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 file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21 #include "avcodec.h"
  22 #include "get_bits.h"
  23 #include "golomb.h"
  24 #include "internal.h"
  25
  26 /**
  27  * @file
  28  * Simple free lossless/lossy audio codec
  29  * Based on Paul Francis Harrison's Bonk (http://www.logarithmic.net/pfh/bonk)
  30  * Written and designed by Alex Beregszaszi
  31  *
  32  * TODO:
  33  *  - CABAC put/get_symbol
  34  *  - independent quantizer for channels
  35  *  - >2 channels support
  36  *  - more decorrelation types
  37  *  - more tap_quant tests
  38  *  - selectable intlist writers/readers (bonk-style, golomb, cabac)
  39  */
  40
  41 #define MAX_CHANNELS 2
  42
  43 #define MID_SIDE 0
  44 #define LEFT_SIDE 1
  45 #define RIGHT_SIDE 2
  46
  47 typedef struct SonicContext {
  48     AVFrame frame;
  49     int lossless, decorrelation;
  50
  51     int num_taps, downsampling;
  52     double quantization;
  53
  54     int channels, samplerate, block_align, frame_size;
  55
  56     int *tap_quant;
  57     int *int_samples;
  58     int *coded_samples[MAX_CHANNELS];
  59
  60     // for encoding
  61     int *tail;
  62     int tail_size;
  63     int *window;
  64     int window_size;
  65
  66     // for decoding
  67     int *predictor_k;
  68     int *predictor_state[MAX_CHANNELS];
  69 } SonicContext;
  70
  71 #define LATTICE_SHIFT   10
  72 #define SAMPLE_SHIFT    4
  73 #define LATTICE_FACTOR  (1 << LATTICE_SHIFT)
  74 #define SAMPLE_FACTOR   (1 << SAMPLE_SHIFT)
  75
  76 #define BASE_QUANT      0.6
  77 #define RATE_VARIATION  3.0
  78
  79 static inline int divide(int a, int b)
  80 {
  81     if (a < 0)
  82         return -( (-a + b/2)/b );
  83     else
  84         return (a + b/2)/b;
  85 }
  86
  87 static inline int shift(int a,int b)
  88 {
  89     return (a+(1<<(b-1))) >> b;
  90 }
  91
  92 static inline int shift_down(int a,int b)
  93 {
  94     return (a>>b)+((a<0)?1:0);
  95 }
  96
  97 #if 1
  98 static inline int intlist_write(PutBitContext *pb, int *buf, int entries, int base_2_part)
  99 {
 100     int i;
 101
 102     for (i = 0; i < entries; i++)
 103         set_se_golomb(pb, buf[i]);
 104
 105     return 1;
 106 }
 107
 108 static inline int intlist_read(GetBitContext *gb, int *buf, int entries, int base_2_part)
 109 {
 110     int i;
 111
 112     for (i = 0; i < entries; i++)
 113         buf[i] = get_se_golomb(gb);
 114
 115     return 1;
 116 }
 117
 118 #else
 119
 120 #define ADAPT_LEVEL 8
 121
 122 static int bits_to_store(uint64_t x)
 123 {
 124     int res = 0;
 125
 126     while(x)
 127     {
 128         res++;
 129         x >>= 1;
 130     }
 131     return res;
 132 }
 133
 134 static void write_uint_max(PutBitContext *pb, unsigned int value, unsigned int max)
 135 {
 136     int i, bits;
 137
 138     if (!max)
 139         return;
 140
 141     bits = bits_to_store(max);
 142
 143     for (i = 0; i < bits-1; i++)
 144         put_bits(pb, 1, value & (1 << i));
 145
 146     if ( (value | (1 << (bits-1))) <= max)
 147         put_bits(pb, 1, value & (1 << (bits-1)));
 148 }
 149
 150 static unsigned int read_uint_max(GetBitContext *gb, int max)
 151 {
 152     int i, bits, value = 0;
 153
 154     if (!max)
 155         return 0;
 156
 157     bits = bits_to_store(max);
 158
 159     for (i = 0; i < bits-1; i++)
 160         if (get_bits1(gb))
 161             value += 1 << i;
 162
 163     if ( (value | (1<<(bits-1))) <= max)
 164         if (get_bits1(gb))
 165             value += 1 << (bits-1);
 166
 167     return value;
 168 }
 169
 170 static int intlist_write(PutBitContext *pb, int *buf, int entries, int base_2_part)
 171 {
 172     int i, j, x = 0, low_bits = 0, max = 0;
 173     int step = 256, pos = 0, dominant = 0, any = 0;
 174     int *copy, *bits;
 175
 176     copy = av_mallocz(4* entries);
 177     if (!copy)
 178         return -1;
 179
 180     if (base_2_part)
 181     {
 182         int energy = 0;
 183
 184         for (i = 0; i < entries; i++)
 185             energy += abs(buf[i]);
 186
 187         low_bits = bits_to_store(energy / (entries * 2));
 188         if (low_bits > 15)
 189             low_bits = 15;
 190
 191         put_bits(pb, 4, low_bits);
 192     }
 193
 194     for (i = 0; i < entries; i++)
 195     {
 196         put_bits(pb, low_bits, abs(buf[i]));
 197         copy[i] = abs(buf[i]) >> low_bits;
 198         if (copy[i] > max)
 199             max = abs(copy[i]);
 200     }
 201
 202     bits = av_mallocz(4* entries*max);
 203     if (!bits)
 204     {
 205 //        av_free(copy);
 206         return -1;
 207     }
 208
 209     for (i = 0; i <= max; i++)
 210     {
 211         for (j = 0; j < entries; j++)
 212             if (copy[j] >= i)
 213                 bits[x++] = copy[j] > i;
 214     }
 215
 216     // store bitstream
 217     while (pos < x)
 218     {
 219         int steplet = step >> 8;
 220
 221         if (pos + steplet > x)
 222             steplet = x - pos;
 223
 224         for (i = 0; i < steplet; i++)
 225             if (bits[i+pos] != dominant)
 226                 any = 1;
 227
 228         put_bits(pb, 1, any);
 229
 230         if (!any)
 231         {
 232             pos += steplet;
 233             step += step / ADAPT_LEVEL;
 234         }
 235         else
 236         {
 237             int interloper = 0;
 238
 239             while (((pos + interloper) < x) && (bits[pos + interloper] == dominant))
 240                 interloper++;
 241
 242             // note change
 243             write_uint_max(pb, interloper, (step >> 8) - 1);
 244
 245             pos += interloper + 1;
 246             step -= step / ADAPT_LEVEL;
 247         }
 248
 249         if (step < 256)
 250         {
 251             step = 65536 / step;
 252             dominant = !dominant;
 253         }
 254     }
 255
 256     // store signs
 257     for (i = 0; i < entries; i++)
 258         if (buf[i])
 259             put_bits(pb, 1, buf[i] < 0);
 260
 261 //    av_free(bits);
 262 //    av_free(copy);
 263
 264     return 0;
 265 }
 266
 267 static int intlist_read(GetBitContext *gb, int *buf, int entries, int base_2_part)
 268 {
 269     int i, low_bits = 0, x = 0;
 270     int n_zeros = 0, step = 256, dominant = 0;
 271     int pos = 0, level = 0;
 272     int *bits = av_mallocz(4* entries);
 273
 274     if (!bits)
 275         return -1;
 276
 277     if (base_2_part)
 278     {
 279         low_bits = get_bits(gb, 4);
 280
 281         if (low_bits)
 282             for (i = 0; i < entries; i++)
 283                 buf[i] = get_bits(gb, low_bits);
 284     }
 285
 286 //    av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "entries: %d, low bits: %d\n", entries, low_bits);
 287
 288     while (n_zeros < entries)
 289     {
 290         int steplet = step >> 8;
 291
 292         if (!get_bits1(gb))
 293         {
 294             for (i = 0; i < steplet; i++)
 295                 bits[x++] = dominant;
 296
 297             if (!dominant)
 298                 n_zeros += steplet;
 299
 300             step += step / ADAPT_LEVEL;
 301         }
 302         else
 303         {
 304             int actual_run = read_uint_max(gb, steplet-1);
 305
 306 //            av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "actual run: %d\n", actual_run);
 307
 308             for (i = 0; i < actual_run; i++)
 309                 bits[x++] = dominant;
 310
 311             bits[x++] = !dominant;
 312
 313             if (!dominant)
 314                 n_zeros += actual_run;
 315             else
 316                 n_zeros++;
 317
 318             step -= step / ADAPT_LEVEL;
 319         }
 320
 321         if (step < 256)
 322         {
 323             step = 65536 / step;
 324             dominant = !dominant;
 325         }
 326     }
 327
 328     // reconstruct unsigned values
 329     n_zeros = 0;
 330     for (i = 0; n_zeros < entries; i++)
 331     {
 332         while(1)
 333         {
 334             if (pos >= entries)
 335             {
 336                 pos = 0;
 337                 level += 1 << low_bits;
 338             }
 339
 340             if (buf[pos] >= level)
 341                 break;
 342
 343             pos++;
 344         }
 345
 346         if (bits[i])
 347             buf[pos] += 1 << low_bits;
 348         else
 349             n_zeros++;
 350
 351         pos++;
 352     }
 353 //    av_free(bits);
 354
 355     // read signs
 356     for (i = 0; i < entries; i++)
 357         if (buf[i] && get_bits1(gb))
 358             buf[i] = -buf[i];
 359
 360 //    av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "zeros: %d pos: %d\n", n_zeros, pos);
 361
 362     return 0;
 363 }
 364 #endif
 365
 366 static void predictor_init_state(int *k, int *state, int order)
 367 {
 368     int i;
 369
 370     for (i = order-2; i >= 0; i--)
 371     {
 372         int j, p, x = state[i];
 373
 374         for (j = 0, p = i+1; p < order; j++,p++)
 375             {
 376             int tmp = x + shift_down(k[j] * state[p], LATTICE_SHIFT);
 377             state[p] += shift_down(k[j]*x, LATTICE_SHIFT);
 378             x = tmp;
 379         }
 380     }
 381 }
 382
 383 static int predictor_calc_error(int *k, int *state, int order, int error)
 384 {
 385     int i, x = error - shift_down(k[order-1] * state[order-1], LATTICE_SHIFT);
 386
 387 #if 1
 388     int *k_ptr = &(k[order-2]),
 389         *state_ptr = &(state[order-2]);
 390     for (i = order-2; i >= 0; i--, k_ptr--, state_ptr--)
 391     {
 392         int k_value = *k_ptr, state_value = *state_ptr;
 393         x -= shift_down(k_value * state_value, LATTICE_SHIFT);
 394         state_ptr[1] = state_value + shift_down(k_value * x, LATTICE_SHIFT);
 395     }
 396 #else
 397     for (i = order-2; i >= 0; i--)
 398     {
 399         x -= shift_down(k[i] * state[i], LATTICE_SHIFT);
 400         state[i+1] = state[i] + shift_down(k[i] * x, LATTICE_SHIFT);
 401     }
 402 #endif
 403
 404     // don't drift too far, to avoid overflows
 405     if (x >  (SAMPLE_FACTOR<<16)) x =  (SAMPLE_FACTOR<<16);
 406     if (x < -(SAMPLE_FACTOR<<16)) x = -(SAMPLE_FACTOR<<16);
 407
 408     state[0] = x;
 409
 410     return x;
 411 }
 412
 413 #if CONFIG_SONIC_ENCODER || CONFIG_SONIC_LS_ENCODER
 414 // Heavily modified Levinson-Durbin algorithm which
 415 // copes better with quantization, and calculates the
 416 // actual whitened result as it goes.
 417
 418 static void modified_levinson_durbin(int *window, int window_entries,
 419         int *out, int out_entries, int channels, int *tap_quant)
 420 {
 421     int i;
 422     int *state = av_mallocz(4* window_entries);
 423
 424     memcpy(state, window, 4* window_entries);
 425
 426     for (i = 0; i < out_entries; i++)
 427     {
 428         int step = (i+1)*channels, k, j;
 429         double xx = 0.0, xy = 0.0;
 430 #if 1
 431         int *x_ptr = &(window[step]), *state_ptr = &(state[0]);
 432         j = window_entries - step;
 433         for (;j>=0;j--,x_ptr++,state_ptr++)
 434         {
 435             double x_value = *x_ptr, state_value = *state_ptr;
 436             xx += state_value*state_value;
 437             xy += x_value*state_value;
 438         }
 439 #else
 440         for (j = 0; j <= (window_entries - step); j++);
 441         {
 442             double stepval = window[step+j], stateval = window[j];
 443 //            xx += (double)window[j]*(double)window[j];
 444 //            xy += (double)window[step+j]*(double)window[j];
 445             xx += stateval*stateval;
 446             xy += stepval*stateval;
 447         }
 448 #endif
 449         if (xx == 0.0)
 450             k = 0;
 451         else
 452             k = (int)(floor(-xy/xx * (double)LATTICE_FACTOR / (double)(tap_quant[i]) + 0.5));
 453
 454         if (k > (LATTICE_FACTOR/tap_quant[i]))
 455             k = LATTICE_FACTOR/tap_quant[i];
 456         if (-k > (LATTICE_FACTOR/tap_quant[i]))
 457             k = -(LATTICE_FACTOR/tap_quant[i]);
 458
 459         out[i] = k;
 460         k *= tap_quant[i];
 461
 462 #if 1
 463         x_ptr = &(window[step]);
 464         state_ptr = &(state[0]);
 465         j = window_entries - step;
 466         for (;j>=0;j--,x_ptr++,state_ptr++)
 467         {
 468             int x_value = *x_ptr, state_value = *state_ptr;
 469             *x_ptr = x_value + shift_down(k*state_value,LATTICE_SHIFT);
 470             *state_ptr = state_value + shift_down(k*x_value, LATTICE_SHIFT);
 471         }
 472 #else
 473         for (j=0; j <= (window_entries - step); j++)
 474         {
 475             int stepval = window[step+j], stateval=state[j];
 476             window[step+j] += shift_down(k * stateval, LATTICE_SHIFT);
 477             state[j] += shift_down(k * stepval, LATTICE_SHIFT);
 478         }
 479 #endif
 480     }
 481
 482     av_free(state);
 483 }
 484
 485 static inline int code_samplerate(int samplerate)
 486 {
 487     switch (samplerate)
 488     {
 489         case 44100: return 0;
 490         case 22050: return 1;
 491         case 11025: return 2;
 492         case 96000: return 3;
 493         case 48000: return 4;
 494         case 32000: return 5;
 495         case 24000: return 6;
 496         case 16000: return 7;
 497         case 8000: return 8;
 498     }
 499     return -1;
 500 }
 501
 502 static av_cold int sonic_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 503 {
 504     SonicContext *s = avctx->priv_data;
 505     PutBitContext pb;
 506     int i, version = 0;
 507
 508     if (avctx->channels > MAX_CHANNELS)
 509     {
 510         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only mono and stereo streams are supported by now\n");
 511         return -1; /* only stereo or mono for now */
 512     }
 513
 514     if (avctx->channels == 2)
 515         s->decorrelation = MID_SIDE;
 516
 517     if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_SONIC_LS)
 518     {
 519         s->lossless = 1;
 520         s->num_taps = 32;
 521         s->downsampling = 1;
 522         s->quantization = 0.0;
 523     }
 524     else
 525     {
 526         s->num_taps = 128;
 527         s->downsampling = 2;
 528         s->quantization = 1.0;
 529     }
 530
 531     // max tap 2048
 532     if ((s->num_taps < 32) || (s->num_taps > 1024) ||
 533         ((s->num_taps>>5)<<5 != s->num_taps))
 534     {
 535         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid number of taps\n");
 536         return -1;
 537     }
 538
 539     // generate taps
 540     s->tap_quant = av_mallocz(4* s->num_taps);
 541     for (i = 0; i < s->num_taps; i++)
 542         s->tap_quant[i] = (int)(sqrt(i+1));
 543
 544     s->channels = avctx->channels;
 545     s->samplerate = avctx->sample_rate;
 546
 547     s->block_align = (int)(2048.0*s->samplerate/44100)/s->downsampling;
 548     s->frame_size = s->channels*s->block_align*s->downsampling;
 549
 550     s->tail_size = s->num_taps*s->channels;
 551     s->tail = av_mallocz(4 * s->tail_size);
 552     if (!s->tail)
 553         return -1;
 554
 555     s->predictor_k = av_mallocz(4 * s->num_taps);
 556     if (!s->predictor_k)
 557         return -1;
 558
 559     for (i = 0; i < s->channels; i++)
 560     {
 561         s->coded_samples[i] = av_mallocz(4* s->block_align);
 562         if (!s->coded_samples[i])
 563             return -1;
 564     }
 565
 566     s->int_samples = av_mallocz(4* s->frame_size);
 567
 568     s->window_size = ((2*s->tail_size)+s->frame_size);
 569     s->window = av_mallocz(4* s->window_size);
 570     if (!s->window)
 571         return -1;
 572
 573     avctx->extradata = av_mallocz(16);
 574     if (!avctx->extradata)
 575         return -1;
 576     init_put_bits(&pb, avctx->extradata, 16*8);
 577
 578     put_bits(&pb, 2, version); // version
 579     if (version == 1)
 580     {
 581         put_bits(&pb, 2, s->channels);
 582         put_bits(&pb, 4, code_samplerate(s->samplerate));
 583     }
 584     put_bits(&pb, 1, s->lossless);
 585     if (!s->lossless)
 586         put_bits(&pb, 3, SAMPLE_SHIFT); // XXX FIXME: sample precision
 587     put_bits(&pb, 2, s->decorrelation);
 588     put_bits(&pb, 2, s->downsampling);
 589     put_bits(&pb, 5, (s->num_taps >> 5)-1); // 32..1024
 590     put_bits(&pb, 1, 0); // XXX FIXME: no custom tap quant table
 591
 592     flush_put_bits(&pb);
 593     avctx->extradata_size = put_bits_count(&pb)/8;
 594
 595     av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Sonic: ver: %d ls: %d dr: %d taps: %d block: %d frame: %d downsamp: %d\n",
 596         version, s->lossless, s->decorrelation, s->num_taps, s->block_align, s->frame_size, s->downsampling);
 597
 598     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 599     if (!avctx->coded_frame)
 600         return AVERROR(ENOMEM);
 601     avctx->coded_frame->key_frame = 1;
 602     avctx->frame_size = s->block_align*s->downsampling;
 603
 604     return 0;
 605 }
 606
 607 static av_cold int sonic_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 608 {
 609     SonicContext *s = avctx->priv_data;
 610     int i;
 611
 612     av_freep(&avctx->coded_frame);
 613
 614     for (i = 0; i < s->channels; i++)
 615         av_free(s->coded_samples[i]);
 616
 617     av_free(s->predictor_k);
 618     av_free(s->tail);
 619     av_free(s->tap_quant);
 620     av_free(s->window);
 621     av_free(s->int_samples);
 622
 623     return 0;
 624 }
 625
 626 static int sonic_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
 627                               const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
 628 {
 629     SonicContext *s = avctx->priv_data;
 630     PutBitContext pb;
 631     int i, j, ch, quant = 0, x = 0;
 632     int ret;
 633     const short *samples = (const int16_t*)frame->data[0];
 634
 635     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, avpkt, s->frame_size * 5 + 1000)))
 636         return ret;
 637
 638     init_put_bits(&pb, avpkt->data, avpkt->size);
 639
 640     // short -> internal
 641     for (i = 0; i < s->frame_size; i++)
 642         s->int_samples[i] = samples[i];
 643
 644     if (!s->lossless)
 645         for (i = 0; i < s->frame_size; i++)
 646             s->int_samples[i] = s->int_samples[i] << SAMPLE_SHIFT;
 647
 648     switch(s->decorrelation)
 649     {
 650         case MID_SIDE:
 651             for (i = 0; i < s->frame_size; i += s->channels)
 652             {
 653                 s->int_samples[i] += s->int_samples[i+1];
 654                 s->int_samples[i+1] -= shift(s->int_samples[i], 1);
 655             }
 656             break;
 657         case LEFT_SIDE:
 658             for (i = 0; i < s->frame_size; i += s->channels)
 659                 s->int_samples[i+1] -= s->int_samples[i];
 660             break;
 661         case RIGHT_SIDE:
 662             for (i = 0; i < s->frame_size; i += s->channels)
 663                 s->int_samples[i] -= s->int_samples[i+1];
 664             break;
 665     }
 666
 667     memset(s->window, 0, 4* s->window_size);
 668
 669     for (i = 0; i < s->tail_size; i++)
 670         s->window[x++] = s->tail[i];
 671
 672     for (i = 0; i < s->frame_size; i++)
 673         s->window[x++] = s->int_samples[i];
 674
 675     for (i = 0; i < s->tail_size; i++)
 676         s->window[x++] = 0;
 677
 678     for (i = 0; i < s->tail_size; i++)
 679         s->tail[i] = s->int_samples[s->frame_size - s->tail_size + i];
 680
 681     // generate taps
 682     modified_levinson_durbin(s->window, s->window_size,
 683                 s->predictor_k, s->num_taps, s->channels, s->tap_quant);
 684     if (intlist_write(&pb, s->predictor_k, s->num_taps, 0) < 0)
 685         return -1;
 686
 687     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
 688     {
 689         x = s->tail_size+ch;
 690         for (i = 0; i < s->block_align; i++)
 691         {
 692             int sum = 0;
 693             for (j = 0; j < s->downsampling; j++, x += s->channels)
 694                 sum += s->window[x];
 695             s->coded_samples[ch][i] = sum;
 696         }
 697     }
 698
 699     // simple rate control code
 700     if (!s->lossless)
 701     {
 702         double energy1 = 0.0, energy2 = 0.0;
 703         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
 704         {
 705             for (i = 0; i < s->block_align; i++)
 706             {
 707                 double sample = s->coded_samples[ch][i];
 708                 energy2 += sample*sample;
 709                 energy1 += fabs(sample);
 710             }
 711         }
 712
 713         energy2 = sqrt(energy2/(s->channels*s->block_align));
 714         energy1 = sqrt(2.0)*energy1/(s->channels*s->block_align);
 715
 716         // increase bitrate when samples are like a gaussian distribution
 717         // reduce bitrate when samples are like a two-tailed exponential distribution
 718
 719         if (energy2 > energy1)
 720             energy2 += (energy2-energy1)*RATE_VARIATION;
 721
 722         quant = (int)(BASE_QUANT*s->quantization*energy2/SAMPLE_FACTOR);
 723 //        av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "quant: %d energy: %f / %f\n", quant, energy1, energy2);
 724
 725         if (quant < 1)
 726             quant = 1;
 727         if (quant > 65534)
 728             quant = 65534;
 729
 730         set_ue_golomb(&pb, quant);
 731
 732         quant *= SAMPLE_FACTOR;
 733     }
 734
 735     // write out coded samples
 736     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
 737     {
 738         if (!s->lossless)
 739             for (i = 0; i < s->block_align; i++)
 740                 s->coded_samples[ch][i] = divide(s->coded_samples[ch][i], quant);
 741
 742         if (intlist_write(&pb, s->coded_samples[ch], s->block_align, 1) < 0)
 743             return -1;
 744     }
 745
 746 //    av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "used bytes: %d\n", (put_bits_count(&pb)+7)/8);
 747
 748     flush_put_bits(&pb);
 749     avpkt->size = (put_bits_count(&pb)+7)/8;
 750     *got_packet_ptr = 1;
 751     return 0;
 752 }
 753 #endif /* CONFIG_SONIC_ENCODER || CONFIG_SONIC_LS_ENCODER */
 754
 755 #if CONFIG_SONIC_DECODER
 756 static const int samplerate_table[] =
 757     { 44100, 22050, 11025, 96000, 48000, 32000, 24000, 16000, 8000 };
 758
 759 static av_cold int sonic_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 760 {
 761     SonicContext *s = avctx->priv_data;
 762     GetBitContext gb;
 763     int i, version;
 764
 765     s->channels = avctx->channels;
 766     s->samplerate = avctx->sample_rate;
 767
 768     avcodec_get_frame_defaults(&s->frame);
 769     avctx->coded_frame = &s->frame;
 770
 771     if (!avctx->extradata)
 772     {
 773         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "No mandatory headers present\n");
 774         return -1;
 775     }
 776
 777     init_get_bits(&gb, avctx->extradata, avctx->extradata_size);
 778
 779     version = get_bits(&gb, 2);
 780     if (version > 1)
 781     {
 782         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported Sonic version, please report\n");
 783         return -1;
 784     }
 785
 786     if (version == 1)
 787     {
 788         s->channels = get_bits(&gb, 2);
 789         s->samplerate = samplerate_table[get_bits(&gb, 4)];
 790         av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Sonicv2 chans: %d samprate: %d\n",
 791             s->channels, s->samplerate);
 792     }
 793
 794     if (s->channels > MAX_CHANNELS)
 795     {
 796         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only mono and stereo streams are supported by now\n");
 797         return -1;
 798     }
 799
 800     s->lossless = get_bits1(&gb);
 801     if (!s->lossless)
 802         skip_bits(&gb, 3); // XXX FIXME
 803     s->decorrelation = get_bits(&gb, 2);
 804
 805     s->downsampling = get_bits(&gb, 2);
 806     if (!s->downsampling) {
 807         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid downsampling value\n");
 808         return AVERROR_INVALIDDATA;
 809     }
 810
 811     s->num_taps = (get_bits(&gb, 5)+1)<<5;
 812     if (get_bits1(&gb)) // XXX FIXME
 813         av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Custom quant table\n");
 814
 815     s->block_align = (int)(2048.0*s->samplerate/44100)/s->downsampling;
 816     s->frame_size = s->channels*s->block_align*s->downsampling;
 817 //    avctx->frame_size = s->block_align;
 818
 819     av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Sonic: ver: %d ls: %d dr: %d taps: %d block: %d frame: %d downsamp: %d\n",
 820         version, s->lossless, s->decorrelation, s->num_taps, s->block_align, s->frame_size, s->downsampling);
 821
 822     // generate taps
 823     s->tap_quant = av_mallocz(4* s->num_taps);
 824     for (i = 0; i < s->num_taps; i++)
 825         s->tap_quant[i] = (int)(sqrt(i+1));
 826
 827     s->predictor_k = av_mallocz(4* s->num_taps);
 828
 829     for (i = 0; i < s->channels; i++)
 830     {
 831         s->predictor_state[i] = av_mallocz(4* s->num_taps);
 832         if (!s->predictor_state[i])
 833             return -1;
 834     }
 835
 836     for (i = 0; i < s->channels; i++)
 837     {
 838         s->coded_samples[i] = av_mallocz(4* s->block_align);
 839         if (!s->coded_samples[i])
 840             return -1;
 841     }
 842     s->int_samples = av_mallocz(4* s->frame_size);
 843
 844     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16;
 845     return 0;
 846 }
 847
 848 static av_cold int sonic_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 849 {
 850     SonicContext *s = avctx->priv_data;
 851     int i;
 852
 853     av_free(s->int_samples);
 854     av_free(s->tap_quant);
 855     av_free(s->predictor_k);
 856
 857     for (i = 0; i < s->channels; i++)
 858     {
 859         av_free(s->predictor_state[i]);
 860         av_free(s->coded_samples[i]);
 861     }
 862
 863     return 0;
 864 }
 865
 866 static int sonic_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 867                             void *data, int *got_frame_ptr,
 868                             AVPacket *avpkt)
 869 {
 870     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 871     int buf_size = avpkt->size;
 872     SonicContext *s = avctx->priv_data;
 873     GetBitContext gb;
 874     int i, quant, ch, j, ret;
 875     int16_t *samples;
 876
 877     if (buf_size == 0) return 0;
 878
 879     s->frame.nb_samples = s->frame_size;
 880     if ((ret = avctx->get_buffer(avctx, &s->frame)) < 0) {
 881         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
 882         return ret;
 883     }
 884     samples = (int16_t *)s->frame.data[0];
 885
 886 //    av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "buf_size: %d\n", buf_size);
 887
 888     init_get_bits(&gb, buf, buf_size*8);
 889
 890     intlist_read(&gb, s->predictor_k, s->num_taps, 0);
 891
 892     // dequantize
 893     for (i = 0; i < s->num_taps; i++)
 894         s->predictor_k[i] *= s->tap_quant[i];
 895
 896     if (s->lossless)
 897         quant = 1;
 898     else
 899         quant = get_ue_golomb(&gb) * SAMPLE_FACTOR;
 900
 901 //    av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "quant: %d\n", quant);
 902
 903     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
 904     {
 905         int x = ch;
 906
 907         predictor_init_state(s->predictor_k, s->predictor_state[ch], s->num_taps);
 908
 909         intlist_read(&gb, s->coded_samples[ch], s->block_align, 1);
 910
 911         for (i = 0; i < s->block_align; i++)
 912         {
 913             for (j = 0; j < s->downsampling - 1; j++)
 914             {
 915                 s->int_samples[x] = predictor_calc_error(s->predictor_k, s->predictor_state[ch], s->num_taps, 0);
 916                 x += s->channels;
 917             }
 918
 919             s->int_samples[x] = predictor_calc_error(s->predictor_k, s->predictor_state[ch], s->num_taps, s->coded_samples[ch][i] * quant);
 920             x += s->channels;
 921         }
 922
 923         for (i = 0; i < s->num_taps; i++)
 924             s->predictor_state[ch][i] = s->int_samples[s->frame_size - s->channels + ch - i*s->channels];
 925     }
 926
 927     switch(s->decorrelation)
 928     {
 929         case MID_SIDE:
 930             for (i = 0; i < s->frame_size; i += s->channels)
 931             {
 932                 s->int_samples[i+1] += shift(s->int_samples[i], 1);
 933                 s->int_samples[i] -= s->int_samples[i+1];
 934             }
 935             break;
 936         case LEFT_SIDE:
 937             for (i = 0; i < s->frame_size; i += s->channels)
 938                 s->int_samples[i+1] += s->int_samples[i];
 939             break;
 940         case RIGHT_SIDE:
 941             for (i = 0; i < s->frame_size; i += s->channels)
 942                 s->int_samples[i] += s->int_samples[i+1];
 943             break;
 944     }
 945
 946     if (!s->lossless)
 947         for (i = 0; i < s->frame_size; i++)
 948             s->int_samples[i] = shift(s->int_samples[i], SAMPLE_SHIFT);
 949
 950     // internal -> short
 951     for (i = 0; i < s->frame_size; i++)
 952         samples[i] = av_clip_int16(s->int_samples[i]);
 953
 954     align_get_bits(&gb);
 955
 956     *got_frame_ptr = 1;
 957     *(AVFrame*)data = s->frame;
 958
 959     return (get_bits_count(&gb)+7)/8;
 960 }
 961
 962 AVCodec ff_sonic_decoder = {
 963     .name           = "sonic",
 964     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 965     .id             = AV_CODEC_ID_SONIC,
 966     .priv_data_size = sizeof(SonicContext),
 967     .init           = sonic_decode_init,
 968     .close          = sonic_decode_close,
 969     .decode         = sonic_decode_frame,
 970     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1 | CODEC_CAP_EXPERIMENTAL,
 971     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Sonic"),
 972 };
 973 #endif /* CONFIG_SONIC_DECODER */
 974
 975 #if CONFIG_SONIC_ENCODER
 976 AVCodec ff_sonic_encoder = {
 977     .name           = "sonic",
 978     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 979     .id             = AV_CODEC_ID_SONIC,
 980     .priv_data_size = sizeof(SonicContext),
 981     .init           = sonic_encode_init,
 982     .encode2        = sonic_encode_frame,
 983     .capabilities   = CODEC_CAP_EXPERIMENTAL,
 984     .close          = sonic_encode_close,
 985     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Sonic"),
 986 };
 987 #endif
 988
 989 #if CONFIG_SONIC_LS_ENCODER
 990 AVCodec ff_sonic_ls_encoder = {
 991     .name           = "sonicls",
 992     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 993     .id             = AV_CODEC_ID_SONIC_LS,
 994     .priv_data_size = sizeof(SonicContext),
 995     .init           = sonic_encode_init,
 996     .encode2        = sonic_encode_frame,
 997     .capabilities   = CODEC_CAP_EXPERIMENTAL,
 998     .close          = sonic_encode_close,
 999     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Sonic lossless"),
1000 };
1001 #endif