490     }
 491 }
 492
 493 /**
 494  * The real requantization of the mltcoefs
 495  *
 496  * @param q                     pointer to the COOKContext
 497  * @param index                 index
 498  * @param quant_index           quantisation index
 499  * @param subband_coef_index    array of indexes to quant_centroid_tab
 500  * @param subband_coef_sign     signs of coefficients
 501  * @param mlt_p                 pointer into the mlt buffer
 502  */
 503
 504 static void scalar_dequant(COOKContext *q, int index, int quant_index,
 505                            int* subband_coef_index, int* subband_coef_sign,
 506                            float* mlt_p){
 507     int i;
 508     float f1;
 509
 510     for(i=0 ; i<SUBBAND_SIZE ; i++) {
 511         if (subband_coef_index[i]) {
 512             f1 = quant_centroid_tab[index][subband_coef_index[i]];
 513             if (subband_coef_sign[i]) f1 = -f1;
 514         } else {
 515             /* noise coding if subband_coef_index[i] == 0 */
 516             f1 = dither_tab[index];
 517             if (av_random(&q->random_state) < 0x80000000) f1 = -f1;
 518         }
 519         mlt_p[i] = f1 * q->rootpow2tab[quant_index+63];
 520     }
 521 }
 522 /**
 523  * Unpack the subband_coef_index and subband_coef_sign vectors.
 524  *
 525  * @param q                     pointer to the COOKContext
 526  * @param category              pointer to the category array
 527  * @param subband_coef_index    array of indexes to quant_centroid_tab
 528  * @param subband_coef_sign     signs of coefficients
 529  */
 530
 531 static int unpack_SQVH(COOKContext *q, int category, int* subband_coef_index,
 532                        int* subband_coef_sign) {
 533     int i,j;
 534     int vlc, vd ,tmp, result;
 535
 536     vd = vd_tab[category];
 537     result = 0;
 538     for(i=0 ; i<vpr_tab[category] ; i++){
 539         vlc = get_vlc2(&q->gb, q->sqvh[category].table, q->sqvh[category].bits, 3);
 540         if (q->bits_per_subpacket < get_bits_count(&q->gb)){
 541             vlc = 0;
 542             result = 1;
 543         }
 544         for(j=vd-1 ; j>=0 ; j--){
 545             tmp = (vlc * invradix_tab[category])/0x100000;
 546             subband_coef_index[vd*i+j] = vlc - tmp * (kmax_tab[category]+1);
 547             vlc = tmp;
 548         }
 549         for(j=0 ; j<vd ; j++){
 550             if (subband_coef_index[i*vd + j]) {
 551                 if(get_bits_count(&q->gb) < q->bits_per_subpacket){
 552                     subband_coef_sign[i*vd+j] = get_bits1(&q->gb);
 553                 } else {
 554                     result=1;
 555                     subband_coef_sign[i*vd+j]=0;
 556                 }
 557             } else {
 558                 subband_coef_sign[i*vd+j]=0;
 559             }
 560         }
 561     }
 562     return result;
 563 }
 564
 565
 566 /**
 567  * Fill the mlt_buffer with mlt coefficients.
 568  *
 569  * @param q                 pointer to the COOKContext
 570  * @param category          pointer to the category array
 571  * @param quant_index_table pointer to the array
 572  * @param mlt_buffer        pointer to mlt coefficients
 573  */
 574
 575
 576 static void decode_vectors(COOKContext* q, int* category,
 577                            int *quant_index_table, float* mlt_buffer){
 578     /* A zero in this table means that the subband coefficient is
 579        random noise coded. */
 580     int subband_coef_index[SUBBAND_SIZE];
 581     /* A zero in this table means that the subband coefficient is a
 582        positive multiplicator. */
 583     int subband_coef_sign[SUBBAND_SIZE];
 584     int band, j;
 585     int index=0;
 586
 587     for(band=0 ; band<q->total_subbands ; band++){
 588         index = category[band];
 589         if(category[band] < 7){
 590             if(unpack_SQVH(q, category[band], subband_coef_index, subband_coef_sign)){
 591                 index=7;
 592                 for(j=0 ; j<q->total_subbands ; j++) category[band+j]=7;
 593             }
 594         }
 595         if(index==7) {
 596             memset(subband_coef_index, 0, sizeof(subband_coef_index));
 597             memset(subband_coef_sign, 0, sizeof(subband_coef_sign));
 598         }
 599         scalar_dequant(q, index, quant_index_table[band],
 600                        subband_coef_index, subband_coef_sign,
 601                        &mlt_buffer[band * 20]);
 602     }
 603
 604     if(q->total_subbands*SUBBAND_SIZE >= q->samples_per_channel){
 605         return;
 606     } /* FIXME: should this be removed, or moved into loop above? */
 607 }
 608
 609
 610 /**
 611  * function for decoding mono data
 612  *
 613  * @param q                 pointer to the COOKContext
 614  * @param mlt_buffer        pointer to mlt coefficients
 615  */
 616
 617 static void mono_decode(COOKContext *q, float* mlt_buffer) {
 618
 619     int category_index[128];
 620     int quant_index_table[102];
 621     int category[128];
 622
 623     memset(&category, 0, 128*sizeof(int));
 624     memset(&category_index, 0, 128*sizeof(int));
 625
 626     decode_envelope(q, quant_index_table);
 627     q->num_vectors = get_bits(&q->gb,q->log2_numvector_size);
 628     categorize(q, quant_index_table, category, category_index);
 629     expand_category(q, category, category_index);
 630     decode_vectors(q, category, quant_index_table, mlt_buffer);
 631 }
 632
 633
 634 /**
 635  * the actual requantization of the timedomain samples
 636  *
 637  * @param q                 pointer to the COOKContext
 638  * @param buffer            pointer to the timedomain buffer
 639  * @param gain_index        index for the block multiplier
 640  * @param gain_index_next   index for the next block multiplier
 641  */
 642
 643 static void interpolate(COOKContext *q, float* buffer,
 644                         int gain_index, int gain_index_next){
 645     int i;
 646     float fc1, fc2;
 647     fc1 = q->pow2tab[gain_index+63];
 648
 649     if(gain_index == gain_index_next){              //static gain
 650         for(i=0 ; i<q->gain_size_factor ; i++){
 651             buffer[i]*=fc1;
 652         }
 653         return;
 654     } else {                                        //smooth gain
 655         fc2 = q->gain_table[11 + (gain_index_next-gain_index)];
 656         for(i=0 ; i<q->gain_size_factor ; i++){
 657             buffer[i]*=fc1;
 658             fc1*=fc2;
 659         }
 660         return;
 661     }
 662 }
 663
 664
 665 /**
 666  * The modulated lapped transform, this takes transform coefficients
 667  * and transforms them into timedomain samples.
 668  * Apply transform window, overlap buffers, apply gain profile
 669  * and buffer management.
 670  *
 671  * @param q                 pointer to the COOKContext
 672  * @param inbuffer          pointer to the mltcoefficients
 673  * @param gains_ptr         current and previous gains
 674  * @param previous_buffer   pointer to the previous buffer to be used for overlapping
 675  */
 676
 677 static void imlt_gain(COOKContext *q, float *inbuffer,
 678                       cook_gains *gains_ptr, float* previous_buffer)
 679 {
 680     const float fc = q->pow2tab[gains_ptr->previous[0] + 63];
 681     float *buffer0 = q->mono_mdct_output;
 682     float *buffer1 = q->mono_mdct_output + q->samples_per_channel;
 683     int i;
 684
 685     /* Inverse modified discrete cosine transform */
 686     q->mdct_ctx.fft.imdct_calc(&q->mdct_ctx, q->mono_mdct_output,
 687                                inbuffer, q->mdct_tmp);
 688
 689     /* The weird thing here, is that the two halves of the time domain
 690      * buffer are swapped. Also, the newest data, that we save away for
 691      * next frame, has the wrong sign. Hence the subtraction below.
 692      * Almost sounds like a complex conjugate/reverse data/FFT effect.
 693      */
 694
 695     /* Apply window and overlap */
 696     for(i = 0; i < q->samples_per_channel; i++){
 697         buffer1[i] = buffer1[i] * fc * q->mlt_window[i] -
 698           previous_buffer[i] * q->mlt_window[q->samples_per_channel - 1 - i];
 699     }
 700
 701     /* Apply gain profile */
 702     for (i = 0; i < 8; i++) {
 703         if (gains_ptr->now[i] || gains_ptr->now[i + 1])
 704             interpolate(q, &buffer1[q->gain_size_factor * i],
 705                         gains_ptr->now[i], gains_ptr->now[i + 1]);
 706     }
 707
 708     /* Save away the current to be previous block. */
 709     memcpy(previous_buffer, buffer0, sizeof(float)*q->samples_per_channel);
 710 }
 711
 712
 713 /**
 714  * function for getting the jointstereo coupling information
 715  *
 716  * @param q                 pointer to the COOKContext
 717  * @param decouple_tab      decoupling array
 718  *
 719  */
 720
 721 static void decouple_info(COOKContext *q, int* decouple_tab){
 722     int length, i;
 723
 724     if(get_bits1(&q->gb)) {
 725         if(cplband[q->js_subband_start] > cplband[q->subbands-1]) return;
 726
 727         length = cplband[q->subbands-1] - cplband[q->js_subband_start] + 1;
 728         for (i=0 ; i<length ; i++) {
 729             decouple_tab[cplband[q->js_subband_start] + i] = get_vlc2(&q->gb, q->ccpl.table, q->ccpl.bits, 2);
 730         }
 731         return;
 732     }
 733
 734     if(cplband[q->js_subband_start] > cplband[q->subbands-1]) return;
 735
 736     length = cplband[q->subbands-1] - cplband[q->js_subband_start] + 1;
 737     for (i=0 ; i<length ; i++) {
 738        decouple_tab[cplband[q->js_subband_start] + i] = get_bits(&q->gb, q->js_vlc_bits);
 739     }
 740     return;
 741 }
 742
 743
 744 /**
 745  * function for decoding joint stereo data
 746  *
 747  * @param q                 pointer to the COOKContext
 748  * @param mlt_buffer1       pointer to left channel mlt coefficients
 749  * @param mlt_buffer2       pointer to right channel mlt coefficients
 750  */
 751
 752 static void joint_decode(COOKContext *q, float* mlt_buffer1,
 753                          float* mlt_buffer2) {
 754     int i,j;
 755     int decouple_tab[SUBBAND_SIZE];
 756     float decode_buffer[1060];
 757     int idx, cpl_tmp,tmp_idx;
 758     float f1,f2;
 759     float* cplscale;
 760
 761     memset(decouple_tab, 0, sizeof(decouple_tab));
 762     memset(decode_buffer, 0, sizeof(decode_buffer));
 763
 764     /* Make sure the buffers are zeroed out. */
 765     memset(mlt_buffer1,0, 1024*sizeof(float));
 766     memset(mlt_buffer2,0, 1024*sizeof(float));
 767     decouple_info(q, decouple_tab);
 768     mono_decode(q, decode_buffer);
 769
 770     /* The two channels are stored interleaved in decode_buffer. */
 771     for (i=0 ; i<q->js_subband_start ; i++) {
 772         for (j=0 ; j<SUBBAND_SIZE ; j++) {
 773             mlt_buffer1[i*20+j] = decode_buffer[i*40+j];
 774             mlt_buffer2[i*20+j] = decode_buffer[i*40+20+j];
 775         }
 776     }
 777
 778     /* When we reach js_subband_start (the higher frequencies)
 779        the coefficients are stored in a coupling scheme. */
 780     idx = (1 << q->js_vlc_bits) - 1;
 781     for (i=q->js_subband_start ; i<q->subbands ; i++) {
 782         cpl_tmp = cplband[i];
 783         idx -=decouple_tab[cpl_tmp];
 784         cplscale = (float*)cplscales[q->js_vlc_bits-2];  //choose decoupler table
 785         f1 = cplscale[decouple_tab[cpl_tmp]];
 786         f2 = cplscale[idx-1];
 787         for (j=0 ; j<SUBBAND_SIZE ; j++) {
 788             tmp_idx = ((q->js_subband_start + i)*20)+j;
 789             mlt_buffer1[20*i + j] = f1 * decode_buffer[tmp_idx];
 790             mlt_buffer2[20*i + j] = f2 * decode_buffer[tmp_idx];
 791         }
 792         idx = (1 << q->js_vlc_bits) - 1;
 793     }
 794 }
 795
 796 /**
 797  * First part of subpacket decoding:
 798  *  decode raw stream bytes and read gain info.
 799  *
 800  * @param q                 pointer to the COOKContext
 801  * @param inbuffer          pointer to raw stream data
 802  * @param gain_ptr          array of current/prev gain pointers
 803  */
 804
 805 static inline void
 806 decode_bytes_and_gain(COOKContext *q, uint8_t *inbuffer,
 807                       cook_gains *gains_ptr)
 808 {
 809     int offset;
 810
 811     offset = decode_bytes(inbuffer, q->decoded_bytes_buffer,
 812                           q->bits_per_subpacket/8);
 813     init_get_bits(&q->gb, q->decoded_bytes_buffer + offset,
 814                   q->bits_per_subpacket);
 815     decode_gain_info(&q->gb, gains_ptr->now);
 816
 817     /* Swap current and previous gains */
 818     FFSWAP(int *, gains_ptr->now, gains_ptr->previous);
 819 }
 820
 821 /**
 822  * Final part of subpacket decoding:
 823  *  Apply modulated lapped transform, gain compensation,
 824  *  clip and convert to integer.
 825  *
 826  * @param q                 pointer to the COOKContext
 827  * @param decode_buffer     pointer to the mlt coefficients
 828  * @param gain_ptr          array of current/prev gain pointers
 829  * @param previous_buffer   pointer to the previous buffer to be used for overlapping
 830  * @param out               pointer to the output buffer
 831  * @param chan              0: left or single channel, 1: right channel
 832  */
 833
 834 static inline void
 835 mlt_compensate_output(COOKContext *q, float *decode_buffer,
 836                       cook_gains *gains, float *previous_buffer,
 837                       int16_t *out, int chan)
 838 {
 839     float *output = q->mono_mdct_output + q->samples_per_channel;
 840     int j;
 841
 842     imlt_gain(q, decode_buffer, gains, previous_buffer);
 843
 844     /* Clip and convert floats to 16 bits.
 845      */
 846     for (j = 0; j < q->samples_per_channel; j++) {
 847         out[chan + q->nb_channels * j] =
 848           av_clip(lrintf(output[j]), -32768, 32767);
 849     }
 850 }
 851
 852
 853 /**
 854  * Cook subpacket decoding. This function returns one decoded subpacket,
 855  * usually 1024 samples per channel.
 856  *
 857  * @param q                 pointer to the COOKContext
 858  * @param inbuffer          pointer to the inbuffer
 859  * @param sub_packet_size   subpacket size
 860  * @param outbuffer         pointer to the outbuffer
 861  */
 862
 863
 864 static int decode_subpacket(COOKContext *q, uint8_t *inbuffer,
 865                             int sub_packet_size, int16_t *outbuffer) {
 866     /* packet dump */
 867 //    for (i=0 ; i<sub_packet_size ; i++) {
 868 //        av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "%02x", inbuffer[i]);
 869 //    }
 870 //    av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "\n");
 871
 872     decode_bytes_and_gain(q, inbuffer, &q->gains1);
 873
 874     if (q->joint_stereo) {
 875         joint_decode(q, q->decode_buffer_1, q->decode_buffer_2);
 876     } else {
 877         mono_decode(q, q->decode_buffer_1);
 878
 879         if (q->nb_channels == 2) {
 880             decode_bytes_and_gain(q, inbuffer + sub_packet_size/2, &q->gains2);
 881             mono_decode(q, q->decode_buffer_2);
 882         }
 883     }
 884
 885     mlt_compensate_output(q, q->decode_buffer_1, &q->gains1,
 886                           q->mono_previous_buffer1, outbuffer, 0);
 887
 888     if (q->nb_channels == 2) {
 889         if (q->joint_stereo) {
 890             mlt_compensate_output(q, q->decode_buffer_2, &q->gains1,
 891                                   q->mono_previous_buffer2, outbuffer, 1);
 892         } else {
 893             mlt_compensate_output(q, q->decode_buffer_2, &q->gains2,
 894                                   q->mono_previous_buffer2, outbuffer, 1);
 895         }
 896     }
 897     return q->samples_per_frame * sizeof(int16_t);
 898 }
 899
 900
 901 /**
 902  * Cook frame decoding
 903  *
 904  * @param avctx     pointer to the AVCodecContext
 905  */
 906
 907 static int cook_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 908             void *data, int *data_size,
 909             uint8_t *buf, int buf_size) {
 910     COOKContext *q = avctx->priv_data;
 911
 912     if (buf_size < avctx->block_align)
 913         return buf_size;
 914
 915     *data_size = decode_subpacket(q, buf, avctx->block_align, data);
 916
 917     /* Discard the first two frames: no valid audio. */
 918     if (avctx->frame_number < 2) *data_size = 0;
 919
 920     return avctx->block_align;
 921 }
 922
 923 #ifdef COOKDEBUG
 924 static void dump_cook_context(COOKContext *q)
 925 {
 926     //int i=0;
 927 #define PRINT(a,b) av_log(NULL,AV_LOG_ERROR," %s = %d\n", a, b);
 928     av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"COOKextradata\n");
 929     av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"cookversion=%x\n",q->cookversion);
 930     if (q->cookversion > STEREO) {
 931         PRINT("js_subband_start",q->js_subband_start);
 932         PRINT("js_vlc_bits",q->js_vlc_bits);
 933     }
 934     av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"COOKContext\n");
 935     PRINT("nb_channels",q->nb_channels);
 936     PRINT("bit_rate",q->bit_rate);
 937     PRINT("sample_rate",q->sample_rate);
 938     PRINT("samples_per_channel",q->samples_per_channel);
 939     PRINT("samples_per_frame",q->samples_per_frame);
 940     PRINT("subbands",q->subbands);
 941     PRINT("random_state",q->random_state);
 942     PRINT("js_subband_start",q->js_subband_start);
 943     PRINT("log2_numvector_size",q->log2_numvector_size);
 944     PRINT("numvector_size",q->numvector_size);
 945     PRINT("total_subbands",q->total_subbands);
 946 }
 947 #endif
 948
 949 /**
 950  * Cook initialization
 951  *
 952  * @param avctx     pointer to the AVCodecContext
 953  */
 954
 955 static int cook_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 956 {
 957     COOKContext *q = avctx->priv_data;
 958     uint8_t *edata_ptr = avctx->extradata;
 959
 960     /* Take care of the codec specific extradata. */
 961     if (avctx->extradata_size <= 0) {
 962         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Necessary extradata missing!\n");
 963         return -1;
 964     } else {
 965         /* 8 for mono, 16 for stereo, ? for multichannel
 966            Swap to right endianness so we don't need to care later on. */
 967         av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"codecdata_length=%d\n",avctx->extradata_size);
 968         if (avctx->extradata_size >= 8){
 969             q->cookversion = bytestream_get_be32(&edata_ptr);
 970             q->samples_per_frame =  bytestream_get_be16(&edata_ptr);
 971             q->subbands = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
 972         }
 973         if (avctx->extradata_size >= 16){
 974             bytestream_get_be32(&edata_ptr);    //Unknown unused
 975             q->js_subband_start = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
 976             q->js_vlc_bits = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
 977         }
 978     }
 979
 980     /* Take data from the AVCodecContext (RM container). */
 981     q->sample_rate = avctx->sample_rate;
 982     q->nb_channels = avctx->channels;
 983     q->bit_rate = avctx->bit_rate;
 984
 985     /* Initialize RNG. */
 986     av_init_random(1, &q->random_state);
 987
 988     /* Initialize extradata related variables. */
 989     q->samples_per_channel = q->samples_per_frame / q->nb_channels;
 990     q->bits_per_subpacket = avctx->block_align * 8;
 991
 992     /* Initialize default data states. */
 993     q->log2_numvector_size = 5;
 994     q->total_subbands = q->subbands;
 995
 996     /* Initialize version-dependent variables */
 997     av_log(NULL,AV_LOG_DEBUG,"q->cookversion=%x\n",q->cookversion);
 998     q->joint_stereo = 0;
 999     switch (q->cookversion) {
1000         case MONO:
1001             if (q->nb_channels != 1) {
1002                 av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Container channels != 1, report sample!\n");
1003                 return -1;
1004             }
1005             av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"MONO\n");
1006             break;
1007         case STEREO:
1008             if (q->nb_channels != 1) {
1009                 q->bits_per_subpacket = q->bits_per_subpacket/2;
1010             }
1011             av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"STEREO\n");
1012             break;
1013         case JOINT_STEREO:
1014             if (q->nb_channels != 2) {
1015                 av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Container channels != 2, report sample!\n");
1016                 return -1;
1017             }
1018             av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"JOINT_STEREO\n");
1019             if (avctx->extradata_size >= 16){
1020                 q->total_subbands = q->subbands + q->js_subband_start;
1021                 q->joint_stereo = 1;
1022             }
1023             if (q->samples_per_channel > 256) {
1024                 q->log2_numvector_size  = 6;
1025             }
1026             if (q->samples_per_channel > 512) {
1027                 q->log2_numvector_size  = 7;
1028             }
1029             break;
1030         case MC_COOK:
1031             av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"MC_COOK not supported!\n");
1032             return -1;
1033             break;
1034         default:
1035             av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Unknown Cook version, report sample!\n");
1036             return -1;
1037             break;
1038     }
1039
1040     /* Initialize variable relations */
1041     q->numvector_size = (1 << q->log2_numvector_size);
1042
1043     /* Generate tables */
1044     init_rootpow2table(q);
1045     init_pow2table(q);
1046     init_gain_table(q);
1047
1048     if (init_cook_vlc_tables(q) != 0)
1049         return -1;
1050
1051
1052     if(avctx->block_align >= UINT_MAX/2)
1053         return -1;
1054
1055     /* Pad the databuffer with:
1056        DECODE_BYTES_PAD1 or DECODE_BYTES_PAD2 for decode_bytes(),
1057        FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE, for the bitstreamreader. */
1058     if (q->nb_channels==2 && q->joint_stereo==0) {
1059         q->decoded_bytes_buffer =
1060           av_mallocz(avctx->block_align/2
1061                      + DECODE_BYTES_PAD2(avctx->block_align/2)
1062                      + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
1063     } else {
1064         q->decoded_bytes_buffer =
1065           av_mallocz(avctx->block_align
1066                      + DECODE_BYTES_PAD1(avctx->block_align)
1067                      + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
1068     }
1069     if (q->decoded_bytes_buffer == NULL)
1070         return -1;
1071
1072     q->gains1.now      = q->gain_1;
1073     q->gains1.previous = q->gain_2;
1074     q->gains2.now      = q->gain_3;
1075     q->gains2.previous = q->gain_4;
1076
1077     /* Initialize transform. */
1078     if ( init_cook_mlt(q) != 0 )
1079         return -1;
1080
1081     /* Try to catch some obviously faulty streams, othervise it might be exploitable */
1082     if (q->total_subbands > 53) {
1083         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"total_subbands > 53, report sample!\n");
1084         return -1;
1085     }
1086     if (q->subbands > 50) {
1087         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"subbands > 50, report sample!\n");
1088         return -1;
1089     }
1090     if ((q->samples_per_channel == 256) || (q->samples_per_channel == 512) || (q->samples_per_channel == 1024)) {
1091     } else {
1092         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"unknown amount of samples_per_channel = %d, report sample!\n",q->samples_per_channel);
1093         return -1;
1094     }
1095     if ((q->js_vlc_bits > 6) || (q->js_vlc_bits < 0)) {
1096         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"q->js_vlc_bits = %d, only >= 0 and <= 6 allowed!\n",q->js_vlc_bits);
1097         return -1;
1098     }
1099
1100 #ifdef COOKDEBUG
1101     dump_cook_context(q);
1102 #endif
1103     return 0;
1104 }
1105
1106
1107 AVCodec cook_decoder =
1108 {
1109     .name = "cook",
1110     .type = CODEC_TYPE_AUDIO,
1111     .id = CODEC_ID_COOK,
1112     .priv_data_size = sizeof(COOKContext),
1113     .init = cook_decode_init,
1114     .close = cook_decode_close,
1115     .decode = cook_decode_frame,
1116 };