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

   1 /*
   2  * Simple free lossless/lossy audio codec
   3  * Copyright (c) 2004 Alex Beregszaszi
   4  *
   5  * This library is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   7  * License as published by the Free Software Foundation; either
   8  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13  * Lesser General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  16  * License along with this library; if not, write to the Free Software
  17  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  18  */
  19 #include "avcodec.h"
  20 #include "bitstream.h"
  21 #include "golomb.h"
  22
  23 /**
  24  * @file sonic.c
  25  * Simple free lossless/lossy audio codec
  26  * Based on Paul Francis Harrison's Bonk (http://www.logarithmic.net/pfh/bonk)
  27  * Written and designed by Alex Beregszaszi
  28  *
  29  * TODO:
  30  *  - CABAC put/get_symbol
  31  *  - independent quantizer for channels
  32  *  - >2 channels support
  33  *  - more decorrelation types
  34  *  - more tap_quant tests
  35  *  - selectable intlist writers/readers (bonk-style, golomb, cabac)
  36  */
  37
  38 #define MAX_CHANNELS 2
  39
  40 #define MID_SIDE 0
  41 #define LEFT_SIDE 1
  42 #define RIGHT_SIDE 2
  43
  44 typedef struct SonicContext {
  45     int lossless, decorrelation;
  46
  47     int num_taps, downsampling;
  48     double quantization;
  49
  50     int channels, samplerate, block_align, frame_size;
  51
  52     int *tap_quant;
  53     int *int_samples;
  54     int *coded_samples[MAX_CHANNELS];
  55
  56     // for encoding
  57     int *tail;
  58     int tail_size;
  59     int *window;
  60     int window_size;
  61
  62     // for decoding
  63     int *predictor_k;
  64     int *predictor_state[MAX_CHANNELS];
  65 } SonicContext;
  66
  67 #define LATTICE_SHIFT   10
  68 #define SAMPLE_SHIFT    4
  69 #define LATTICE_FACTOR  (1 << LATTICE_SHIFT)
  70 #define SAMPLE_FACTOR   (1 << SAMPLE_SHIFT)
  71
  72 #define BASE_QUANT      0.6
  73 #define RATE_VARIATION  3.0
  74
  75 static inline int divide(int a, int b)
  76 {
  77     if (a < 0)
  78         return -( (-a + b/2)/b );
  79     else
  80         return (a + b/2)/b;
  81 }
  82
  83 static inline int shift(int a,int b)
  84 {
  85     return (a+(1<<(b-1))) >> b;
  86 }
  87
  88 static inline int shift_down(int a,int b)
  89 {
  90     return (a>>b)+((a<0)?1:0);
  91 }
  92
  93 #if 1
  94 static inline int intlist_write(PutBitContext *pb, int *buf, int entries, int base_2_part)
  95 {
  96     int i;
  97
  98     for (i = 0; i < entries; i++)
  99         set_se_golomb(pb, buf[i]);
 100
 101     return 1;
 102 }
 103
 104 static inline int intlist_read(GetBitContext *gb, int *buf, int entries, int base_2_part)
 105 {
 106     int i;
 107
 108     for (i = 0; i < entries; i++)
 109         buf[i] = get_se_golomb(gb);
 110
 111     return 1;
 112 }
 113
 114 #else
 115
 116 #define ADAPT_LEVEL 8
 117
 118 static int bits_to_store(uint64_t x)
 119 {
 120     int res = 0;
 121
 122     while(x)
 123     {
 124         res++;
 125         x >>= 1;
 126     }
 127     return res;
 128 }
 129
 130 static void write_uint_max(PutBitContext *pb, unsigned int value, unsigned int max)
 131 {
 132     int i, bits;
 133
 134     if (!max)
 135         return;
 136
 137     bits = bits_to_store(max);
 138
 139     for (i = 0; i < bits-1; i++)
 140         put_bits(pb, 1, value & (1 << i));
 141
 142     if ( (value | (1 << (bits-1))) <= max)
 143         put_bits(pb, 1, value & (1 << (bits-1)));
 144 }
 145
 146 static unsigned int read_uint_max(GetBitContext *gb, int max)
 147 {
 148     int i, bits, value = 0;
 149
 150     if (!max)
 151         return 0;
 152
 153     bits = bits_to_store(max);
 154
 155     for (i = 0; i < bits-1; i++)
 156         if (get_bits1(gb))
 157             value += 1 << i;
 158
 159     if ( (value | (1<<(bits-1))) <= max)
 160         if (get_bits1(gb))
 161             value += 1 << (bits-1);
 162
 163     return value;
 164 }
 165
 166 static int intlist_write(PutBitContext *pb, int *buf, int entries, int base_2_part)
 167 {
 168     int i, j, x = 0, low_bits = 0, max = 0;
 169     int step = 256, pos = 0, dominant = 0, any = 0;
 170     int *copy, *bits;
 171
 172     copy = av_mallocz(4* entries);
 173     if (!copy)
 174         return -1;
 175
 176     if (base_2_part)
 177     {
 178         int energy = 0;
 179
 180         for (i = 0; i < entries; i++)
 181             energy += abs(buf[i]);
 182
 183         low_bits = bits_to_store(energy / (entries * 2));
 184         if (low_bits > 15)
 185             low_bits = 15;
 186
 187         put_bits(pb, 4, low_bits);
 188     }
 189
 190     for (i = 0; i < entries; i++)
 191     {
 192         put_bits(pb, low_bits, abs(buf[i]));
 193         copy[i] = abs(buf[i]) >> low_bits;
 194         if (copy[i] > max)
 195             max = abs(copy[i]);
 196     }
 197
 198     bits = av_mallocz(4* entries*max);
 199     if (!bits)
 200     {
 201 //        av_free(copy);
 202         return -1;
 203     }
 204
 205     for (i = 0; i <= max; i++)
 206     {
 207         for (j = 0; j < entries; j++)
 208             if (copy[j] >= i)
 209                 bits[x++] = copy[j] > i;
 210     }
 211
 212     // store bitstream
 213     while (pos < x)
 214     {
 215         int steplet = step >> 8;
 216
 217         if (pos + steplet > x)
 218             steplet = x - pos;
 219
 220         for (i = 0; i < steplet; i++)
 221             if (bits[i+pos] != dominant)
 222                 any = 1;
 223
 224         put_bits(pb, 1, any);
 225
 226         if (!any)
 227         {
 228             pos += steplet;
 229             step += step / ADAPT_LEVEL;
 230         }
 231         else
 232         {
 233             int interloper = 0;
 234
 235             while (((pos + interloper) < x) && (bits[pos + interloper] == dominant))
 236                 interloper++;
 237
 238             // note change
 239             write_uint_max(pb, interloper, (step >> 8) - 1);
 240
 241             pos += interloper + 1;
 242             step -= step / ADAPT_LEVEL;
 243         }
 244
 245         if (step < 256)
 246         {
 247             step = 65536 / step;
 248             dominant = !dominant;
 249         }
 250     }
 251
 252     // store signs
 253     for (i = 0; i < entries; i++)
 254         if (buf[i])
 255             put_bits(pb, 1, buf[i] < 0);
 256
 257 //    av_free(bits);
 258 //    av_free(copy);
 259
 260     return 0;
 261 }
 262
 263 static int intlist_read(GetBitContext *gb, int *buf, int entries, int base_2_part)
 264 {
 265     int i, low_bits = 0, x = 0;
 266     int n_zeros = 0, step = 256, dominant = 0;
 267     int pos = 0, level = 0;
 268     int *bits = av_mallocz(4* entries);
 269
 270     if (!bits)
 271         return -1;
 272
 273     if (base_2_part)
 274     {
 275         low_bits = get_bits(gb, 4);
 276
 277         if (low_bits)
 278             for (i = 0; i < entries; i++)
 279                 buf[i] = get_bits(gb, low_bits);
 280     }
 281
 282 //    av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "entries: %d, low bits: %d\n", entries, low_bits);
 283
 284     while (n_zeros < entries)
 285     {
 286         int steplet = step >> 8;
 287
 288         if (!get_bits1(gb))
 289         {
 290             for (i = 0; i < steplet; i++)
 291                 bits[x++] = dominant;
 292
 293             if (!dominant)
 294                 n_zeros += steplet;
 295
 296             step += step / ADAPT_LEVEL;
 297         }
 298         else
 299         {
 300             int actual_run = read_uint_max(gb, steplet-1);
 301
 302 //            av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "actual run: %d\n", actual_run);
 303
 304             for (i = 0; i < actual_run; i++)
 305                 bits[x++] = dominant;
 306
 307             bits[x++] = !dominant;
 308
 309             if (!dominant)
 310                 n_zeros += actual_run;
 311             else
 312                 n_zeros++;
 313
 314             step -= step / ADAPT_LEVEL;
 315         }
 316
 317         if (step < 256)
 318         {
 319             step = 65536 / step;
 320             dominant = !dominant;
 321         }
 322     }
 323
 324     // reconstruct unsigned values
 325     n_zeros = 0;
 326     for (i = 0; n_zeros < entries; i++)
 327     {
 328         while(1)
 329         {
 330             if (pos >= entries)
 331             {
 332                 pos = 0;
 333                 level += 1 << low_bits;
 334             }
 335
 336             if (buf[pos] >= level)
 337                 break;
 338
 339             pos++;
 340         }
 341
 342         if (bits[i])
 343             buf[pos] += 1 << low_bits;
 344         else
 345             n_zeros++;
 346
 347         pos++;
 348     }
 349 //    av_free(bits);
 350
 351     // read signs
 352     for (i = 0; i < entries; i++)
 353         if (buf[i] && get_bits1(gb))
 354             buf[i] = -buf[i];
 355
 356 //    av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "zeros: %d pos: %d\n", n_zeros, pos);
 357
 358     return 0;
 359 }
 360 #endif
 361
 362 static void predictor_init_state(int *k, int *state, int order)
 363 {
 364     int i;
 365
 366     for (i = order-2; i >= 0; i--)
 367     {
 368         int j, p, x = state[i];
 369
 370         for (j = 0, p = i+1; p < order; j++,p++)
 371             {
 372             int tmp = x + shift_down(k[j] * state[p], LATTICE_SHIFT);
 373             state[p] += shift_down(k[j]*x, LATTICE_SHIFT);
 374             x = tmp;
 375         }
 376     }
 377 }
 378
 379 static int predictor_calc_error(int *k, int *state, int order, int error)
 380 {
 381     int i, x = error - shift_down(k[order-1] * state[order-1], LATTICE_SHIFT);
 382
 383 #if 1
 384     int *k_ptr = &(k[order-2]),
 385         *state_ptr = &(state[order-2]);
 386     for (i = order-2; i >= 0; i--, k_ptr--, state_ptr--)
 387     {
 388         int k_value = *k_ptr, state_value = *state_ptr;
 389         x -= shift_down(k_value * state_value, LATTICE_SHIFT);
 390         state_ptr[1] = state_value + shift_down(k_value * x, LATTICE_SHIFT);
 391     }
 392 #else
 393     for (i = order-2; i >= 0; i--)
 394     {
 395         x -= shift_down(k[i] * state[i], LATTICE_SHIFT);
 396         state[i+1] = state[i] + shift_down(k[i] * x, LATTICE_SHIFT);
 397     }
 398 #endif
 399
 400     // don't drift too far, to avoid overflows
 401     if (x >  (SAMPLE_FACTOR<<16)) x =  (SAMPLE_FACTOR<<16);
 402     if (x < -(SAMPLE_FACTOR<<16)) x = -(SAMPLE_FACTOR<<16);
 403
 404     state[0] = x;
 405
 406     return x;
 407 }
 408
 409 #ifdef CONFIG_ENCODERS
 410 // Heavily modified Levinson-Durbin algorithm which
 411 // copes better with quantization, and calculates the
 412 // actual whitened result as it goes.
 413
 414 static void modified_levinson_durbin(int *window, int window_entries,
 415         int *out, int out_entries, int channels, int *tap_quant)
 416 {
 417     int i;
 418     int *state = av_mallocz(4* window_entries);
 419
 420     memcpy(state, window, 4* window_entries);
 421
 422     for (i = 0; i < out_entries; i++)
 423     {
 424         int step = (i+1)*channels, k, j;
 425         double xx = 0.0, xy = 0.0;
 426 #if 1
 427         int *x_ptr = &(window[step]), *state_ptr = &(state[0]);
 428         j = window_entries - step;
 429         for (;j>=0;j--,x_ptr++,state_ptr++)
 430         {
 431             double x_value = *x_ptr, state_value = *state_ptr;
 432             xx += state_value*state_value;
 433             xy += x_value*state_value;
 434         }
 435 #else
 436         for (j = 0; j <= (window_entries - step); j++);
 437         {
 438             double stepval = window[step+j], stateval = window[j];
 439 //            xx += (double)window[j]*(double)window[j];
 440 //            xy += (double)window[step+j]*(double)window[j];
 441             xx += stateval*stateval;
 442             xy += stepval*stateval;
 443         }
 444 #endif
 445         if (xx == 0.0)
 446             k = 0;
 447         else
 448             k = (int)(floor(-xy/xx * (double)LATTICE_FACTOR / (double)(tap_quant[i]) + 0.5));
 449
 450         if (k > (LATTICE_FACTOR/tap_quant[i]))
 451             k = LATTICE_FACTOR/tap_quant[i];
 452         if (-k > (LATTICE_FACTOR/tap_quant[i]))
 453             k = -(LATTICE_FACTOR/tap_quant[i]);
 454
 455         out[i] = k;
 456         k *= tap_quant[i];
 457
 458 #if 1
 459         x_ptr = &(window[step]);
 460         state_ptr = &(state[0]);
 461         j = window_entries - step;
 462         for (;j>=0;j--,x_ptr++,state_ptr++)
 463         {
 464             int x_value = *x_ptr, state_value = *state_ptr;
 465             *x_ptr = x_value + shift_down(k*state_value,LATTICE_SHIFT);
 466             *state_ptr = state_value + shift_down(k*x_value, LATTICE_SHIFT);
 467         }
 468 #else
 469         for (j=0; j <= (window_entries - step); j++)
 470         {
 471             int stepval = window[step+j], stateval=state[j];
 472             window[step+j] += shift_down(k * stateval, LATTICE_SHIFT);
 473             state[j] += shift_down(k * stepval, LATTICE_SHIFT);
 474         }
 475 #endif
 476     }
 477
 478     av_free(state);
 479 }
 480 #endif /* CONFIG_ENCODERS */
 481
 482 static int samplerate_table[] =
 483     { 44100, 22050, 11025, 96000, 48000, 32000, 24000, 16000, 8000 };
 484
 485 #ifdef CONFIG_ENCODERS
 486
 487 static inline int code_samplerate(int samplerate)
 488 {
 489     switch (samplerate)
 490     {
 491         case 44100: return 0;
 492         case 22050: return 1;
 493         case 11025: return 2;
 494         case 96000: return 3;
 495         case 48000: return 4;
 496         case 32000: return 5;
 497         case 24000: return 6;
 498         case 16000: return 7;
 499         case 8000: return 8;
 500     }
 501     return -1;
 502 }
 503
 504 static int sonic_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 505 {
 506     SonicContext *s = avctx->priv_data;
 507     PutBitContext pb;
 508     int i, version = 0;
 509
 510     if (avctx->channels > MAX_CHANNELS)
 511     {
 512         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only mono and stereo streams are supported by now\n");
 513         return -1; /* only stereo or mono for now */
 514     }
 515
 516     if (avctx->channels == 2)
 517         s->decorrelation = MID_SIDE;
 518
 519     if (avctx->codec->id == CODEC_ID_SONIC_LS)
 520     {
 521         s->lossless = 1;
 522         s->num_taps = 32;
 523         s->downsampling = 1;
 524         s->quantization = 0.0;
 525     }
 526     else
 527     {
 528         s->num_taps = 128;
 529         s->downsampling = 2;
 530         s->quantization = 1.0;
 531     }
 532
 533     // max tap 2048
 534     if ((s->num_taps < 32) || (s->num_taps > 1024) ||
 535         ((s->num_taps>>5)<<5 != s->num_taps))
 536     {
 537         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid number of taps\n");
 538         return -1;
 539     }
 540
 541     // generate taps
 542     s->tap_quant = av_mallocz(4* s->num_taps);
 543     for (i = 0; i < s->num_taps; i++)
 544         s->tap_quant[i] = (int)(sqrt(i+1));
 545
 546     s->channels = avctx->channels;
 547     s->samplerate = avctx->sample_rate;
 548
 549     s->block_align = (int)(2048.0*s->samplerate/44100)/s->downsampling;
 550     s->frame_size = s->channels*s->block_align*s->downsampling;
 551
 552     s->tail = av_mallocz(4* s->num_taps*s->channels);
 553     if (!s->tail)
 554         return -1;
 555     s->tail_size = s->num_taps*s->channels;
 556
 557     s->predictor_k = av_mallocz(4 * s->num_taps);
 558     if (!s->predictor_k)
 559         return -1;
 560
 561     for (i = 0; i < s->channels; i++)
 562     {
 563         s->coded_samples[i] = av_mallocz(4* s->block_align);
 564         if (!s->coded_samples[i])
 565             return -1;
 566     }
 567
 568     s->int_samples = av_mallocz(4* s->frame_size);
 569
 570     s->window_size = ((2*s->tail_size)+s->frame_size);
 571     s->window = av_mallocz(4* s->window_size);
 572     if (!s->window)
 573         return -1;
 574
 575     avctx->extradata = av_mallocz(16);
 576     if (!avctx->extradata)
 577         return -1;
 578     init_put_bits(&pb, avctx->extradata, 16*8);
 579
 580     put_bits(&pb, 2, version); // version
 581     if (version == 1)
 582     {
 583         put_bits(&pb, 2, s->channels);
 584         put_bits(&pb, 4, code_samplerate(s->samplerate));
 585     }
 586     put_bits(&pb, 1, s->lossless);
 587     if (!s->lossless)
 588         put_bits(&pb, 3, SAMPLE_SHIFT); // XXX FIXME: sample precision
 589     put_bits(&pb, 2, s->decorrelation);
 590     put_bits(&pb, 2, s->downsampling);
 591     put_bits(&pb, 5, (s->num_taps >> 5)-1); // 32..1024
 592     put_bits(&pb, 1, 0); // XXX FIXME: no custom tap quant table
 593
 594     flush_put_bits(&pb);
 595     avctx->extradata_size = put_bits_count(&pb)/8;
 596
 597     av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Sonic: ver: %d ls: %d dr: %d taps: %d block: %d frame: %d downsamp: %d\n",
 598         version, s->lossless, s->decorrelation, s->num_taps, s->block_align, s->frame_size, s->downsampling);
 599
 600     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 601     if (!avctx->coded_frame)
 602         return -ENOMEM;
 603     avctx->coded_frame->key_frame = 1;
 604     avctx->frame_size = s->block_align*s->downsampling;
 605
 606     return 0;
 607 }
 608
 609 static int sonic_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 610 {
 611     SonicContext *s = avctx->priv_data;
 612     int i;
 613
 614     av_freep(&avctx->coded_frame);
 615
 616     for (i = 0; i < s->channels; i++)
 617         av_free(s->coded_samples[i]);
 618
 619     av_free(s->predictor_k);
 620     av_free(s->tail);
 621     av_free(s->tap_quant);
 622     av_free(s->window);
 623     av_free(s->int_samples);
 624
 625     return 0;
 626 }
 627
 628 static int sonic_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
 629                             uint8_t *buf, int buf_size, void *data)
 630 {
 631     SonicContext *s = avctx->priv_data;
 632     PutBitContext pb;
 633     int i, j, ch, quant = 0, x = 0;
 634     short *samples = data;
 635
 636     init_put_bits(&pb, buf, buf_size*8);
 637
 638     // short -> internal
 639     for (i = 0; i < s->frame_size; i++)
 640         s->int_samples[i] = samples[i];
 641
 642     if (!s->lossless)
 643         for (i = 0; i < s->frame_size; i++)
 644             s->int_samples[i] = s->int_samples[i] << SAMPLE_SHIFT;
 645
 646     switch(s->decorrelation)
 647     {
 648         case MID_SIDE:
 649             for (i = 0; i < s->frame_size; i += s->channels)
 650             {
 651                 s->int_samples[i] += s->int_samples[i+1];
 652                 s->int_samples[i+1] -= shift(s->int_samples[i], 1);
 653             }
 654             break;
 655         case LEFT_SIDE:
 656             for (i = 0; i < s->frame_size; i += s->channels)
 657                 s->int_samples[i+1] -= s->int_samples[i];
 658             break;
 659         case RIGHT_SIDE:
 660             for (i = 0; i < s->frame_size; i += s->channels)
 661                 s->int_samples[i] -= s->int_samples[i+1];
 662             break;
 663     }
 664
 665     memset(s->window, 0, 4* s->window_size);
 666
 667     for (i = 0; i < s->tail_size; i++)
 668         s->window[x++] = s->tail[i];
 669
 670     for (i = 0; i < s->frame_size; i++)
 671         s->window[x++] = s->int_samples[i];
 672
 673     for (i = 0; i < s->tail_size; i++)
 674         s->window[x++] = 0;
 675
 676     for (i = 0; i < s->tail_size; i++)
 677         s->tail[i] = s->int_samples[s->frame_size - s->tail_size + i];
 678
 679     // generate taps
 680     modified_levinson_durbin(s->window, s->window_size,
 681                 s->predictor_k, s->num_taps, s->channels, s->tap_quant);
 682     if (intlist_write(&pb, s->predictor_k, s->num_taps, 0) < 0)
 683         return -1;
 684
 685     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
 686     {
 687         x = s->tail_size+ch;
 688         for (i = 0; i < s->block_align; i++)
 689         {
 690             int sum = 0;
 691             for (j = 0; j < s->downsampling; j++, x += s->channels)
 692                 sum += s->window[x];
 693             s->coded_samples[ch][i] = sum;
 694         }
 695     }
 696
 697     // simple rate control code
 698     if (!s->lossless)
 699     {
 700         double energy1 = 0.0, energy2 = 0.0;
 701         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
 702         {
 703             for (i = 0; i < s->block_align; i++)
 704             {
 705                 double sample = s->coded_samples[ch][i];
 706                 energy2 += sample*sample;
 707                 energy1 += fabs(sample);
 708             }
 709         }
 710
 711         energy2 = sqrt(energy2/(s->channels*s->block_align));
 712         energy1 = sqrt(2.0)*energy1/(s->channels*s->block_align);
 713
 714         // increase bitrate when samples are like a gaussian distribution
 715         // reduce bitrate when samples are like a two-tailed exponential distribution
 716
 717         if (energy2 > energy1)
 718             energy2 += (energy2-energy1)*RATE_VARIATION;
 719
 720         quant = (int)(BASE_QUANT*s->quantization*energy2/SAMPLE_FACTOR);
 721 //        av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "quant: %d energy: %f / %f\n", quant, energy1, energy2);
 722
 723         if (quant < 1)
 724             quant = 1;
 725         if (quant > 65535)
 726             quant = 65535;
 727
 728         set_ue_golomb(&pb, quant);
 729
 730         quant *= SAMPLE_FACTOR;
 731     }
 732
 733     // write out coded samples
 734     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
 735     {
 736         if (!s->lossless)
 737             for (i = 0; i < s->block_align; i++)
 738                 s->coded_samples[ch][i] = divide(s->coded_samples[ch][i], quant);
 739
 740         if (intlist_write(&pb, s->coded_samples[ch], s->block_align, 1) < 0)
 741             return -1;
 742     }
 743
 744 //    av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "used bytes: %d\n", (put_bits_count(&pb)+7)/8);
 745
 746     flush_put_bits(&pb);
 747     return (put_bits_count(&pb)+7)/8;
 748 }
 749 #endif //CONFIG_ENCODERS
 750
 751 #ifdef CONFIG_DECODERS
 752 static int sonic_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 753 {
 754     SonicContext *s = avctx->priv_data;
 755     GetBitContext gb;
 756     int i, version;
 757
 758     s->channels = avctx->channels;
 759     s->samplerate = avctx->sample_rate;
 760
 761     if (!avctx->extradata)
 762     {
 763         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "No mandatory headers present\n");
 764         return -1;
 765     }
 766
 767     init_get_bits(&gb, avctx->extradata, avctx->extradata_size);
 768
 769     version = get_bits(&gb, 2);
 770     if (version > 1)
 771     {
 772         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported Sonic version, please report\n");
 773         return -1;
 774     }
 775
 776     if (version == 1)
 777     {
 778         s->channels = get_bits(&gb, 2);
 779         s->samplerate = samplerate_table[get_bits(&gb, 4)];
 780         av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Sonicv2 chans: %d samprate: %d\n",
 781             s->channels, s->samplerate);
 782     }
 783
 784     if (s->channels > MAX_CHANNELS)
 785     {
 786         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only mono and stereo streams are supported by now\n");
 787         return -1;
 788     }
 789
 790     s->lossless = get_bits1(&gb);
 791     if (!s->lossless)
 792         skip_bits(&gb, 3); // XXX FIXME
 793     s->decorrelation = get_bits(&gb, 2);
 794
 795     s->downsampling = get_bits(&gb, 2);
 796     s->num_taps = (get_bits(&gb, 5)+1)<<5;
 797     if (get_bits1(&gb)) // XXX FIXME
 798         av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Custom quant table\n");
 799
 800     s->block_align = (int)(2048.0*(s->samplerate/44100))/s->downsampling;
 801     s->frame_size = s->channels*s->block_align*s->downsampling;
 802 //    avctx->frame_size = s->block_align;
 803
 804     av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Sonic: ver: %d ls: %d dr: %d taps: %d block: %d frame: %d downsamp: %d\n",
 805         version, s->lossless, s->decorrelation, s->num_taps, s->block_align, s->frame_size, s->downsampling);
 806
 807     // generate taps
 808     s->tap_quant = av_mallocz(4* s->num_taps);
 809     for (i = 0; i < s->num_taps; i++)
 810         s->tap_quant[i] = (int)(sqrt(i+1));
 811
 812     s->predictor_k = av_mallocz(4* s->num_taps);
 813
 814     for (i = 0; i < s->channels; i++)
 815     {
 816         s->predictor_state[i] = av_mallocz(4* s->num_taps);
 817         if (!s->predictor_state[i])
 818             return -1;
 819     }
 820
 821     for (i = 0; i < s->channels; i++)
 822     {
 823         s->coded_samples[i] = av_mallocz(4* s->block_align);
 824         if (!s->coded_samples[i])
 825             return -1;
 826     }
 827     s->int_samples = av_mallocz(4* s->frame_size);
 828
 829     return 0;
 830 }
 831
 832 static int sonic_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 833 {
 834     SonicContext *s = avctx->priv_data;
 835     int i;
 836
 837     av_free(s->int_samples);
 838     av_free(s->tap_quant);
 839     av_free(s->predictor_k);
 840
 841     for (i = 0; i < s->channels; i++)
 842     {
 843         av_free(s->predictor_state[i]);
 844         av_free(s->coded_samples[i]);
 845     }
 846
 847     return 0;
 848 }
 849
 850 static int sonic_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 851                             void *data, int *data_size,
 852                             uint8_t *buf, int buf_size)
 853 {
 854     SonicContext *s = avctx->priv_data;
 855     GetBitContext gb;
 856     int i, quant, ch, j;
 857     short *samples = data;
 858
 859     if (buf_size == 0) return 0;
 860
 861 //    av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "buf_size: %d\n", buf_size);
 862
 863     init_get_bits(&gb, buf, buf_size*8);
 864
 865     intlist_read(&gb, s->predictor_k, s->num_taps, 0);
 866
 867     // dequantize
 868     for (i = 0; i < s->num_taps; i++)
 869         s->predictor_k[i] *= s->tap_quant[i];
 870
 871     if (s->lossless)
 872         quant = 1;
 873     else
 874         quant = get_ue_golomb(&gb) * SAMPLE_FACTOR;
 875
 876 //    av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "quant: %d\n", quant);
 877
 878     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
 879     {
 880         int x = ch;
 881
 882         predictor_init_state(s->predictor_k, s->predictor_state[ch], s->num_taps);
 883
 884         intlist_read(&gb, s->coded_samples[ch], s->block_align, 1);
 885
 886         for (i = 0; i < s->block_align; i++)
 887         {
 888             for (j = 0; j < s->downsampling - 1; j++)
 889             {
 890                 s->int_samples[x] = predictor_calc_error(s->predictor_k, s->predictor_state[ch], s->num_taps, 0);
 891                 x += s->channels;
 892             }
 893
 894             s->int_samples[x] = predictor_calc_error(s->predictor_k, s->predictor_state[ch], s->num_taps, s->coded_samples[ch][i] * quant);
 895             x += s->channels;
 896         }
 897
 898         for (i = 0; i < s->num_taps; i++)
 899             s->predictor_state[ch][i] = s->int_samples[s->frame_size - s->channels + ch - i*s->channels];
 900     }
 901
 902     switch(s->decorrelation)
 903     {
 904         case MID_SIDE:
 905             for (i = 0; i < s->frame_size; i += s->channels)
 906             {
 907                 s->int_samples[i+1] += shift(s->int_samples[i], 1);
 908                 s->int_samples[i] -= s->int_samples[i+1];
 909             }
 910             break;
 911         case LEFT_SIDE:
 912             for (i = 0; i < s->frame_size; i += s->channels)
 913                 s->int_samples[i+1] += s->int_samples[i];
 914             break;
 915         case RIGHT_SIDE:
 916             for (i = 0; i < s->frame_size; i += s->channels)
 917                 s->int_samples[i] += s->int_samples[i+1];
 918             break;
 919     }
 920
 921     if (!s->lossless)
 922         for (i = 0; i < s->frame_size; i++)
 923             s->int_samples[i] = shift(s->int_samples[i], SAMPLE_SHIFT);
 924
 925     // internal -> short
 926     for (i = 0; i < s->frame_size; i++)
 927     {
 928         if (s->int_samples[i] > 32767)
 929             samples[i] = 32767;
 930         else if (s->int_samples[i] < -32768)
 931             samples[i] = -32768;
 932         else
 933             samples[i] = s->int_samples[i];
 934     }
 935
 936     align_get_bits(&gb);
 937
 938     *data_size = s->frame_size * 2;
 939
 940     return (get_bits_count(&gb)+7)/8;
 941 }
 942 #endif
 943
 944 #ifdef CONFIG_ENCODERS
 945 AVCodec sonic_encoder = {
 946     "sonic",
 947     CODEC_TYPE_AUDIO,
 948     CODEC_ID_SONIC,
 949     sizeof(SonicContext),
 950     sonic_encode_init,
 951     sonic_encode_frame,
 952     sonic_encode_close,
 953     NULL,
 954 };
 955
 956 AVCodec sonic_ls_encoder = {
 957     "sonicls",
 958     CODEC_TYPE_AUDIO,
 959     CODEC_ID_SONIC_LS,
 960     sizeof(SonicContext),
 961     sonic_encode_init,
 962     sonic_encode_frame,
 963     sonic_encode_close,
 964     NULL,
 965 };
 966 #endif
 967
 968 #ifdef CONFIG_DECODERS
 969 AVCodec sonic_decoder = {
 970     "sonic",
 971     CODEC_TYPE_AUDIO,
 972     CODEC_ID_SONIC,
 973     sizeof(SonicContext),
 974     sonic_decode_init,
 975     NULL,
 976     sonic_decode_close,
 977     sonic_decode_frame,
 978 };
 979 #endif