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

   1 /*
   2  * TAK decoder
   3  * Copyright (c) 2012 Paul B Mahol
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file
  24  * TAK (Tom's lossless Audio Kompressor) decoder
  25  * @author Paul B Mahol
  26  */
  27
  28 #include "libavutil/internal.h"
  29 #include "libavutil/samplefmt.h"
  30 #include "tak.h"
  31 #include "takdsp.h"
  32 #include "audiodsp.h"
  33 #include "thread.h"
  34 #include "avcodec.h"
  35 #include "internal.h"
  36 #include "unary.h"
  37
  38 #define MAX_SUBFRAMES     8                         ///< max number of subframes per channel
  39 #define MAX_PREDICTORS  256
  40
  41 typedef struct MCDParam {
  42     int8_t present;                                 ///< decorrelation parameter availability for this channel
  43     int8_t index;                                   ///< index into array of decorrelation types
  44     int8_t chan1;
  45     int8_t chan2;
  46 } MCDParam;
  47
  48 typedef struct TAKDecContext {
  49     AVCodecContext *avctx;                          ///< parent AVCodecContext
  50     AudioDSPContext adsp;
  51     TAKDSPContext   tdsp;
  52     TAKStreamInfo   ti;
  53     GetBitContext   gb;                             ///< bitstream reader initialized to start at the current frame
  54
  55     int             uval;
  56     int             nb_samples;                     ///< number of samples in the current frame
  57     uint8_t        *decode_buffer;
  58     unsigned int    decode_buffer_size;
  59     int32_t        *decoded[TAK_MAX_CHANNELS];      ///< decoded samples for each channel
  60
  61     int8_t          lpc_mode[TAK_MAX_CHANNELS];
  62     int8_t          sample_shift[TAK_MAX_CHANNELS]; ///< shift applied to every sample in the channel
  63     int16_t         predictors[MAX_PREDICTORS];
  64     int             nb_subframes;                   ///< number of subframes in the current frame
  65     int16_t         subframe_len[MAX_SUBFRAMES];    ///< subframe length in samples
  66     int             subframe_scale;
  67
  68     int8_t          dmode;                          ///< channel decorrelation type in the current frame
  69
  70     MCDParam        mcdparams[TAK_MAX_CHANNELS];    ///< multichannel decorrelation parameters
  71
  72     int8_t          coding_mode[128];
  73     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, filter)[MAX_PREDICTORS];
  74     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, residues)[544];
  75 } TAKDecContext;
  76
  77 static const int8_t mc_dmodes[] = { 1, 3, 4, 6, };
  78
  79 static const uint16_t predictor_sizes[] = {
  80     4, 8, 12, 16, 24, 32, 48, 64, 80, 96, 128, 160, 192, 224, 256, 0,
  81 };
  82
  83 static const struct CParam {
  84     int init;
  85     int escape;
  86     int scale;
  87     int aescape;
  88     int bias;
  89 } xcodes[50] = {
  90     { 0x01, 0x0000001, 0x0000001, 0x0000003, 0x0000008 },
  91     { 0x02, 0x0000003, 0x0000001, 0x0000007, 0x0000006 },
  92     { 0x03, 0x0000005, 0x0000002, 0x000000E, 0x000000D },
  93     { 0x03, 0x0000003, 0x0000003, 0x000000D, 0x0000018 },
  94     { 0x04, 0x000000B, 0x0000004, 0x000001C, 0x0000019 },
  95     { 0x04, 0x0000006, 0x0000006, 0x000001A, 0x0000030 },
  96     { 0x05, 0x0000016, 0x0000008, 0x0000038, 0x0000032 },
  97     { 0x05, 0x000000C, 0x000000C, 0x0000034, 0x0000060 },
  98     { 0x06, 0x000002C, 0x0000010, 0x0000070, 0x0000064 },
  99     { 0x06, 0x0000018, 0x0000018, 0x0000068, 0x00000C0 },
 100     { 0x07, 0x0000058, 0x0000020, 0x00000E0, 0x00000C8 },
 101     { 0x07, 0x0000030, 0x0000030, 0x00000D0, 0x0000180 },
 102     { 0x08, 0x00000B0, 0x0000040, 0x00001C0, 0x0000190 },
 103     { 0x08, 0x0000060, 0x0000060, 0x00001A0, 0x0000300 },
 104     { 0x09, 0x0000160, 0x0000080, 0x0000380, 0x0000320 },
 105     { 0x09, 0x00000C0, 0x00000C0, 0x0000340, 0x0000600 },
 106     { 0x0A, 0x00002C0, 0x0000100, 0x0000700, 0x0000640 },
 107     { 0x0A, 0x0000180, 0x0000180, 0x0000680, 0x0000C00 },
 108     { 0x0B, 0x0000580, 0x0000200, 0x0000E00, 0x0000C80 },
 109     { 0x0B, 0x0000300, 0x0000300, 0x0000D00, 0x0001800 },
 110     { 0x0C, 0x0000B00, 0x0000400, 0x0001C00, 0x0001900 },
 111     { 0x0C, 0x0000600, 0x0000600, 0x0001A00, 0x0003000 },
 112     { 0x0D, 0x0001600, 0x0000800, 0x0003800, 0x0003200 },
 113     { 0x0D, 0x0000C00, 0x0000C00, 0x0003400, 0x0006000 },
 114     { 0x0E, 0x0002C00, 0x0001000, 0x0007000, 0x0006400 },
 115     { 0x0E, 0x0001800, 0x0001800, 0x0006800, 0x000C000 },
 116     { 0x0F, 0x0005800, 0x0002000, 0x000E000, 0x000C800 },
 117     { 0x0F, 0x0003000, 0x0003000, 0x000D000, 0x0018000 },
 118     { 0x10, 0x000B000, 0x0004000, 0x001C000, 0x0019000 },
 119     { 0x10, 0x0006000, 0x0006000, 0x001A000, 0x0030000 },
 120     { 0x11, 0x0016000, 0x0008000, 0x0038000, 0x0032000 },
 121     { 0x11, 0x000C000, 0x000C000, 0x0034000, 0x0060000 },
 122     { 0x12, 0x002C000, 0x0010000, 0x0070000, 0x0064000 },
 123     { 0x12, 0x0018000, 0x0018000, 0x0068000, 0x00C0000 },
 124     { 0x13, 0x0058000, 0x0020000, 0x00E0000, 0x00C8000 },
 125     { 0x13, 0x0030000, 0x0030000, 0x00D0000, 0x0180000 },
 126     { 0x14, 0x00B0000, 0x0040000, 0x01C0000, 0x0190000 },
 127     { 0x14, 0x0060000, 0x0060000, 0x01A0000, 0x0300000 },
 128     { 0x15, 0x0160000, 0x0080000, 0x0380000, 0x0320000 },
 129     { 0x15, 0x00C0000, 0x00C0000, 0x0340000, 0x0600000 },
 130     { 0x16, 0x02C0000, 0x0100000, 0x0700000, 0x0640000 },
 131     { 0x16, 0x0180000, 0x0180000, 0x0680000, 0x0C00000 },
 132     { 0x17, 0x0580000, 0x0200000, 0x0E00000, 0x0C80000 },
 133     { 0x17, 0x0300000, 0x0300000, 0x0D00000, 0x1800000 },
 134     { 0x18, 0x0B00000, 0x0400000, 0x1C00000, 0x1900000 },
 135     { 0x18, 0x0600000, 0x0600000, 0x1A00000, 0x3000000 },
 136     { 0x19, 0x1600000, 0x0800000, 0x3800000, 0x3200000 },
 137     { 0x19, 0x0C00000, 0x0C00000, 0x3400000, 0x6000000 },
 138     { 0x1A, 0x2C00000, 0x1000000, 0x7000000, 0x6400000 },
 139     { 0x1A, 0x1800000, 0x1800000, 0x6800000, 0xC000000 },
 140 };
 141
 142 static int set_bps_params(AVCodecContext *avctx)
 143 {
 144     switch (avctx->bits_per_raw_sample) {
 145     case 8:
 146         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_U8P;
 147         break;
 148     case 16:
 149         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16P;
 150         break;
 151     case 24:
 152         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S32P;
 153         break;
 154     default:
 155         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid/unsupported bits per sample: %d\n",
 156                avctx->bits_per_raw_sample);
 157         return AVERROR_INVALIDDATA;
 158     }
 159
 160     return 0;
 161 }
 162
 163 static void set_sample_rate_params(AVCodecContext *avctx)
 164 {
 165     TAKDecContext *s  = avctx->priv_data;
 166     int shift;
 167
 168     if (avctx->sample_rate < 11025) {
 169         shift = 3;
 170     } else if (avctx->sample_rate < 22050) {
 171         shift = 2;
 172     } else if (avctx->sample_rate < 44100) {
 173         shift = 1;
 174     } else {
 175         shift = 0;
 176     }
 177     s->uval           = FFALIGN(avctx->sample_rate + 511 >> 9, 4) << shift;
 178     s->subframe_scale = FFALIGN(avctx->sample_rate + 511 >> 9, 4) << 1;
 179 }
 180
 181 static av_cold int tak_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 182 {
 183     TAKDecContext *s = avctx->priv_data;
 184
 185     ff_audiodsp_init(&s->adsp);
 186     ff_takdsp_init(&s->tdsp);
 187
 188     s->avctx = avctx;
 189     avctx->bits_per_raw_sample = avctx->bits_per_coded_sample;
 190
 191     set_sample_rate_params(avctx);
 192
 193     return set_bps_params(avctx);
 194 }
 195
 196 static void decode_lpc(int32_t *coeffs, int mode, int length)
 197 {
 198     int i;
 199
 200     if (length < 2)
 201         return;
 202
 203     if (mode == 1) {
 204         int a1 = *coeffs++;
 205         for (i = 0; i < length - 1 >> 1; i++) {
 206             *coeffs   += a1;
 207             coeffs[1] += *coeffs;
 208             a1         = coeffs[1];
 209             coeffs    += 2;
 210         }
 211         if (length - 1 & 1)
 212             *coeffs += a1;
 213     } else if (mode == 2) {
 214         int a1    = coeffs[1];
 215         int a2    = a1 + *coeffs;
 216         coeffs[1] = a2;
 217         if (length > 2) {
 218             coeffs += 2;
 219             for (i = 0; i < length - 2 >> 1; i++) {
 220                 int a3    = *coeffs + a1;
 221                 int a4    = a3 + a2;
 222                 *coeffs   = a4;
 223                 a1        = coeffs[1] + a3;
 224                 a2        = a1 + a4;
 225                 coeffs[1] = a2;
 226                 coeffs   += 2;
 227             }
 228             if (length & 1)
 229                 *coeffs += a1 + a2;
 230         }
 231     } else if (mode == 3) {
 232         int a1    = coeffs[1];
 233         int a2    = a1 + *coeffs;
 234         coeffs[1] = a2;
 235         if (length > 2) {
 236             int a3  = coeffs[2];
 237             int a4  = a3 + a1;
 238             int a5  = a4 + a2;
 239             coeffs[2] = a5;
 240             coeffs += 3;
 241             for (i = 0; i < length - 3; i++) {
 242                 a3     += *coeffs;
 243                 a4     += a3;
 244                 a5     += a4;
 245                 *coeffs = a5;
 246                 coeffs++;
 247             }
 248         }
 249     }
 250 }
 251
 252 static int decode_segment(TAKDecContext *s, int8_t mode, int32_t *decoded, int len)
 253 {
 254     struct CParam code;
 255     GetBitContext *gb = &s->gb;
 256     int i;
 257
 258     if (!mode) {
 259         memset(decoded, 0, len * sizeof(*decoded));
 260         return 0;
 261     }
 262
 263     if (mode > FF_ARRAY_ELEMS(xcodes))
 264         return AVERROR_INVALIDDATA;
 265     code = xcodes[mode - 1];
 266
 267     for (i = 0; i < len; i++) {
 268         int x = get_bits_long(gb, code.init);
 269         if (x >= code.escape && get_bits1(gb)) {
 270             x |= 1 << code.init;
 271             if (x >= code.aescape) {
 272                 int scale = get_unary(gb, 1, 9);
 273                 if (scale == 9) {
 274                     int scale_bits = get_bits(gb, 3);
 275                     if (scale_bits > 0) {
 276                         if (scale_bits == 7) {
 277                             scale_bits += get_bits(gb, 5);
 278                             if (scale_bits > 29)
 279                                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 280                         }
 281                         scale = get_bits_long(gb, scale_bits) + 1;
 282                         x    += code.scale * scale;
 283                     }
 284                     x += code.bias;
 285                 } else
 286                     x += code.scale * scale - code.escape;
 287             } else
 288                 x -= code.escape;
 289         }
 290         decoded[i] = (x >> 1) ^ -(x & 1);
 291     }
 292
 293     return 0;
 294 }
 295
 296 static int decode_residues(TAKDecContext *s, int32_t *decoded, int length)
 297 {
 298     GetBitContext *gb = &s->gb;
 299     int i, mode, ret;
 300
 301     if (length > s->nb_samples)
 302         return AVERROR_INVALIDDATA;
 303
 304     if (get_bits1(gb)) {
 305         int wlength, rval;
 306
 307         wlength = length / s->uval;
 308
 309         rval = length - (wlength * s->uval);
 310
 311         if (rval < s->uval / 2)
 312             rval += s->uval;
 313         else
 314             wlength++;
 315
 316         if (wlength <= 1 || wlength > 128)
 317             return AVERROR_INVALIDDATA;
 318
 319         s->coding_mode[0] = mode = get_bits(gb, 6);
 320
 321         for (i = 1; i < wlength; i++) {
 322             int c = get_unary(gb, 1, 6);
 323
 324             switch (c) {
 325             case 6:
 326                 mode = get_bits(gb, 6);
 327                 break;
 328             case 5:
 329             case 4:
 330             case 3: {
 331                 /* mode += sign ? (1 - c) : (c - 1) */
 332                 int sign = get_bits1(gb);
 333                 mode    += (-sign ^ (c - 1)) + sign;
 334                 break;
 335             }
 336             case 2:
 337                 mode++;
 338                 break;
 339             case 1:
 340                 mode--;
 341                 break;
 342             }
 343             s->coding_mode[i] = mode;
 344         }
 345
 346         i = 0;
 347         while (i < wlength) {
 348             int len = 0;
 349
 350             mode = s->coding_mode[i];
 351             do {
 352                 if (i >= wlength - 1)
 353                     len += rval;
 354                 else
 355                     len += s->uval;
 356                 i++;
 357
 358                 if (i == wlength)
 359                     break;
 360             } while (s->coding_mode[i] == mode);
 361
 362             if ((ret = decode_segment(s, mode, decoded, len)) < 0)
 363                 return ret;
 364             decoded += len;
 365         }
 366     } else {
 367         mode = get_bits(gb, 6);
 368         if ((ret = decode_segment(s, mode, decoded, length)) < 0)
 369             return ret;
 370     }
 371
 372     return 0;
 373 }
 374
 375 static int get_bits_esc4(GetBitContext *gb)
 376 {
 377     if (get_bits1(gb))
 378         return get_bits(gb, 4) + 1;
 379     else
 380         return 0;
 381 }
 382
 383 static int decode_subframe(TAKDecContext *s, int32_t *decoded,
 384                            int subframe_size, int prev_subframe_size)
 385 {
 386     GetBitContext *gb = &s->gb;
 387     int x, y, i, j, ret = 0;
 388     int dshift, size, filter_quant, filter_order;
 389     int tfilter[MAX_PREDICTORS];
 390
 391     if (!get_bits1(gb))
 392         return decode_residues(s, decoded, subframe_size);
 393
 394     filter_order = predictor_sizes[get_bits(gb, 4)];
 395
 396     if (prev_subframe_size > 0 && get_bits1(gb)) {
 397         if (filter_order > prev_subframe_size)
 398             return AVERROR_INVALIDDATA;
 399
 400         decoded       -= filter_order;
 401         subframe_size += filter_order;
 402
 403         if (filter_order > subframe_size)
 404             return AVERROR_INVALIDDATA;
 405     } else {
 406         int lpc_mode;
 407
 408         if (filter_order > subframe_size)
 409             return AVERROR_INVALIDDATA;
 410
 411         lpc_mode = get_bits(gb, 2);
 412         if (lpc_mode > 2)
 413             return AVERROR_INVALIDDATA;
 414
 415         if ((ret = decode_residues(s, decoded, filter_order)) < 0)
 416             return ret;
 417
 418         if (lpc_mode)
 419             decode_lpc(decoded, lpc_mode, filter_order);
 420     }
 421
 422     dshift = get_bits_esc4(gb);
 423     size   = get_bits1(gb) + 6;
 424
 425     filter_quant = 10;
 426     if (get_bits1(gb)) {
 427         filter_quant -= get_bits(gb, 3) + 1;
 428         if (filter_quant < 3)
 429             return AVERROR_INVALIDDATA;
 430     }
 431
 432     s->predictors[0] = get_sbits(gb, 10);
 433     s->predictors[1] = get_sbits(gb, 10);
 434     s->predictors[2] = get_sbits(gb, size) << (10 - size);
 435     s->predictors[3] = get_sbits(gb, size) << (10 - size);
 436     if (filter_order > 4) {
 437         int tmp = size - get_bits1(gb);
 438
 439         for (i = 4; i < filter_order; i++) {
 440             if (!(i & 3))
 441                 x = tmp - get_bits(gb, 2);
 442             s->predictors[i] = get_sbits(gb, x) << (10 - size);
 443         }
 444     }
 445
 446     tfilter[0] = s->predictors[0] << 6;
 447     for (i = 1; i < filter_order; i++) {
 448         int32_t *p1 = &tfilter[0];
 449         int32_t *p2 = &tfilter[i - 1];
 450
 451         for (j = 0; j < (i + 1) / 2; j++) {
 452             x     = *p1 + (s->predictors[i] * *p2 + 256 >> 9);
 453             *p2  += s->predictors[i] * *p1 + 256 >> 9;
 454             *p1++ = x;
 455             p2--;
 456         }
 457
 458         tfilter[i] = s->predictors[i] << 6;
 459     }
 460
 461     x = 1 << (32 - (15 - filter_quant));
 462     y = 1 << ((15 - filter_quant) - 1);
 463     for (i = 0, j = filter_order - 1; i < filter_order / 2; i++, j--) {
 464         s->filter[j] = x - ((tfilter[i] + y) >> (15 - filter_quant));
 465         s->filter[i] = x - ((tfilter[j] + y) >> (15 - filter_quant));
 466     }
 467
 468     if ((ret = decode_residues(s, &decoded[filter_order],
 469                                subframe_size - filter_order)) < 0)
 470         return ret;
 471
 472     for (i = 0; i < filter_order; i++)
 473         s->residues[i] = *decoded++ >> dshift;
 474
 475     y    = FF_ARRAY_ELEMS(s->residues) - filter_order;
 476     x    = subframe_size - filter_order;
 477     while (x > 0) {
 478         int tmp = FFMIN(y, x);
 479
 480         for (i = 0; i < tmp; i++) {
 481             int v = 1 << (filter_quant - 1);
 482
 483             if (filter_order & -16)
 484                 v += s->adsp.scalarproduct_int16(&s->residues[i], s->filter,
 485                                                  filter_order & -16);
 486             for (j = filter_order & -16; j < filter_order; j += 4) {
 487                 v += s->residues[i + j + 3] * s->filter[j + 3] +
 488                      s->residues[i + j + 2] * s->filter[j + 2] +
 489                      s->residues[i + j + 1] * s->filter[j + 1] +
 490                      s->residues[i + j    ] * s->filter[j    ];
 491             }
 492             v = (av_clip_intp2(v >> filter_quant, 13) << dshift) - *decoded;
 493             *decoded++ = v;
 494             s->residues[filter_order + i] = v >> dshift;
 495         }
 496
 497         x -= tmp;
 498         if (x > 0)
 499             memcpy(s->residues, &s->residues[y], 2 * filter_order);
 500     }
 501
 502     emms_c();
 503
 504     return 0;
 505 }
 506
 507 static int decode_channel(TAKDecContext *s, int chan)
 508 {
 509     AVCodecContext *avctx = s->avctx;
 510     GetBitContext *gb     = &s->gb;
 511     int32_t *decoded      = s->decoded[chan];
 512     int left              = s->nb_samples - 1;
 513     int i = 0, ret, prev = 0;
 514
 515     s->sample_shift[chan] = get_bits_esc4(gb);
 516     if (s->sample_shift[chan] >= avctx->bits_per_raw_sample)
 517         return AVERROR_INVALIDDATA;
 518
 519     *decoded++ = get_sbits(gb, avctx->bits_per_raw_sample - s->sample_shift[chan]);
 520     s->lpc_mode[chan] = get_bits(gb, 2);
 521     s->nb_subframes   = get_bits(gb, 3) + 1;
 522
 523     if (s->nb_subframes > 1) {
 524         if (get_bits_left(gb) < (s->nb_subframes - 1) * 6)
 525             return AVERROR_INVALIDDATA;
 526
 527         for (; i < s->nb_subframes - 1; i++) {
 528             int v = get_bits(gb, 6);
 529
 530             s->subframe_len[i] = (v - prev) * s->subframe_scale;
 531             if (s->subframe_len[i] <= 0)
 532                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 533
 534             left -= s->subframe_len[i];
 535             prev  = v;
 536         }
 537
 538         if (left <= 0)
 539             return AVERROR_INVALIDDATA;
 540     }
 541     s->subframe_len[i] = left;
 542
 543     prev = 0;
 544     for (i = 0; i < s->nb_subframes; i++) {
 545         if ((ret = decode_subframe(s, decoded, s->subframe_len[i], prev)) < 0)
 546             return ret;
 547         decoded += s->subframe_len[i];
 548         prev     = s->subframe_len[i];
 549     }
 550
 551     return 0;
 552 }
 553
 554 static int decorrelate(TAKDecContext *s, int c1, int c2, int length)
 555 {
 556     GetBitContext *gb = &s->gb;
 557     int32_t *p1       = s->decoded[c1] + (s->dmode > 5);
 558     int32_t *p2       = s->decoded[c2] + (s->dmode > 5);
 559     int32_t bp1       = p1[0];
 560     int32_t bp2       = p2[0];
 561     int i;
 562     int dshift, dfactor;
 563
 564     length += s->dmode < 6;
 565
 566     switch (s->dmode) {
 567     case 1: /* left/side */
 568         s->tdsp.decorrelate_ls(p1, p2, length);
 569         break;
 570     case 2: /* side/right */
 571         s->tdsp.decorrelate_sr(p1, p2, length);
 572         break;
 573     case 3: /* side/mid */
 574         s->tdsp.decorrelate_sm(p1, p2, length);
 575         break;
 576     case 4: /* side/left with scale factor */
 577         FFSWAP(int32_t*, p1, p2);
 578         FFSWAP(int32_t, bp1, bp2);
 579     case 5: /* side/right with scale factor */
 580         dshift  = get_bits_esc4(gb);
 581         dfactor = get_sbits(gb, 10);
 582         s->tdsp.decorrelate_sf(p1, p2, length, dshift, dfactor);
 583         break;
 584     case 6:
 585         FFSWAP(int32_t*, p1, p2);
 586     case 7: {
 587         int length2, order_half, filter_order, dval1, dval2;
 588         int tmp, x, code_size;
 589
 590         if (length < 256)
 591             return AVERROR_INVALIDDATA;
 592
 593         dshift       = get_bits_esc4(gb);
 594         filter_order = 8 << get_bits1(gb);
 595         dval1        = get_bits1(gb);
 596         dval2        = get_bits1(gb);
 597
 598         for (i = 0; i < filter_order; i++) {
 599             if (!(i & 3))
 600                 code_size = 14 - get_bits(gb, 3);
 601             s->filter[i] = get_sbits(gb, code_size);
 602         }
 603
 604         order_half = filter_order / 2;
 605         length2    = length - (filter_order - 1);
 606
 607         /* decorrelate beginning samples */
 608         if (dval1) {
 609             for (i = 0; i < order_half; i++) {
 610                 int32_t a = p1[i];
 611                 int32_t b = p2[i];
 612                 p1[i]     = a + b;
 613             }
 614         }
 615
 616         /* decorrelate ending samples */
 617         if (dval2) {
 618             for (i = length2 + order_half; i < length; i++) {
 619                 int32_t a = p1[i];
 620                 int32_t b = p2[i];
 621                 p1[i]     = a + b;
 622             }
 623         }
 624
 625
 626         for (i = 0; i < filter_order; i++)
 627             s->residues[i] = *p2++ >> dshift;
 628
 629         p1 += order_half;
 630         x = FF_ARRAY_ELEMS(s->residues) - filter_order;
 631         for (; length2 > 0; length2 -= tmp) {
 632             tmp = FFMIN(length2, x);
 633
 634             for (i = 0; i < tmp - (tmp == length2); i++)
 635                 s->residues[filter_order + i] = *p2++ >> dshift;
 636
 637             for (i = 0; i < tmp; i++) {
 638                 int v = 1 << 9;
 639
 640                 if (filter_order == 16) {
 641                     v += s->adsp.scalarproduct_int16(&s->residues[i], s->filter,
 642                                                      filter_order);
 643                 } else {
 644                     v += s->residues[i + 7] * s->filter[7] +
 645                          s->residues[i + 6] * s->filter[6] +
 646                          s->residues[i + 5] * s->filter[5] +
 647                          s->residues[i + 4] * s->filter[4] +
 648                          s->residues[i + 3] * s->filter[3] +
 649                          s->residues[i + 2] * s->filter[2] +
 650                          s->residues[i + 1] * s->filter[1] +
 651                          s->residues[i    ] * s->filter[0];
 652                 }
 653
 654                 v = (av_clip_intp2(v >> 10, 13) << dshift) - *p1;
 655                 *p1++ = v;
 656             }
 657
 658             memmove(s->residues, &s->residues[tmp], 2 * filter_order);
 659         }
 660
 661         emms_c();
 662         break;
 663     }
 664     }
 665
 666     if (s->dmode > 0 && s->dmode < 6) {
 667         p1[0] = bp1;
 668         p2[0] = bp2;
 669     }
 670
 671     return 0;
 672 }
 673
 674 static int tak_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 675                             int *got_frame_ptr, AVPacket *pkt)
 676 {
 677     TAKDecContext *s  = avctx->priv_data;
 678     AVFrame *frame    = data;
 679     ThreadFrame tframe = { .f = data };
 680     GetBitContext *gb = &s->gb;
 681     int chan, i, ret, hsize;
 682
 683     if (pkt->size < TAK_MIN_FRAME_HEADER_BYTES)
 684         return AVERROR_INVALIDDATA;
 685
 686     if ((ret = init_get_bits8(gb, pkt->data, pkt->size)) < 0)
 687         return ret;
 688
 689     if ((ret = ff_tak_decode_frame_header(avctx, gb, &s->ti, 0)) < 0)
 690         return ret;
 691
 692     hsize = get_bits_count(gb) / 8;
 693     if (avctx->err_recognition & (AV_EF_CRCCHECK|AV_EF_COMPLIANT)) {
 694         if (ff_tak_check_crc(pkt->data, hsize)) {
 695             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "CRC error\n");
 696             if (avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE)
 697                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 698         }
 699     }
 700
 701     if (s->ti.codec != TAK_CODEC_MONO_STEREO &&
 702         s->ti.codec != TAK_CODEC_MULTICHANNEL) {
 703         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported codec: %d\n", s->ti.codec);
 704         return AVERROR_PATCHWELCOME;
 705     }
 706     if (s->ti.data_type) {
 707         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 708                "unsupported data type: %d\n", s->ti.data_type);
 709         return AVERROR_INVALIDDATA;
 710     }
 711     if (s->ti.codec == TAK_CODEC_MONO_STEREO && s->ti.channels > 2) {
 712         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 713                "invalid number of channels: %d\n", s->ti.channels);
 714         return AVERROR_INVALIDDATA;
 715     }
 716     if (s->ti.channels > 6) {
 717         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 718                "unsupported number of channels: %d\n", s->ti.channels);
 719         return AVERROR_INVALIDDATA;
 720     }
 721
 722     if (s->ti.frame_samples <= 0) {
 723         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported/invalid number of samples\n");
 724         return AVERROR_INVALIDDATA;
 725     }
 726
 727     avctx->bits_per_raw_sample = s->ti.bps;
 728     if ((ret = set_bps_params(avctx)) < 0)
 729         return ret;
 730     if (s->ti.sample_rate != avctx->sample_rate) {
 731         avctx->sample_rate = s->ti.sample_rate;
 732         set_sample_rate_params(avctx);
 733     }
 734     if (s->ti.ch_layout)
 735         avctx->channel_layout = s->ti.ch_layout;
 736     avctx->channels = s->ti.channels;
 737
 738     s->nb_samples = s->ti.last_frame_samples ? s->ti.last_frame_samples
 739                                              : s->ti.frame_samples;
 740
 741     frame->nb_samples = s->nb_samples;
 742     if ((ret = ff_thread_get_buffer(avctx, &tframe, 0)) < 0)
 743         return ret;
 744     ff_thread_finish_setup(avctx);
 745
 746     if (avctx->bits_per_raw_sample <= 16) {
 747         int buf_size = av_samples_get_buffer_size(NULL, avctx->channels,
 748                                                   s->nb_samples,
 749                                                   AV_SAMPLE_FMT_S32P, 0);
 750         if (buf_size < 0)
 751             return buf_size;
 752         av_fast_malloc(&s->decode_buffer, &s->decode_buffer_size, buf_size);
 753         if (!s->decode_buffer)
 754             return AVERROR(ENOMEM);
 755         ret = av_samples_fill_arrays((uint8_t **)s->decoded, NULL,
 756                                      s->decode_buffer, avctx->channels,
 757                                      s->nb_samples, AV_SAMPLE_FMT_S32P, 0);
 758         if (ret < 0)
 759             return ret;
 760     } else {
 761         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++)
 762             s->decoded[chan] = (int32_t *)frame->extended_data[chan];
 763     }
 764
 765     if (s->nb_samples < 16) {
 766         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
 767             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
 768             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
 769                 decoded[i] = get_sbits(gb, avctx->bits_per_raw_sample);
 770         }
 771     } else {
 772         if (s->ti.codec == TAK_CODEC_MONO_STEREO) {
 773             for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++)
 774                 if (ret = decode_channel(s, chan))
 775                     return ret;
 776
 777             if (avctx->channels == 2) {
 778                 s->nb_subframes = get_bits(gb, 1) + 1;
 779                 if (s->nb_subframes > 1) {
 780                     s->subframe_len[1] = get_bits(gb, 6);
 781                 }
 782
 783                 s->dmode = get_bits(gb, 3);
 784                 if (ret = decorrelate(s, 0, 1, s->nb_samples - 1))
 785                     return ret;
 786             }
 787         } else if (s->ti.codec == TAK_CODEC_MULTICHANNEL) {
 788             if (get_bits1(gb)) {
 789                 int ch_mask = 0;
 790
 791                 chan = get_bits(gb, 4) + 1;
 792                 if (chan > avctx->channels)
 793                     return AVERROR_INVALIDDATA;
 794
 795                 for (i = 0; i < chan; i++) {
 796                     int nbit = get_bits(gb, 4);
 797
 798                     if (nbit >= avctx->channels)
 799                         return AVERROR_INVALIDDATA;
 800
 801                     if (ch_mask & 1 << nbit)
 802                         return AVERROR_INVALIDDATA;
 803
 804                     s->mcdparams[i].present = get_bits1(gb);
 805                     if (s->mcdparams[i].present) {
 806                         s->mcdparams[i].index = get_bits(gb, 2);
 807                         s->mcdparams[i].chan2 = get_bits(gb, 4);
 808                         if (s->mcdparams[i].chan2 >= avctx->channels) {
 809                             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 810                                    "invalid channel 2 (%d) for %d channel(s)\n",
 811                                    s->mcdparams[i].chan2, avctx->channels);
 812                             return AVERROR_INVALIDDATA;
 813                         }
 814                         if (s->mcdparams[i].index == 1) {
 815                             if ((nbit == s->mcdparams[i].chan2) ||
 816                                 (ch_mask & 1 << s->mcdparams[i].chan2))
 817                                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 818
 819                             ch_mask |= 1 << s->mcdparams[i].chan2;
 820                         } else if (!(ch_mask & 1 << s->mcdparams[i].chan2)) {
 821                             return AVERROR_INVALIDDATA;
 822                         }
 823                     }
 824                     s->mcdparams[i].chan1 = nbit;
 825
 826                     ch_mask |= 1 << nbit;
 827                 }
 828             } else {
 829                 chan = avctx->channels;
 830                 for (i = 0; i < chan; i++) {
 831                     s->mcdparams[i].present = 0;
 832                     s->mcdparams[i].chan1   = i;
 833                 }
 834             }
 835
 836             for (i = 0; i < chan; i++) {
 837                 if (s->mcdparams[i].present && s->mcdparams[i].index == 1)
 838                     if (ret = decode_channel(s, s->mcdparams[i].chan2))
 839                         return ret;
 840
 841                 if (ret = decode_channel(s, s->mcdparams[i].chan1))
 842                     return ret;
 843
 844                 if (s->mcdparams[i].present) {
 845                     s->dmode = mc_dmodes[s->mcdparams[i].index];
 846                     if (ret = decorrelate(s,
 847                                           s->mcdparams[i].chan2,
 848                                           s->mcdparams[i].chan1,
 849                                           s->nb_samples - 1))
 850                         return ret;
 851                 }
 852             }
 853         }
 854
 855         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
 856             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
 857
 858             if (s->lpc_mode[chan])
 859                 decode_lpc(decoded, s->lpc_mode[chan], s->nb_samples);
 860
 861             if (s->sample_shift[chan] > 0)
 862                 for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
 863                     decoded[i] <<= s->sample_shift[chan];
 864         }
 865     }
 866
 867     align_get_bits(gb);
 868     skip_bits(gb, 24);
 869     if (get_bits_left(gb) < 0)
 870         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "overread\n");
 871     else if (get_bits_left(gb) > 0)
 872         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "underread\n");
 873
 874     if (avctx->err_recognition & (AV_EF_CRCCHECK | AV_EF_COMPLIANT)) {
 875         if (ff_tak_check_crc(pkt->data + hsize,
 876                              get_bits_count(gb) / 8 - hsize)) {
 877             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "CRC error\n");
 878             if (avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE)
 879                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 880         }
 881     }
 882
 883     /* convert to output buffer */
 884     switch (avctx->sample_fmt) {
 885     case AV_SAMPLE_FMT_U8P:
 886         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
 887             uint8_t *samples = (uint8_t *)frame->extended_data[chan];
 888             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
 889             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
 890                 samples[i] = decoded[i] + 0x80;
 891         }
 892         break;
 893     case AV_SAMPLE_FMT_S16P:
 894         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
 895             int16_t *samples = (int16_t *)frame->extended_data[chan];
 896             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
 897             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
 898                 samples[i] = decoded[i];
 899         }
 900         break;
 901     case AV_SAMPLE_FMT_S32P:
 902         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
 903             int32_t *samples = (int32_t *)frame->extended_data[chan];
 904             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
 905                 samples[i] <<= 8;
 906         }
 907         break;
 908     }
 909
 910     *got_frame_ptr = 1;
 911
 912     return pkt->size;
 913 }
 914
 915 #if HAVE_THREADS
 916 static int init_thread_copy(AVCodecContext *avctx)
 917 {
 918     TAKDecContext *s = avctx->priv_data;
 919     s->avctx = avctx;
 920     return 0;
 921 }
 922
 923 static int update_thread_context(AVCodecContext *dst,
 924                                  const AVCodecContext *src)
 925 {
 926     TAKDecContext *tsrc = src->priv_data;
 927     TAKDecContext *tdst = dst->priv_data;
 928
 929     if (dst == src)
 930         return 0;
 931     memcpy(&tdst->ti, &tsrc->ti, sizeof(TAKStreamInfo));
 932     return 0;
 933 }
 934 #endif
 935
 936 static av_cold int tak_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 937 {
 938     TAKDecContext *s = avctx->priv_data;
 939
 940     av_freep(&s->decode_buffer);
 941
 942     return 0;
 943 }
 944
 945 AVCodec ff_tak_decoder = {
 946     .name             = "tak",
 947     .long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("TAK (Tom's lossless Audio Kompressor)"),
 948     .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 949     .id               = AV_CODEC_ID_TAK,
 950     .priv_data_size   = sizeof(TAKDecContext),
 951     .init             = tak_decode_init,
 952     .close            = tak_decode_close,
 953     .decode           = tak_decode_frame,
 954     .init_thread_copy = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(init_thread_copy),
 955     .update_thread_context = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(update_thread_context),
 956     .capabilities     = AV_CODEC_CAP_DR1 | AV_CODEC_CAP_FRAME_THREADS,
 957     .sample_fmts      = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_U8P,
 958                                                         AV_SAMPLE_FMT_S16P,
 959                                                         AV_SAMPLE_FMT_S32P,
 960                                                         AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 961 };