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 /**
  25  * @file cook.c
  26  * Cook compatible decoder. Bastardization of the G.722.1 standard.
  27  * This decoder handles RealNetworks, RealAudio G2 data.
  28  * Cook is identified by the codec name cook in RM files.
  29  *
  30  * To use this decoder, a calling application must supply the extradata
  31  * bytes provided from the RM container; 8+ bytes for mono streams and
  32  * 16+ for stereo streams (maybe more).
  33  *
  34  * Codec technicalities (all this assume a buffer length of 1024):
  35  * Cook works with several different techniques to achieve its compression.
  36  * In the timedomain the buffer is divided into 8 pieces and quantized. If
  37  * two neighboring pieces have different quantization index a smooth
  38  * quantization curve is used to get a smooth overlap between the different
  39  * pieces.
  40  * To get to the transformdomain Cook uses a modulated lapped transform.
  41  * The transform domain has 50 subbands with 20 elements each. This
  42  * means only a maximum of 50*20=1000 coefficients are used out of the 1024
  43  * available.
  44  */
  45
  46 #include <math.h>
  47 #include <stddef.h>
  48 #include <stdio.h>
  49
  50 #include "avcodec.h"
  51 #include "bitstream.h"
  52 #include "dsputil.h"
  53 #include "bytestream.h"
  54 #include "random.h"
  55
  56 #include "cookdata.h"
  57
  58 /* the different Cook versions */
  59 #define MONO            0x1000001
  60 #define STEREO          0x1000002
  61 #define JOINT_STEREO    0x1000003
  62 #define MC_COOK         0x2000000   //multichannel Cook, not supported
  63
  64 #define SUBBAND_SIZE    20
  65 //#define COOKDEBUG
  66
  67 typedef struct {
  68     int *now;
  69     int *previous;
  70 } cook_gains;
  71
  72 typedef struct {
  73     GetBitContext       gb;
  74     /* stream data */
  75     int                 nb_channels;
  76     int                 joint_stereo;
  77     int                 bit_rate;
  78     int                 sample_rate;
  79     int                 samples_per_channel;
  80     int                 samples_per_frame;
  81     int                 subbands;
  82     int                 log2_numvector_size;
  83     int                 numvector_size;                //1 << log2_numvector_size;
  84     int                 js_subband_start;
  85     int                 total_subbands;
  86     int                 num_vectors;
  87     int                 bits_per_subpacket;
  88     int                 cookversion;
  89     /* states */
  90     AVRandomState       random_state;
  91
  92     /* transform data */
  93     MDCTContext         mdct_ctx;
  94     DECLARE_ALIGNED_16(FFTSample, mdct_tmp[1024]);  /* temporary storage for imlt */
  95     float*              mlt_window;
  96
  97     /* gain buffers */
  98     cook_gains          gains1;
  99     cook_gains          gains2;
 100     int                 gain_1[9];
 101     int                 gain_2[9];
 102     int                 gain_3[9];
 103     int                 gain_4[9];
 104
 105     /* VLC data */
 106     int                 js_vlc_bits;
 107     VLC                 envelope_quant_index[13];
 108     VLC                 sqvh[7];          //scalar quantization
 109     VLC                 ccpl;             //channel coupling
 110
 111     /* generatable tables and related variables */
 112     int                 gain_size_factor;
 113     float               gain_table[23];
 114     float               pow2tab[127];
 115     float               rootpow2tab[127];
 116
 117     /* data buffers */
 118
 119     uint8_t*            decoded_bytes_buffer;
 120     DECLARE_ALIGNED_16(float,mono_mdct_output[2048]);
 121     float               mono_previous_buffer1[1024];
 122     float               mono_previous_buffer2[1024];
 123     float               decode_buffer_1[1024];
 124     float               decode_buffer_2[1024];
 125 } COOKContext;
 126
 127 /* debug functions */
 128
 129 #ifdef COOKDEBUG
 130 static void dump_float_table(float* table, int size, int delimiter) {
 131     int i=0;
 132     av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"\n[%d]: ",i);
 133     for (i=0 ; i<size ; i++) {
 134         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "%5.1f, ", table[i]);
 135         if ((i+1)%delimiter == 0) av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"\n[%d]: ",i+1);
 136     }
 137 }
 138
 139 static void dump_int_table(int* table, int size, int delimiter) {
 140     int i=0;
 141     av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"\n[%d]: ",i);
 142     for (i=0 ; i<size ; i++) {
 143         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "%d, ", table[i]);
 144         if ((i+1)%delimiter == 0) av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"\n[%d]: ",i+1);
 145     }
 146 }
 147
 148 static void dump_short_table(short* table, int size, int delimiter) {
 149     int i=0;
 150     av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"\n[%d]: ",i);
 151     for (i=0 ; i<size ; i++) {
 152         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "%d, ", table[i]);
 153         if ((i+1)%delimiter == 0) av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"\n[%d]: ",i+1);
 154     }
 155 }
 156
 157 #endif
 158
 159 /*************** init functions ***************/
 160
 161 /* table generator */
 162 static void init_pow2table(COOKContext *q){
 163     int i;
 164     q->pow2tab[63] = 1.0;
 165     for (i=1 ; i<64 ; i++){
 166         q->pow2tab[63+i]=(float)((uint64_t)1<<i);
 167         q->pow2tab[63-i]=1.0/(float)((uint64_t)1<<i);
 168     }
 169 }
 170
 171 /* table generator */
 172 static void init_rootpow2table(COOKContext *q){
 173     int i;
 174     q->rootpow2tab[63] = 1.0;
 175     for (i=1 ; i<64 ; i++){
 176         q->rootpow2tab[63+i]=sqrt((float)((uint64_t)1<<i));
 177         q->rootpow2tab[63-i]=sqrt(1.0/(float)((uint64_t)1<<i));
 178     }
 179 }
 180
 181 /* table generator */
 182 static void init_gain_table(COOKContext *q) {
 183     int i;
 184     q->gain_size_factor = q->samples_per_channel/8;
 185     for (i=0 ; i<23 ; i++) {
 186         q->gain_table[i] = pow((double)q->pow2tab[i+52] ,
 187                                (1.0/(double)q->gain_size_factor));
 188     }
 189 }
 190
 191
 192 static int init_cook_vlc_tables(COOKContext *q) {
 193     int i, result;
 194
 195     result = 0;
 196     for (i=0 ; i<13 ; i++) {
 197         result |= init_vlc (&q->envelope_quant_index[i], 9, 24,
 198             envelope_quant_index_huffbits[i], 1, 1,
 199             envelope_quant_index_huffcodes[i], 2, 2, 0);
 200     }
 201     av_log(NULL,AV_LOG_DEBUG,"sqvh VLC init\n");
 202     for (i=0 ; i<7 ; i++) {
 203         result |= init_vlc (&q->sqvh[i], vhvlcsize_tab[i], vhsize_tab[i],
 204             cvh_huffbits[i], 1, 1,
 205             cvh_huffcodes[i], 2, 2, 0);
 206     }
 207
 208     if (q->nb_channels==2 && q->joint_stereo==1){
 209         result |= init_vlc (&q->ccpl, 6, (1<<q->js_vlc_bits)-1,
 210             ccpl_huffbits[q->js_vlc_bits-2], 1, 1,
 211             ccpl_huffcodes[q->js_vlc_bits-2], 2, 2, 0);
 212         av_log(NULL,AV_LOG_DEBUG,"Joint-stereo VLC used.\n");
 213     }
 214
 215     av_log(NULL,AV_LOG_DEBUG,"VLC tables initialized.\n");
 216     return result;
 217 }
 218
 219 static int init_cook_mlt(COOKContext *q) {
 220     int j;
 221     float alpha;
 222     int mlt_size = q->samples_per_channel;
 223
 224     if ((q->mlt_window = av_malloc(sizeof(float)*mlt_size)) == 0)
 225       return -1;
 226
 227     /* Initialize the MLT window: simple sine window. */
 228     alpha = M_PI / (2.0 * (float)mlt_size);
 229     for(j=0 ; j<mlt_size ; j++)
 230         q->mlt_window[j] = sin((j + 0.5) * alpha) * sqrt(2.0 / q->samples_per_channel);
 231
 232     /* Initialize the MDCT. */
 233     if (ff_mdct_init(&q->mdct_ctx, av_log2(mlt_size)+1, 1)) {
 234       av_free(q->mlt_window);
 235       return -1;
 236     }
 237     av_log(NULL,AV_LOG_DEBUG,"MDCT initialized, order = %d.\n",
 238            av_log2(mlt_size)+1);
 239
 240     return 0;
 241 }
 242
 243 /*************** init functions end ***********/
 244
 245 /**
 246  * Cook indata decoding, every 32 bits are XORed with 0x37c511f2.
 247  * Why? No idea, some checksum/error detection method maybe.
 248  *
 249  * Out buffer size: extra bytes are needed to cope with
 250  * padding/missalignment.
 251  * Subpackets passed to the decoder can contain two, consecutive
 252  * half-subpackets, of identical but arbitrary size.
 253  *          1234 1234 1234 1234  extraA extraB
 254  * Case 1:  AAAA BBBB              0      0
 255  * Case 2:  AAAA ABBB BB--         3      3
 256  * Case 3:  AAAA AABB BBBB         2      2
 257  * Case 4:  AAAA AAAB BBBB BB--    1      5
 258  *
 259  * Nice way to waste CPU cycles.
 260  *
 261  * @param inbuffer  pointer to byte array of indata
 262  * @param out       pointer to byte array of outdata
 263  * @param bytes     number of bytes
 264  */
 265 #define DECODE_BYTES_PAD1(bytes) (3 - ((bytes)+3) % 4)
 266 #define DECODE_BYTES_PAD2(bytes) ((bytes) % 4 + DECODE_BYTES_PAD1(2 * (bytes)))
 267
 268 static inline int decode_bytes(uint8_t* inbuffer, uint8_t* out, int bytes){
 269     int i, off;
 270     uint32_t c;
 271     uint32_t* buf;
 272     uint32_t* obuf = (uint32_t*) out;
 273     /* FIXME: 64 bit platforms would be able to do 64 bits at a time.
 274      * I'm too lazy though, should be something like
 275      * for(i=0 ; i<bitamount/64 ; i++)
 276      *     (int64_t)out[i] = 0x37c511f237c511f2^be2me_64(int64_t)in[i]);
 277      * Buffer alignment needs to be checked. */
 278
 279     off = (int)((long)inbuffer & 3);
 280     buf = (uint32_t*) (inbuffer - off);
 281     c = be2me_32((0x37c511f2 >> (off*8)) | (0x37c511f2 << (32-(off*8))));
 282     bytes += 3 + off;
 283     for (i = 0; i < bytes/4; i++)
 284         obuf[i] = c ^ buf[i];
 285
 286     return off;
 287 }
 288
 289 /**
 290  * Cook uninit
 291  */
 292
 293 static int cook_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 294 {
 295     int i;
 296     COOKContext *q = avctx->priv_data;
 297     av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG, "Deallocating memory.\n");
 298
 299     /* Free allocated memory buffers. */
 300     av_free(q->mlt_window);
 301     av_free(q->decoded_bytes_buffer);
 302
 303     /* Free the transform. */
 304     ff_mdct_end(&q->mdct_ctx);
 305
 306     /* Free the VLC tables. */
 307     for (i=0 ; i<13 ; i++) {
 308         free_vlc(&q->envelope_quant_index[i]);
 309     }
 310     for (i=0 ; i<7 ; i++) {
 311         free_vlc(&q->sqvh[i]);
 312     }
 313     if(q->nb_channels==2 && q->joint_stereo==1 ){
 314         free_vlc(&q->ccpl);
 315     }
 316
 317     av_log(NULL,AV_LOG_DEBUG,"Memory deallocated.\n");
 318
 319     return 0;
 320 }
 321
 322 /**
 323  * Fill the gain array for the timedomain quantization.
 324  *
 325  * @param q                 pointer to the COOKContext
 326  * @param gaininfo[9]       array of gain indices
 327  */
 328
 329 static void decode_gain_info(GetBitContext *gb, int *gaininfo)
 330 {
 331     int i, n;
 332
 333     while (get_bits1(gb)) {}
 334     n = get_bits_count(gb) - 1;     //amount of elements*2 to update
 335
 336     i = 0;
 337     while (n--) {
 338         int index = get_bits(gb, 3);
 339         int gain = get_bits1(gb) ? get_bits(gb, 4) - 7 : -1;
 340
 341         while (i <= index) gaininfo[i++] = gain;
 342     }
 343     while (i <= 8) gaininfo[i++] = 0;
 344 }
 345
 346 /**
 347  * Create the quant index table needed for the envelope.
 348  *
 349  * @param q                 pointer to the COOKContext
 350  * @param quant_index_table pointer to the array
 351  */
 352
 353 static void decode_envelope(COOKContext *q, int* quant_index_table) {
 354     int i,j, vlc_index;
 355
 356     quant_index_table[0]= get_bits(&q->gb,6) - 6;       //This is used later in categorize
 357
 358     for (i=1 ; i < q->total_subbands ; i++){
 359         vlc_index=i;
 360         if (i >= q->js_subband_start * 2) {
 361             vlc_index-=q->js_subband_start;
 362         } else {
 363             vlc_index/=2;
 364             if(vlc_index < 1) vlc_index = 1;
 365         }
 366         if (vlc_index>13) vlc_index = 13;           //the VLC tables >13 are identical to No. 13
 367
 368         j = get_vlc2(&q->gb, q->envelope_quant_index[vlc_index-1].table,
 369                      q->envelope_quant_index[vlc_index-1].bits,2);
 370         quant_index_table[i] = quant_index_table[i-1] + j - 12;    //differential encoding
 371     }
 372 }
 373
 374 /**
 375  * Calculate the category and category_index vector.
 376  *
 377  * @param q                     pointer to the COOKContext
 378  * @param quant_index_table     pointer to the array
 379  * @param category              pointer to the category array
 380  * @param category_index        pointer to the category_index array
 381  */
 382
 383 static void categorize(COOKContext *q, int* quant_index_table,
 384                        int* category, int* category_index){
 385     int exp_idx, bias, tmpbias1, tmpbias2, bits_left, num_bits, index, v, i, j;
 386     int exp_index2[102];
 387     int exp_index1[102];
 388
 389     int tmp_categorize_array[128*2];
 390     int tmp_categorize_array1_idx=q->numvector_size;
 391     int tmp_categorize_array2_idx=q->numvector_size;
 392
 393     bits_left =  q->bits_per_subpacket - get_bits_count(&q->gb);
 394
 395     if(bits_left > q->samples_per_channel) {
 396         bits_left = q->samples_per_channel +
 397                     ((bits_left - q->samples_per_channel)*5)/8;
 398         //av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "bits_left = %d\n",bits_left);
 399     }
 400
 401     memset(&exp_index1,0,102*sizeof(int));
 402     memset(&exp_index2,0,102*sizeof(int));
 403     memset(&tmp_categorize_array,0,128*2*sizeof(int));
 404
 405     bias=-32;
 406
 407     /* Estimate bias. */
 408     for (i=32 ; i>0 ; i=i/2){
 409         num_bits = 0;
 410         index = 0;
 411         for (j=q->total_subbands ; j>0 ; j--){
 412             exp_idx = av_clip((i - quant_index_table[index] + bias) / 2, 0, 7);
 413             index++;
 414             num_bits+=expbits_tab[exp_idx];
 415         }
 416         if(num_bits >= bits_left - 32){
 417             bias+=i;
 418         }
 419     }
 420
 421     /* Calculate total number of bits. */
 422     num_bits=0;
 423     for (i=0 ; i<q->total_subbands ; i++) {
 424         exp_idx = av_clip((bias - quant_index_table[i]) / 2, 0, 7);
 425         num_bits += expbits_tab[exp_idx];
 426         exp_index1[i] = exp_idx;
 427         exp_index2[i] = exp_idx;
 428     }
 429     tmpbias1 = tmpbias2 = num_bits;
 430
 431     for (j = 1 ; j < q->numvector_size ; j++) {
 432         if (tmpbias1 + tmpbias2 > 2*bits_left) {  /* ---> */
 433             int max = -999999;
 434             index=-1;
 435             for (i=0 ; i<q->total_subbands ; i++){
 436                 if (exp_index1[i] < 7) {
 437                     v = (-2*exp_index1[i]) - quant_index_table[i] + bias;
 438                     if ( v >= max) {
 439                         max = v;
 440                         index = i;
 441                     }
 442                 }
 443             }
 444             if(index==-1)break;
 445             tmp_categorize_array[tmp_categorize_array1_idx++] = index;
 446             tmpbias1 -= expbits_tab[exp_index1[index]] -
 447                         expbits_tab[exp_index1[index]+1];
 448             ++exp_index1[index];
 449         } else {  /* <--- */
 450             int min = 999999;
 451             index=-1;
 452             for (i=0 ; i<q->total_subbands ; i++){
 453                 if(exp_index2[i] > 0){
 454                     v = (-2*exp_index2[i])-quant_index_table[i]+bias;
 455                     if ( v < min) {
 456                         min = v;
 457                         index = i;
 458                     }
 459                 }
 460             }
 461             if(index == -1)break;
 462             tmp_categorize_array[--tmp_categorize_array2_idx] = index;
 463             tmpbias2 -= expbits_tab[exp_index2[index]] -
 464                         expbits_tab[exp_index2[index]-1];
 465             --exp_index2[index];
 466         }
 467     }
 468
 469     for(i=0 ; i<q->total_subbands ; i++)
 470         category[i] = exp_index2[i];
 471
 472     for(i=0 ; i<q->numvector_size-1 ; i++)
 473         category_index[i] = tmp_categorize_array[tmp_categorize_array2_idx++];
 474
 475 }
 476
 477
 478 /**
 479  * Expand the category vector.
 480  *
 481  * @param q                     pointer to the COOKContext
 482  * @param category              pointer to the category array
 483  * @param category_index        pointer to the category_index array
 484  */
 485
 486 static inline void expand_category(COOKContext *q, int* category,
 487                                    int* category_index){
 488     int i;
 489     for(i=0 ; i<q->num_vectors ; i++){
 490         ++category[category_index[i]];
 491     }
 492 }
 493
 494 /**
 495  * The real requantization of the mltcoefs
 496  *
 497  * @param q                     pointer to the COOKContext
 498  * @param index                 index
 499  * @param quant_index           quantisation index
 500  * @param subband_coef_index    array of indexes to quant_centroid_tab
 501  * @param subband_coef_sign     signs of coefficients
 502  * @param mlt_p                 pointer into the mlt buffer
 503  */
 504
 505 static void scalar_dequant(COOKContext *q, int index, int quant_index,
 506                            int* subband_coef_index, int* subband_coef_sign,
 507                            float* mlt_p){
 508     int i;
 509     float f1;
 510
 511     for(i=0 ; i<SUBBAND_SIZE ; i++) {
 512         if (subband_coef_index[i]) {
 513             f1 = quant_centroid_tab[index][subband_coef_index[i]];
 514             if (subband_coef_sign[i]) f1 = -f1;
 515         } else {
 516             /* noise coding if subband_coef_index[i] == 0 */
 517             f1 = dither_tab[index];
 518             if (av_random(&q->random_state) < 0x80000000) f1 = -f1;
 519         }
 520         mlt_p[i] = f1 * q->rootpow2tab[quant_index+63];
 521     }
 522 }
 523 /**
 524  * Unpack the subband_coef_index and subband_coef_sign vectors.
 525  *
 526  * @param q                     pointer to the COOKContext
 527  * @param category              pointer to the category array
 528  * @param subband_coef_index    array of indexes to quant_centroid_tab
 529  * @param subband_coef_sign     signs of coefficients
 530  */
 531
 532 static int unpack_SQVH(COOKContext *q, int category, int* subband_coef_index,
 533                        int* subband_coef_sign) {
 534     int i,j;
 535     int vlc, vd ,tmp, result;
 536
 537     vd = vd_tab[category];
 538     result = 0;
 539     for(i=0 ; i<vpr_tab[category] ; i++){
 540         vlc = get_vlc2(&q->gb, q->sqvh[category].table, q->sqvh[category].bits, 3);
 541         if (q->bits_per_subpacket < get_bits_count(&q->gb)){
 542             vlc = 0;
 543             result = 1;
 544         }
 545         for(j=vd-1 ; j>=0 ; j--){
 546             tmp = (vlc * invradix_tab[category])/0x100000;
 547             subband_coef_index[vd*i+j] = vlc - tmp * (kmax_tab[category]+1);
 548             vlc = tmp;
 549         }
 550         for(j=0 ; j<vd ; j++){
 551             if (subband_coef_index[i*vd + j]) {
 552                 if(get_bits_count(&q->gb) < q->bits_per_subpacket){
 553                     subband_coef_sign[i*vd+j] = get_bits1(&q->gb);
 554                 } else {
 555                     result=1;
 556                     subband_coef_sign[i*vd+j]=0;
 557                 }
 558             } else {
 559                 subband_coef_sign[i*vd+j]=0;
 560             }
 561         }
 562     }
 563     return result;
 564 }
 565
 566
 567 /**
 568  * Fill the mlt_buffer with mlt coefficients.
 569  *
 570  * @param q                 pointer to the COOKContext
 571  * @param category          pointer to the category array
 572  * @param quant_index_table pointer to the array
 573  * @param mlt_buffer        pointer to mlt coefficients
 574  */
 575
 576
 577 static void decode_vectors(COOKContext* q, int* category,
 578                            int *quant_index_table, float* mlt_buffer){
 579     /* A zero in this table means that the subband coefficient is
 580        random noise coded. */
 581     int subband_coef_index[SUBBAND_SIZE];
 582     /* A zero in this table means that the subband coefficient is a
 583        positive multiplicator. */
 584     int subband_coef_sign[SUBBAND_SIZE];
 585     int band, j;
 586     int index=0;
 587
 588     for(band=0 ; band<q->total_subbands ; band++){
 589         index = category[band];
 590         if(category[band] < 7){
 591             if(unpack_SQVH(q, category[band], subband_coef_index, subband_coef_sign)){
 592                 index=7;
 593                 for(j=0 ; j<q->total_subbands ; j++) category[band+j]=7;
 594             }
 595         }
 596         if(index==7) {
 597             memset(subband_coef_index, 0, sizeof(subband_coef_index));
 598             memset(subband_coef_sign, 0, sizeof(subband_coef_sign));
 599         }
 600         scalar_dequant(q, index, quant_index_table[band],
 601                        subband_coef_index, subband_coef_sign,
 602                        &mlt_buffer[band * 20]);
 603     }
 604
 605     if(q->total_subbands*SUBBAND_SIZE >= q->samples_per_channel){
 606         return;
 607     } /* FIXME: should this be removed, or moved into loop above? */
 608 }
 609
 610
 611 /**
 612  * function for decoding mono data
 613  *
 614  * @param q                 pointer to the COOKContext
 615  * @param mlt_buffer        pointer to mlt coefficients
 616  */
 617
 618 static void mono_decode(COOKContext *q, float* mlt_buffer) {
 619
 620     int category_index[128];
 621     int quant_index_table[102];
 622     int category[128];
 623
 624     memset(&category, 0, 128*sizeof(int));
 625     memset(&category_index, 0, 128*sizeof(int));
 626
 627     decode_envelope(q, quant_index_table);
 628     q->num_vectors = get_bits(&q->gb,q->log2_numvector_size);
 629     categorize(q, quant_index_table, category, category_index);
 630     expand_category(q, category, category_index);
 631     decode_vectors(q, category, quant_index_table, mlt_buffer);
 632 }
 633
 634
 635 /**
 636  * the actual requantization of the timedomain samples
 637  *
 638  * @param q                 pointer to the COOKContext
 639  * @param buffer            pointer to the timedomain buffer
 640  * @param gain_index        index for the block multiplier
 641  * @param gain_index_next   index for the next block multiplier
 642  */
 643
 644 static void interpolate(COOKContext *q, float* buffer,
 645                         int gain_index, int gain_index_next){
 646     int i;
 647     float fc1, fc2;
 648     fc1 = q->pow2tab[gain_index+63];
 649
 650     if(gain_index == gain_index_next){              //static gain
 651         for(i=0 ; i<q->gain_size_factor ; i++){
 652             buffer[i]*=fc1;
 653         }
 654         return;
 655     } else {                                        //smooth gain
 656         fc2 = q->gain_table[11 + (gain_index_next-gain_index)];
 657         for(i=0 ; i<q->gain_size_factor ; i++){
 658             buffer[i]*=fc1;
 659             fc1*=fc2;
 660         }
 661         return;
 662     }
 663 }
 664
 665
 666 /**
 667  * The modulated lapped transform, this takes transform coefficients
 668  * and transforms them into timedomain samples.
 669  * Apply transform window, overlap buffers, apply gain profile
 670  * and buffer management.
 671  *
 672  * @param q                 pointer to the COOKContext
 673  * @param inbuffer          pointer to the mltcoefficients
 674  * @param gains_ptr         current and previous gains
 675  * @param previous_buffer   pointer to the previous buffer to be used for overlapping
 676  */
 677
 678 static void imlt_gain(COOKContext *q, float *inbuffer,
 679                       cook_gains *gains_ptr, float* previous_buffer)
 680 {
 681     const float fc = q->pow2tab[gains_ptr->previous[0] + 63];
 682     float *buffer0 = q->mono_mdct_output;
 683     float *buffer1 = q->mono_mdct_output + q->samples_per_channel;
 684     int i;
 685
 686     /* Inverse modified discrete cosine transform */
 687     q->mdct_ctx.fft.imdct_calc(&q->mdct_ctx, q->mono_mdct_output,
 688                                inbuffer, q->mdct_tmp);
 689
 690     /* The weird thing here, is that the two halves of the time domain
 691      * buffer are swapped. Also, the newest data, that we save away for
 692      * next frame, has the wrong sign. Hence the subtraction below.
 693      * Almost sounds like a complex conjugate/reverse data/FFT effect.
 694      */
 695
 696     /* Apply window and overlap */
 697     for(i = 0; i < q->samples_per_channel; i++){
 698         buffer1[i] = buffer1[i] * fc * q->mlt_window[i] -
 699           previous_buffer[i] * q->mlt_window[q->samples_per_channel - 1 - i];
 700     }
 701
 702     /* Apply gain profile */
 703     for (i = 0; i < 8; i++) {
 704         if (gains_ptr->now[i] || gains_ptr->now[i + 1])
 705             interpolate(q, &buffer1[q->gain_size_factor * i],
 706                         gains_ptr->now[i], gains_ptr->now[i + 1]);
 707     }
 708
 709     /* Save away the current to be previous block. */
 710     memcpy(previous_buffer, buffer0, sizeof(float)*q->samples_per_channel);
 711 }
 712
 713
 714 /**
 715  * function for getting the jointstereo coupling information
 716  *
 717  * @param q                 pointer to the COOKContext
 718  * @param decouple_tab      decoupling array
 719  *
 720  */
 721
 722 static void decouple_info(COOKContext *q, int* decouple_tab){
 723     int length, i;
 724
 725     if(get_bits1(&q->gb)) {
 726         if(cplband[q->js_subband_start] > cplband[q->subbands-1]) return;
 727
 728         length = cplband[q->subbands-1] - cplband[q->js_subband_start] + 1;
 729         for (i=0 ; i<length ; i++) {
 730             decouple_tab[cplband[q->js_subband_start] + i] = get_vlc2(&q->gb, q->ccpl.table, q->ccpl.bits, 2);
 731         }
 732         return;
 733     }
 734
 735     if(cplband[q->js_subband_start] > cplband[q->subbands-1]) return;
 736
 737     length = cplband[q->subbands-1] - cplband[q->js_subband_start] + 1;
 738     for (i=0 ; i<length ; i++) {
 739        decouple_tab[cplband[q->js_subband_start] + i] = get_bits(&q->gb, q->js_vlc_bits);
 740     }
 741     return;
 742 }
 743
 744
 745 /**
 746  * function for decoding joint stereo data
 747  *
 748  * @param q                 pointer to the COOKContext
 749  * @param mlt_buffer1       pointer to left channel mlt coefficients
 750  * @param mlt_buffer2       pointer to right channel mlt coefficients
 751  */
 752
 753 static void joint_decode(COOKContext *q, float* mlt_buffer1,
 754                          float* mlt_buffer2) {
 755     int i,j;
 756     int decouple_tab[SUBBAND_SIZE];
 757     float decode_buffer[1060];
 758     int idx, cpl_tmp,tmp_idx;
 759     float f1,f2;
 760     float* cplscale;
 761
 762     memset(decouple_tab, 0, sizeof(decouple_tab));
 763     memset(decode_buffer, 0, sizeof(decode_buffer));
 764
 765     /* Make sure the buffers are zeroed out. */
 766     memset(mlt_buffer1,0, 1024*sizeof(float));
 767     memset(mlt_buffer2,0, 1024*sizeof(float));
 768     decouple_info(q, decouple_tab);
 769     mono_decode(q, decode_buffer);
 770
 771     /* The two channels are stored interleaved in decode_buffer. */
 772     for (i=0 ; i<q->js_subband_start ; i++) {
 773         for (j=0 ; j<SUBBAND_SIZE ; j++) {
 774             mlt_buffer1[i*20+j] = decode_buffer[i*40+j];
 775             mlt_buffer2[i*20+j] = decode_buffer[i*40+20+j];
 776         }
 777     }
 778
 779     /* When we reach js_subband_start (the higher frequencies)
 780        the coefficients are stored in a coupling scheme. */
 781     idx = (1 << q->js_vlc_bits) - 1;
 782     for (i=q->js_subband_start ; i<q->subbands ; i++) {
 783         cpl_tmp = cplband[i];
 784         idx -=decouple_tab[cpl_tmp];
 785         cplscale = (float*)cplscales[q->js_vlc_bits-2];  //choose decoupler table
 786         f1 = cplscale[decouple_tab[cpl_tmp]];
 787         f2 = cplscale[idx-1];
 788         for (j=0 ; j<SUBBAND_SIZE ; j++) {
 789             tmp_idx = ((q->js_subband_start + i)*20)+j;
 790             mlt_buffer1[20*i + j] = f1 * decode_buffer[tmp_idx];
 791             mlt_buffer2[20*i + j] = f2 * decode_buffer[tmp_idx];
 792         }
 793         idx = (1 << q->js_vlc_bits) - 1;
 794     }
 795 }
 796
 797 /**
 798  * First part of subpacket decoding:
 799  *  decode raw stream bytes and read gain info.
 800  *
 801  * @param q                 pointer to the COOKContext
 802  * @param inbuffer          pointer to raw stream data
 803  * @param gain_ptr          array of current/prev gain pointers
 804  */
 805
 806 static inline void
 807 decode_bytes_and_gain(COOKContext *q, uint8_t *inbuffer,
 808                       cook_gains *gains_ptr)
 809 {
 810     int offset;
 811
 812     offset = decode_bytes(inbuffer, q->decoded_bytes_buffer,
 813                           q->bits_per_subpacket/8);
 814     init_get_bits(&q->gb, q->decoded_bytes_buffer + offset,
 815                   q->bits_per_subpacket);
 816     decode_gain_info(&q->gb, gains_ptr->now);
 817
 818     /* Swap current and previous gains */
 819     FFSWAP(int *, gains_ptr->now, gains_ptr->previous);
 820 }
 821
 822 /**
 823  * Final part of subpacket decoding:
 824  *  Apply modulated lapped transform, gain compensation,
 825  *  clip and convert to integer.
 826  *
 827  * @param q                 pointer to the COOKContext
 828  * @param decode_buffer     pointer to the mlt coefficients
 829  * @param gain_ptr          array of current/prev gain pointers
 830  * @param previous_buffer   pointer to the previous buffer to be used for overlapping
 831  * @param out               pointer to the output buffer
 832  * @param chan              0: left or single channel, 1: right channel
 833  */
 834
 835 static inline void
 836 mlt_compensate_output(COOKContext *q, float *decode_buffer,
 837                       cook_gains *gains, float *previous_buffer,
 838                       int16_t *out, int chan)
 839 {
 840     float *output = q->mono_mdct_output + q->samples_per_channel;
 841     int j;
 842
 843     imlt_gain(q, decode_buffer, gains, previous_buffer);
 844
 845     /* Clip and convert floats to 16 bits.
 846      */
 847     for (j = 0; j < q->samples_per_channel; j++) {
 848         out[chan + q->nb_channels * j] =
 849           av_clip(lrintf(output[j]), -32768, 32767);
 850     }
 851 }
 852
 853
 854 /**
 855  * Cook subpacket decoding. This function returns one decoded subpacket,
 856  * usually 1024 samples per channel.
 857  *
 858  * @param q                 pointer to the COOKContext
 859  * @param inbuffer          pointer to the inbuffer
 860  * @param sub_packet_size   subpacket size
 861  * @param outbuffer         pointer to the outbuffer
 862  */
 863
 864
 865 static int decode_subpacket(COOKContext *q, uint8_t *inbuffer,
 866                             int sub_packet_size, int16_t *outbuffer) {
 867     /* packet dump */
 868 //    for (i=0 ; i<sub_packet_size ; i++) {
 869 //        av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "%02x", inbuffer[i]);
 870 //    }
 871 //    av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "\n");
 872
 873     decode_bytes_and_gain(q, inbuffer, &q->gains1);
 874
 875     if (q->joint_stereo) {
 876         joint_decode(q, q->decode_buffer_1, q->decode_buffer_2);
 877     } else {
 878         mono_decode(q, q->decode_buffer_1);
 879
 880         if (q->nb_channels == 2) {
 881             decode_bytes_and_gain(q, inbuffer + sub_packet_size/2, &q->gains2);
 882             mono_decode(q, q->decode_buffer_2);
 883         }
 884     }
 885
 886     mlt_compensate_output(q, q->decode_buffer_1, &q->gains1,
 887                           q->mono_previous_buffer1, outbuffer, 0);
 888
 889     if (q->nb_channels == 2) {
 890         if (q->joint_stereo) {
 891             mlt_compensate_output(q, q->decode_buffer_2, &q->gains1,
 892                                   q->mono_previous_buffer2, outbuffer, 1);
 893         } else {
 894             mlt_compensate_output(q, q->decode_buffer_2, &q->gains2,
 895                                   q->mono_previous_buffer2, outbuffer, 1);
 896         }
 897     }
 898     return q->samples_per_frame * sizeof(int16_t);
 899 }
 900
 901
 902 /**
 903  * Cook frame decoding
 904  *
 905  * @param avctx     pointer to the AVCodecContext
 906  */
 907
 908 static int cook_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 909             void *data, int *data_size,
 910             uint8_t *buf, int buf_size) {
 911     COOKContext *q = avctx->priv_data;
 912
 913     if (buf_size < avctx->block_align)
 914         return buf_size;
 915
 916     *data_size = decode_subpacket(q, buf, avctx->block_align, data);
 917
 918     /* Discard the first two frames: no valid audio. */
 919     if (avctx->frame_number < 2) *data_size = 0;
 920
 921     return avctx->block_align;
 922 }
 923
 924 #ifdef COOKDEBUG
 925 static void dump_cook_context(COOKContext *q)
 926 {
 927     //int i=0;
 928 #define PRINT(a,b) av_log(NULL,AV_LOG_ERROR," %s = %d\n", a, b);
 929     av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"COOKextradata\n");
 930     av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"cookversion=%x\n",q->cookversion);
 931     if (q->cookversion > STEREO) {
 932         PRINT("js_subband_start",q->js_subband_start);
 933         PRINT("js_vlc_bits",q->js_vlc_bits);
 934     }
 935     av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"COOKContext\n");
 936     PRINT("nb_channels",q->nb_channels);
 937     PRINT("bit_rate",q->bit_rate);
 938     PRINT("sample_rate",q->sample_rate);
 939     PRINT("samples_per_channel",q->samples_per_channel);
 940     PRINT("samples_per_frame",q->samples_per_frame);
 941     PRINT("subbands",q->subbands);
 942     PRINT("random_state",q->random_state);
 943     PRINT("js_subband_start",q->js_subband_start);
 944     PRINT("log2_numvector_size",q->log2_numvector_size);
 945     PRINT("numvector_size",q->numvector_size);
 946     PRINT("total_subbands",q->total_subbands);
 947 }
 948 #endif
 949
 950 /**
 951  * Cook initialization
 952  *
 953  * @param avctx     pointer to the AVCodecContext
 954  */
 955
 956 static int cook_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 957 {
 958     COOKContext *q = avctx->priv_data;
 959     uint8_t *edata_ptr = avctx->extradata;
 960
 961     /* Take care of the codec specific extradata. */
 962     if (avctx->extradata_size <= 0) {
 963         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Necessary extradata missing!\n");
 964         return -1;
 965     } else {
 966         /* 8 for mono, 16 for stereo, ? for multichannel
 967            Swap to right endianness so we don't need to care later on. */
 968         av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"codecdata_length=%d\n",avctx->extradata_size);
 969         if (avctx->extradata_size >= 8){
 970             q->cookversion = bytestream_get_be32(&edata_ptr);
 971             q->samples_per_frame =  bytestream_get_be16(&edata_ptr);
 972             q->subbands = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
 973         }
 974         if (avctx->extradata_size >= 16){
 975             bytestream_get_be32(&edata_ptr);    //Unknown unused
 976             q->js_subband_start = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
 977             q->js_vlc_bits = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
 978         }
 979     }
 980
 981     /* Take data from the AVCodecContext (RM container). */
 982     q->sample_rate = avctx->sample_rate;
 983     q->nb_channels = avctx->channels;
 984     q->bit_rate = avctx->bit_rate;
 985
 986     /* Initialize RNG. */
 987     av_init_random(1, &q->random_state);
 988
 989     /* Initialize extradata related variables. */
 990     q->samples_per_channel = q->samples_per_frame / q->nb_channels;
 991     q->bits_per_subpacket = avctx->block_align * 8;
 992
 993     /* Initialize default data states. */
 994     q->log2_numvector_size = 5;
 995     q->total_subbands = q->subbands;
 996
 997     /* Initialize version-dependent variables */
 998     av_log(NULL,AV_LOG_DEBUG,"q->cookversion=%x\n",q->cookversion);
 999     q->joint_stereo = 0;
1000     switch (q->cookversion) {
1001         case MONO:
1002             if (q->nb_channels != 1) {
1003                 av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Container channels != 1, report sample!\n");
1004                 return -1;
1005             }
1006             av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"MONO\n");
1007             break;
1008         case STEREO:
1009             if (q->nb_channels != 1) {
1010                 q->bits_per_subpacket = q->bits_per_subpacket/2;
1011             }
1012             av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"STEREO\n");
1013             break;
1014         case JOINT_STEREO:
1015             if (q->nb_channels != 2) {
1016                 av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Container channels != 2, report sample!\n");
1017                 return -1;
1018             }
1019             av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"JOINT_STEREO\n");
1020             if (avctx->extradata_size >= 16){
1021                 q->total_subbands = q->subbands + q->js_subband_start;
1022                 q->joint_stereo = 1;
1023             }
1024             if (q->samples_per_channel > 256) {
1025                 q->log2_numvector_size  = 6;
1026             }
1027             if (q->samples_per_channel > 512) {
1028                 q->log2_numvector_size  = 7;
1029             }
1030             break;
1031         case MC_COOK:
1032             av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"MC_COOK not supported!\n");
1033             return -1;
1034             break;
1035         default:
1036             av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Unknown Cook version, report sample!\n");
1037             return -1;
1038             break;
1039     }
1040
1041     /* Initialize variable relations */
1042     q->numvector_size = (1 << q->log2_numvector_size);
1043
1044     /* Generate tables */
1045     init_rootpow2table(q);
1046     init_pow2table(q);
1047     init_gain_table(q);
1048
1049     if (init_cook_vlc_tables(q) != 0)
1050         return -1;
1051
1052
1053     if(avctx->block_align >= UINT_MAX/2)
1054         return -1;
1055
1056     /* Pad the databuffer with:
1057        DECODE_BYTES_PAD1 or DECODE_BYTES_PAD2 for decode_bytes(),
1058        FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE, for the bitstreamreader. */
1059     if (q->nb_channels==2 && q->joint_stereo==0) {
1060         q->decoded_bytes_buffer =
1061           av_mallocz(avctx->block_align/2
1062                      + DECODE_BYTES_PAD2(avctx->block_align/2)
1063                      + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
1064     } else {
1065         q->decoded_bytes_buffer =
1066           av_mallocz(avctx->block_align
1067                      + DECODE_BYTES_PAD1(avctx->block_align)
1068                      + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
1069     }
1070     if (q->decoded_bytes_buffer == NULL)
1071         return -1;
1072
1073     q->gains1.now      = q->gain_1;
1074     q->gains1.previous = q->gain_2;
1075     q->gains2.now      = q->gain_3;
1076     q->gains2.previous = q->gain_4;
1077
1078     /* Initialize transform. */
1079     if ( init_cook_mlt(q) != 0 )
1080         return -1;
1081
1082     /* Try to catch some obviously faulty streams, othervise it might be exploitable */
1083     if (q->total_subbands > 53) {
1084         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"total_subbands > 53, report sample!\n");
1085         return -1;
1086     }
1087     if (q->subbands > 50) {
1088         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"subbands > 50, report sample!\n");
1089         return -1;
1090     }
1091     if ((q->samples_per_channel == 256) || (q->samples_per_channel == 512) || (q->samples_per_channel == 1024)) {
1092     } else {
1093         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"unknown amount of samples_per_channel = %d, report sample!\n",q->samples_per_channel);
1094         return -1;
1095     }
1096     if ((q->js_vlc_bits > 6) || (q->js_vlc_bits < 0)) {
1097         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"q->js_vlc_bits = %d, only >= 0 and <= 6 allowed!\n",q->js_vlc_bits);
1098         return -1;
1099     }
1100
1101 #ifdef COOKDEBUG
1102     dump_cook_context(q);
1103 #endif
1104     return 0;
1105 }
1106
1107
1108 AVCodec cook_decoder =
1109 {
1110     .name = "cook",
1111     .type = CODEC_TYPE_AUDIO,
1112     .id = CODEC_ID_COOK,
1113     .priv_data_size = sizeof(COOKContext),
1114     .init = cook_decode_init,
1115     .close = cook_decode_close,
1116     .decode = cook_decode_frame,
1117 };