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 "avcodec.h"
  32 #include "dsputil.h"
  33 #include "internal.h"
  34 #include "unary.h"
  35
  36 #define MAX_SUBFRAMES     8                         ///< max number of subframes per channel
  37 #define MAX_PREDICTORS  256
  38
  39 typedef struct MCDParam {
  40     int8_t present;                                 ///< decorrelation parameter availability for this channel
  41     int8_t index;                                   ///< index into array of decorrelation types
  42     int8_t chan1;
  43     int8_t chan2;
  44 } MCDParam;
  45
  46 typedef struct TAKDecContext {
  47     AVCodecContext *avctx;                          ///< parent AVCodecContext
  48     DSPContext      dsp;
  49     TAKStreamInfo   ti;
  50     GetBitContext   gb;                             ///< bitstream reader initialized to start at the current frame
  51
  52     int             uval;
  53     int             nb_samples;                     ///< number of samples in the current frame
  54     uint8_t        *decode_buffer;
  55     unsigned int    decode_buffer_size;
  56     int32_t        *decoded[TAK_MAX_CHANNELS];      ///< decoded samples for each channel
  57
  58     int8_t          lpc_mode[TAK_MAX_CHANNELS];
  59     int8_t          sample_shift[TAK_MAX_CHANNELS]; ///< shift applied to every sample in the channel
  60     int16_t         predictors[MAX_PREDICTORS];
  61     int             nb_subframes;                   ///< number of subframes in the current frame
  62     int16_t         subframe_len[MAX_SUBFRAMES];    ///< subframe length in samples
  63     int             subframe_scale;
  64
  65     int8_t          dmode;                          ///< channel decorrelation type in the current frame
  66
  67     MCDParam        mcdparams[TAK_MAX_CHANNELS];    ///< multichannel decorrelation parameters
  68
  69     int8_t          coding_mode[128];
  70     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, filter)[MAX_PREDICTORS];
  71     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, residues)[544];
  72 } TAKDecContext;
  73
  74 static const int8_t mc_dmodes[] = { 1, 3, 4, 6, };
  75
  76 static const uint16_t predictor_sizes[] = {
  77     4, 8, 12, 16, 24, 32, 48, 64, 80, 96, 128, 160, 192, 224, 256, 0,
  78 };
  79
  80 static const struct CParam {
  81     int init;
  82     int escape;
  83     int scale;
  84     int aescape;
  85     int bias;
  86 } xcodes[50] = {
  87     { 0x01, 0x0000001, 0x0000001, 0x0000003, 0x0000008 },
  88     { 0x02, 0x0000003, 0x0000001, 0x0000007, 0x0000006 },
  89     { 0x03, 0x0000005, 0x0000002, 0x000000E, 0x000000D },
  90     { 0x03, 0x0000003, 0x0000003, 0x000000D, 0x0000018 },
  91     { 0x04, 0x000000B, 0x0000004, 0x000001C, 0x0000019 },
  92     { 0x04, 0x0000006, 0x0000006, 0x000001A, 0x0000030 },
  93     { 0x05, 0x0000016, 0x0000008, 0x0000038, 0x0000032 },
  94     { 0x05, 0x000000C, 0x000000C, 0x0000034, 0x0000060 },
  95     { 0x06, 0x000002C, 0x0000010, 0x0000070, 0x0000064 },
  96     { 0x06, 0x0000018, 0x0000018, 0x0000068, 0x00000C0 },
  97     { 0x07, 0x0000058, 0x0000020, 0x00000E0, 0x00000C8 },
  98     { 0x07, 0x0000030, 0x0000030, 0x00000D0, 0x0000180 },
  99     { 0x08, 0x00000B0, 0x0000040, 0x00001C0, 0x0000190 },
 100     { 0x08, 0x0000060, 0x0000060, 0x00001A0, 0x0000300 },
 101     { 0x09, 0x0000160, 0x0000080, 0x0000380, 0x0000320 },
 102     { 0x09, 0x00000C0, 0x00000C0, 0x0000340, 0x0000600 },
 103     { 0x0A, 0x00002C0, 0x0000100, 0x0000700, 0x0000640 },
 104     { 0x0A, 0x0000180, 0x0000180, 0x0000680, 0x0000C00 },
 105     { 0x0B, 0x0000580, 0x0000200, 0x0000E00, 0x0000C80 },
 106     { 0x0B, 0x0000300, 0x0000300, 0x0000D00, 0x0001800 },
 107     { 0x0C, 0x0000B00, 0x0000400, 0x0001C00, 0x0001900 },
 108     { 0x0C, 0x0000600, 0x0000600, 0x0001A00, 0x0003000 },
 109     { 0x0D, 0x0001600, 0x0000800, 0x0003800, 0x0003200 },
 110     { 0x0D, 0x0000C00, 0x0000C00, 0x0003400, 0x0006000 },
 111     { 0x0E, 0x0002C00, 0x0001000, 0x0007000, 0x0006400 },
 112     { 0x0E, 0x0001800, 0x0001800, 0x0006800, 0x000C000 },
 113     { 0x0F, 0x0005800, 0x0002000, 0x000E000, 0x000C800 },
 114     { 0x0F, 0x0003000, 0x0003000, 0x000D000, 0x0018000 },
 115     { 0x10, 0x000B000, 0x0004000, 0x001C000, 0x0019000 },
 116     { 0x10, 0x0006000, 0x0006000, 0x001A000, 0x0030000 },
 117     { 0x11, 0x0016000, 0x0008000, 0x0038000, 0x0032000 },
 118     { 0x11, 0x000C000, 0x000C000, 0x0034000, 0x0060000 },
 119     { 0x12, 0x002C000, 0x0010000, 0x0070000, 0x0064000 },
 120     { 0x12, 0x0018000, 0x0018000, 0x0068000, 0x00C0000 },
 121     { 0x13, 0x0058000, 0x0020000, 0x00E0000, 0x00C8000 },
 122     { 0x13, 0x0030000, 0x0030000, 0x00D0000, 0x0180000 },
 123     { 0x14, 0x00B0000, 0x0040000, 0x01C0000, 0x0190000 },
 124     { 0x14, 0x0060000, 0x0060000, 0x01A0000, 0x0300000 },
 125     { 0x15, 0x0160000, 0x0080000, 0x0380000, 0x0320000 },
 126     { 0x15, 0x00C0000, 0x00C0000, 0x0340000, 0x0600000 },
 127     { 0x16, 0x02C0000, 0x0100000, 0x0700000, 0x0640000 },
 128     { 0x16, 0x0180000, 0x0180000, 0x0680000, 0x0C00000 },
 129     { 0x17, 0x0580000, 0x0200000, 0x0E00000, 0x0C80000 },
 130     { 0x17, 0x0300000, 0x0300000, 0x0D00000, 0x1800000 },
 131     { 0x18, 0x0B00000, 0x0400000, 0x1C00000, 0x1900000 },
 132     { 0x18, 0x0600000, 0x0600000, 0x1A00000, 0x3000000 },
 133     { 0x19, 0x1600000, 0x0800000, 0x3800000, 0x3200000 },
 134     { 0x19, 0x0C00000, 0x0C00000, 0x3400000, 0x6000000 },
 135     { 0x1A, 0x2C00000, 0x1000000, 0x7000000, 0x6400000 },
 136     { 0x1A, 0x1800000, 0x1800000, 0x6800000, 0xC000000 },
 137 };
 138
 139 static int set_bps_params(AVCodecContext *avctx)
 140 {
 141     switch (avctx->bits_per_raw_sample) {
 142     case 8:
 143         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_U8P;
 144         break;
 145     case 16:
 146         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16P;
 147         break;
 148     case 24:
 149         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S32P;
 150         break;
 151     default:
 152         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid/unsupported bits per sample: %d\n",
 153                avctx->bits_per_raw_sample);
 154         return AVERROR_INVALIDDATA;
 155     }
 156
 157     return 0;
 158 }
 159
 160 static void set_sample_rate_params(AVCodecContext *avctx)
 161 {
 162     TAKDecContext *s  = avctx->priv_data;
 163     int shift         = 3 - (avctx->sample_rate / 11025);
 164     shift             = FFMAX(0, shift);
 165     s->uval           = FFALIGN(avctx->sample_rate + 511 >> 9, 4) << shift;
 166     s->subframe_scale = FFALIGN(avctx->sample_rate + 511 >> 9, 4) << 1;
 167 }
 168
 169 static av_cold int tak_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 170 {
 171     TAKDecContext *s = avctx->priv_data;
 172
 173     ff_tak_init_crc();
 174     ff_dsputil_init(&s->dsp, avctx);
 175
 176     s->avctx = avctx;
 177     avctx->bits_per_raw_sample = avctx->bits_per_coded_sample;
 178
 179     set_sample_rate_params(avctx);
 180
 181     return set_bps_params(avctx);
 182 }
 183
 184 static void decode_lpc(int32_t *coeffs, int mode, int length)
 185 {
 186     int i;
 187
 188     if (length < 2)
 189         return;
 190
 191     if (mode == 1) {
 192         int a1 = *coeffs++;
 193         for (i = 0; i < length - 1 >> 1; i++) {
 194             *coeffs   += a1;
 195             coeffs[1] += *coeffs;
 196             a1         = coeffs[1];
 197             coeffs    += 2;
 198         }
 199         if (length - 1 & 1)
 200             *coeffs += a1;
 201     } else if (mode == 2) {
 202         int a1    = coeffs[1];
 203         int a2    = a1 + *coeffs;
 204         coeffs[1] = a2;
 205         if (length > 2) {
 206             coeffs += 2;
 207             for (i = 0; i < length - 2 >> 1; i++) {
 208                 int a3    = *coeffs + a1;
 209                 int a4    = a3 + a2;
 210                 *coeffs   = a4;
 211                 a1        = coeffs[1] + a3;
 212                 a2        = a1 + a4;
 213                 coeffs[1] = a2;
 214                 coeffs   += 2;
 215             }
 216             if (length & 1)
 217                 *coeffs += a1 + a2;
 218         }
 219     } else if (mode == 3) {
 220         int a1    = coeffs[1];
 221         int a2    = a1 + *coeffs;
 222         coeffs[1] = a2;
 223         if (length > 2) {
 224             int a3  = coeffs[2];
 225             int a4  = a3 + a1;
 226             int a5  = a4 + a2;
 227             coeffs += 3;
 228             for (i = 0; i < length - 3; i++) {
 229                 a3     += *coeffs;
 230                 a4     += a3;
 231                 a5     += a4;
 232                 *coeffs = a5;
 233                 coeffs++;
 234             }
 235         }
 236     }
 237 }
 238
 239 static int decode_segment(TAKDecContext *s, int8_t mode, int32_t *decoded, int len)
 240 {
 241     struct CParam code;
 242     GetBitContext *gb = &s->gb;
 243     int i;
 244
 245     if (!mode) {
 246         memset(decoded, 0, len * sizeof(*decoded));
 247         return 0;
 248     }
 249
 250     if (mode > FF_ARRAY_ELEMS(xcodes))
 251         return AVERROR_INVALIDDATA;
 252     code = xcodes[mode - 1];
 253
 254     for (i = 0; i < len; i++) {
 255         int x = get_bits_long(gb, code.init);
 256         if (x >= code.escape && get_bits1(gb)) {
 257             x |= 1 << code.init;
 258             if (x >= code.aescape) {
 259                 int scale = get_unary(gb, 1, 9);
 260                 if (scale == 9) {
 261                     int scale_bits = get_bits(gb, 3);
 262                     if (scale_bits > 0) {
 263                         if (scale_bits == 7) {
 264                             scale_bits += get_bits(gb, 5);
 265                             if (scale_bits > 29)
 266                                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 267                         }
 268                         scale = get_bits_long(gb, scale_bits) + 1;
 269                         x    += code.scale * scale;
 270                     }
 271                     x += code.bias;
 272                 } else
 273                     x += code.scale * scale - code.escape;
 274             } else
 275                 x -= code.escape;
 276         }
 277         decoded[i] = (x >> 1) ^ -(x & 1);
 278     }
 279
 280     return 0;
 281 }
 282
 283 static int decode_residues(TAKDecContext *s, int32_t *decoded, int length)
 284 {
 285     GetBitContext *gb = &s->gb;
 286     int i, mode, ret;
 287
 288     if (length > s->nb_samples)
 289         return AVERROR_INVALIDDATA;
 290
 291     if (get_bits1(gb)) {
 292         int wlength, rval;
 293
 294         wlength = length / s->uval;
 295
 296         rval = length - (wlength * s->uval);
 297
 298         if (rval < s->uval / 2)
 299             rval += s->uval;
 300         else
 301             wlength++;
 302
 303         if (wlength <= 1 || wlength > 128)
 304             return AVERROR_INVALIDDATA;
 305
 306         s->coding_mode[0] = mode = get_bits(gb, 6);
 307
 308         for (i = 1; i < wlength; i++) {
 309             int c = get_unary(gb, 1, 6);
 310
 311             switch (c) {
 312             case 6:
 313                 mode = get_bits(gb, 6);
 314                 break;
 315             case 5:
 316             case 4:
 317             case 3: {
 318                 /* mode += sign ? (1 - c) : (c - 1) */
 319                 int sign = get_bits1(gb);
 320                 mode    += (-sign ^ (c - 1)) + sign;
 321                 break;
 322             }
 323             case 2:
 324                 mode++;
 325                 break;
 326             case 1:
 327                 mode--;
 328                 break;
 329             }
 330             s->coding_mode[i] = mode;
 331         }
 332
 333         i = 0;
 334         while (i < wlength) {
 335             int len = 0;
 336
 337             mode = s->coding_mode[i];
 338             do {
 339                 if (i >= wlength - 1)
 340                     len += rval;
 341                 else
 342                     len += s->uval;
 343                 i++;
 344
 345                 if (i == wlength)
 346                     break;
 347             } while (s->coding_mode[i] == mode);
 348
 349             if ((ret = decode_segment(s, mode, decoded, len)) < 0)
 350                 return ret;
 351             decoded += len;
 352         }
 353     } else {
 354         mode = get_bits(gb, 6);
 355         if ((ret = decode_segment(s, mode, decoded, length)) < 0)
 356             return ret;
 357     }
 358
 359     return 0;
 360 }
 361
 362 static int get_bits_esc4(GetBitContext *gb)
 363 {
 364     if (get_bits1(gb))
 365         return get_bits(gb, 4) + 1;
 366     else
 367         return 0;
 368 }
 369
 370 static int decode_subframe(TAKDecContext *s, int32_t *decoded,
 371                            int subframe_size, int prev_subframe_size)
 372 {
 373     GetBitContext *gb = &s->gb;
 374     int tmp, x, y, i, j, ret = 0;
 375     int dshift, size, filter_quant, filter_order;
 376     int tfilter[MAX_PREDICTORS];
 377
 378     if (!get_bits1(gb))
 379         return decode_residues(s, decoded, subframe_size);
 380
 381     filter_order = predictor_sizes[get_bits(gb, 4)];
 382
 383     if (prev_subframe_size > 0 && get_bits1(gb)) {
 384         if (filter_order > prev_subframe_size)
 385             return AVERROR_INVALIDDATA;
 386
 387         decoded       -= filter_order;
 388         subframe_size += filter_order;
 389
 390         if (filter_order > subframe_size)
 391             return AVERROR_INVALIDDATA;
 392     } else {
 393         int lpc_mode;
 394
 395         if (filter_order > subframe_size)
 396             return AVERROR_INVALIDDATA;
 397
 398         lpc_mode = get_bits(gb, 2);
 399         if (lpc_mode > 2)
 400             return AVERROR_INVALIDDATA;
 401
 402         if ((ret = decode_residues(s, decoded, filter_order)) < 0)
 403             return ret;
 404
 405         if (lpc_mode)
 406             decode_lpc(decoded, lpc_mode, filter_order);
 407     }
 408
 409     dshift = get_bits_esc4(gb);
 410     size   = get_bits1(gb) + 6;
 411
 412     filter_quant = 10;
 413     if (get_bits1(gb)) {
 414         filter_quant -= get_bits(gb, 3) + 1;
 415         if (filter_quant < 3)
 416             return AVERROR_INVALIDDATA;
 417     }
 418
 419     s->predictors[0] = get_sbits(gb, 10);
 420     s->predictors[1] = get_sbits(gb, 10);
 421     s->predictors[2] = get_sbits(gb, size) << (10 - size);
 422     s->predictors[3] = get_sbits(gb, size) << (10 - size);
 423     if (filter_order > 4) {
 424         tmp = size - get_bits1(gb);
 425
 426         for (i = 4; i < filter_order; i++) {
 427             if (!(i & 3))
 428                 x = tmp - get_bits(gb, 2);
 429             s->predictors[i] = get_sbits(gb, x) << (10 - size);
 430         }
 431     }
 432
 433     tfilter[0] = s->predictors[0] << 6;
 434     for (i = 1; i < filter_order; i++) {
 435         int32_t *p1 = &tfilter[0];
 436         int32_t *p2 = &tfilter[i - 1];
 437
 438         for (j = 0; j < (i + 1) / 2; j++) {
 439             x     = *p1 + (s->predictors[i] * *p2 + 256 >> 9);
 440             *p2  += s->predictors[i] * *p1 + 256 >> 9;
 441             *p1++ = x;
 442             p2--;
 443         }
 444
 445         tfilter[i] = s->predictors[i] << 6;
 446     }
 447
 448     x = 1 << (32 - (15 - filter_quant));
 449     y = 1 << ((15 - filter_quant) - 1);
 450     for (i = 0, j = filter_order - 1; i < filter_order / 2; i++, j--) {
 451         tmp = y + tfilter[j];
 452         s->filter[j] = x - ((tfilter[i] + y) >> (15 - filter_quant));
 453         s->filter[i] = x - ((tfilter[j] + y) >> (15 - filter_quant));
 454     }
 455
 456     if ((ret = decode_residues(s, &decoded[filter_order],
 457                                subframe_size - filter_order)) < 0)
 458         return ret;
 459
 460     for (i = 0; i < filter_order; i++)
 461         s->residues[i] = *decoded++ >> dshift;
 462
 463     y    = FF_ARRAY_ELEMS(s->residues) - filter_order;
 464     x    = subframe_size - filter_order;
 465     while (x > 0) {
 466         tmp = FFMIN(y, x);
 467
 468         for (i = 0; i < tmp; i++) {
 469             int v = 1 << (filter_quant - 1);
 470
 471             if (!(filter_order & 15)) {
 472                 v += s->dsp.scalarproduct_int16(&s->residues[i], s->filter,
 473                                                 filter_order);
 474             } else if (filter_order & 4) {
 475                 for (j = 0; j < filter_order; j += 4) {
 476                     v += s->residues[i + j + 3] * s->filter[j + 3] +
 477                          s->residues[i + j + 2] * s->filter[j + 2] +
 478                          s->residues[i + j + 1] * s->filter[j + 1] +
 479                          s->residues[i + j    ] * s->filter[j    ];
 480                 }
 481             } else {
 482                 for (j = 0; j < filter_order; j += 8) {
 483                     v += s->residues[i + j + 7] * s->filter[j + 7] +
 484                          s->residues[i + j + 6] * s->filter[j + 6] +
 485                          s->residues[i + j + 5] * s->filter[j + 5] +
 486                          s->residues[i + j + 4] * s->filter[j + 4] +
 487                          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             }
 493             v = (av_clip(v >> filter_quant, -8192, 8191) << dshift) - *decoded;
 494             *decoded++ = v;
 495             s->residues[filter_order + i] = v >> dshift;
 496         }
 497
 498         x -= tmp;
 499         if (x > 0)
 500             memcpy(s->residues, &s->residues[y], 2 * filter_order);
 501     }
 502
 503     emms_c();
 504
 505     return 0;
 506 }
 507
 508 static int decode_channel(TAKDecContext *s, int chan)
 509 {
 510     AVCodecContext *avctx = s->avctx;
 511     GetBitContext *gb     = &s->gb;
 512     int32_t *decoded      = s->decoded[chan];
 513     int left              = s->nb_samples - 1;
 514     int i = 0, ret, prev = 0;
 515
 516     s->sample_shift[chan] = get_bits_esc4(gb);
 517     if (s->sample_shift[chan] >= avctx->bits_per_raw_sample)
 518         return AVERROR_INVALIDDATA;
 519
 520     *decoded++ = get_sbits(gb, avctx->bits_per_raw_sample - s->sample_shift[chan]);
 521     s->lpc_mode[chan] = get_bits(gb, 2);
 522     s->nb_subframes   = get_bits(gb, 3) + 1;
 523
 524     if (s->nb_subframes > 1) {
 525         if (get_bits_left(gb) < (s->nb_subframes - 1) * 6)
 526             return AVERROR_INVALIDDATA;
 527
 528         for (; i < s->nb_subframes - 1; i++) {
 529             int v = get_bits(gb, 6);
 530
 531             s->subframe_len[i] = (v - prev) * s->subframe_scale;
 532             if (s->subframe_len[i] <= 0)
 533                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 534
 535             left -= s->subframe_len[i];
 536             prev  = v;
 537         }
 538
 539         if (left <= 0)
 540             return AVERROR_INVALIDDATA;
 541     }
 542     s->subframe_len[i] = left;
 543
 544     prev = 0;
 545     for (i = 0; i < s->nb_subframes; i++) {
 546         if ((ret = decode_subframe(s, decoded, s->subframe_len[i], prev)) < 0)
 547             return ret;
 548         decoded += s->subframe_len[i];
 549         prev     = s->subframe_len[i];
 550     }
 551
 552     return 0;
 553 }
 554
 555 static int decorrelate(TAKDecContext *s, int c1, int c2, int length)
 556 {
 557     GetBitContext *gb = &s->gb;
 558     int32_t *p1       = s->decoded[c1] + 1;
 559     int32_t *p2       = s->decoded[c2] + 1;
 560     int i;
 561     int dshift, dfactor;
 562
 563     switch (s->dmode) {
 564     case 1: /* left/side */
 565         for (i = 0; i < length; i++) {
 566             int32_t a = p1[i];
 567             int32_t b = p2[i];
 568             p2[i]     = a + b;
 569         }
 570         break;
 571     case 2: /* side/right */
 572         for (i = 0; i < length; i++) {
 573             int32_t a = p1[i];
 574             int32_t b = p2[i];
 575             p1[i]     = b - a;
 576         }
 577         break;
 578     case 3: /* side/mid */
 579         for (i = 0; i < length; i++) {
 580             int32_t a = p1[i];
 581             int32_t b = p2[i];
 582             a        -= b >> 1;
 583             p1[i]     = a;
 584             p2[i]     = a + b;
 585         }
 586         break;
 587     case 4: /* side/left with scale factor */
 588         FFSWAP(int32_t*, p1, p2);
 589     case 5: /* side/right with scale factor */
 590         dshift  = get_bits_esc4(gb);
 591         dfactor = get_sbits(gb, 10);
 592         for (i = 0; i < length; i++) {
 593             int32_t a = p1[i];
 594             int32_t b = p2[i];
 595             b         = dfactor * (b >> dshift) + 128 >> 8 << dshift;
 596             p1[i]     = b - a;
 597         }
 598         break;
 599     case 6:
 600         FFSWAP(int32_t*, p1, p2);
 601     case 7: {
 602         int length2, order_half, filter_order, dval1, dval2;
 603         int tmp, x, code_size;
 604
 605         if (length < 256)
 606             return AVERROR_INVALIDDATA;
 607
 608         dshift       = get_bits_esc4(gb);
 609         filter_order = 8 << get_bits1(gb);
 610         dval1        = get_bits1(gb);
 611         dval2        = get_bits1(gb);
 612
 613         for (i = 0; i < filter_order; i++) {
 614             if (!(i & 3))
 615                 code_size = 14 - get_bits(gb, 3);
 616             s->filter[i] = get_sbits(gb, code_size);
 617         }
 618
 619         order_half = filter_order / 2;
 620         length2    = length - (filter_order - 1);
 621
 622         /* decorrelate beginning samples */
 623         if (dval1) {
 624             for (i = 0; i < order_half; i++) {
 625                 int32_t a = p1[i];
 626                 int32_t b = p2[i];
 627                 p1[i]     = a + b;
 628             }
 629         }
 630
 631         /* decorrelate ending samples */
 632         if (dval2) {
 633             for (i = length2 + order_half; i < length; i++) {
 634                 int32_t a = p1[i];
 635                 int32_t b = p2[i];
 636                 p1[i]     = a + b;
 637             }
 638         }
 639
 640
 641         for (i = 0; i < filter_order; i++)
 642             s->residues[i] = *p2++ >> dshift;
 643
 644         p1 += order_half;
 645         x = FF_ARRAY_ELEMS(s->residues) - filter_order;
 646         for (; length2 > 0; length2 -= tmp) {
 647             tmp = FFMIN(length2, x);
 648
 649             for (i = 0; i < tmp; i++)
 650                 s->residues[filter_order + i] = *p2++ >> dshift;
 651
 652             for (i = 0; i < tmp; i++) {
 653                 int v = 1 << 9;
 654
 655                 if (filter_order == 16) {
 656                     v += s->dsp.scalarproduct_int16(&s->residues[i], s->filter,
 657                                                     filter_order);
 658                 } else {
 659                     v += s->residues[i + 7] * s->filter[7] +
 660                          s->residues[i + 6] * s->filter[6] +
 661                          s->residues[i + 5] * s->filter[5] +
 662                          s->residues[i + 4] * s->filter[4] +
 663                          s->residues[i + 3] * s->filter[3] +
 664                          s->residues[i + 2] * s->filter[2] +
 665                          s->residues[i + 1] * s->filter[1] +
 666                          s->residues[i    ] * s->filter[0];
 667                 }
 668
 669                 v = (av_clip(v >> 10, -8192, 8191) << dshift) - *p1;
 670                 *p1++ = v;
 671             }
 672
 673             memcpy(s->residues, &s->residues[tmp], 2 * filter_order);
 674         }
 675
 676         emms_c();
 677         break;
 678     }
 679     }
 680
 681     return 0;
 682 }
 683
 684 static int tak_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 685                             int *got_frame_ptr, AVPacket *pkt)
 686 {
 687     TAKDecContext *s  = avctx->priv_data;
 688     AVFrame *frame    = data;
 689     GetBitContext *gb = &s->gb;
 690     int chan, i, ret, hsize;
 691
 692     if (pkt->size < TAK_MIN_FRAME_HEADER_BYTES)
 693         return AVERROR_INVALIDDATA;
 694
 695     if ((ret = init_get_bits8(gb, pkt->data, pkt->size)) < 0)
 696         return ret;
 697
 698     if ((ret = ff_tak_decode_frame_header(avctx, gb, &s->ti, 0)) < 0)
 699         return ret;
 700
 701     if (avctx->err_recognition & AV_EF_CRCCHECK) {
 702         hsize = get_bits_count(gb) / 8;
 703         if (ff_tak_check_crc(pkt->data, hsize)) {
 704             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "CRC error\n");
 705             return AVERROR_INVALIDDATA;
 706         }
 707     }
 708
 709     if (s->ti.codec != TAK_CODEC_MONO_STEREO &&
 710         s->ti.codec != TAK_CODEC_MULTICHANNEL) {
 711         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported codec: %d\n", s->ti.codec);
 712         return AVERROR_PATCHWELCOME;
 713     }
 714     if (s->ti.data_type) {
 715         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 716                "unsupported data type: %d\n", s->ti.data_type);
 717         return AVERROR_INVALIDDATA;
 718     }
 719     if (s->ti.codec == TAK_CODEC_MONO_STEREO && s->ti.channels > 2) {
 720         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 721                "invalid number of channels: %d\n", s->ti.channels);
 722         return AVERROR_INVALIDDATA;
 723     }
 724     if (s->ti.channels > 6) {
 725         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 726                "unsupported number of channels: %d\n", s->ti.channels);
 727         return AVERROR_INVALIDDATA;
 728     }
 729
 730     if (s->ti.frame_samples <= 0) {
 731         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported/invalid number of samples\n");
 732         return AVERROR_INVALIDDATA;
 733     }
 734
 735     if (s->ti.bps != avctx->bits_per_raw_sample) {
 736         avctx->bits_per_raw_sample = s->ti.bps;
 737         if ((ret = set_bps_params(avctx)) < 0)
 738             return ret;
 739     }
 740     if (s->ti.sample_rate != avctx->sample_rate) {
 741         avctx->sample_rate = s->ti.sample_rate;
 742         set_sample_rate_params(avctx);
 743     }
 744     if (s->ti.ch_layout)
 745         avctx->channel_layout = s->ti.ch_layout;
 746     avctx->channels = s->ti.channels;
 747
 748     s->nb_samples = s->ti.last_frame_samples ? s->ti.last_frame_samples
 749                                              : s->ti.frame_samples;
 750
 751     frame->nb_samples = s->nb_samples;
 752     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
 753         return ret;
 754
 755     if (avctx->bits_per_raw_sample <= 16) {
 756         int buf_size = av_samples_get_buffer_size(NULL, avctx->channels,
 757                                                   s->nb_samples,
 758                                                   AV_SAMPLE_FMT_S32P, 0);
 759         av_fast_malloc(&s->decode_buffer, &s->decode_buffer_size, buf_size);
 760         if (!s->decode_buffer)
 761             return AVERROR(ENOMEM);
 762         ret = av_samples_fill_arrays((uint8_t **)s->decoded, NULL,
 763                                      s->decode_buffer, avctx->channels,
 764                                      s->nb_samples, AV_SAMPLE_FMT_S32P, 0);
 765         if (ret < 0)
 766             return ret;
 767     } else {
 768         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++)
 769             s->decoded[chan] = (int32_t *)frame->extended_data[chan];
 770     }
 771
 772     if (s->nb_samples < 16) {
 773         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
 774             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
 775             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
 776                 decoded[i] = get_sbits(gb, avctx->bits_per_raw_sample);
 777         }
 778     } else {
 779         if (s->ti.codec == TAK_CODEC_MONO_STEREO) {
 780             for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++)
 781                 if (ret = decode_channel(s, chan))
 782                     return ret;
 783
 784             if (avctx->channels == 2) {
 785                 s->nb_subframes = get_bits(gb, 1) + 1;
 786                 if (s->nb_subframes > 1) {
 787                     s->subframe_len[1] = get_bits(gb, 6);
 788                 }
 789
 790                 s->dmode = get_bits(gb, 3);
 791                 if (ret = decorrelate(s, 0, 1, s->nb_samples - 1))
 792                     return ret;
 793             }
 794         } else if (s->ti.codec == TAK_CODEC_MULTICHANNEL) {
 795             if (get_bits1(gb)) {
 796                 int ch_mask = 0;
 797
 798                 chan = get_bits(gb, 4) + 1;
 799                 if (chan > avctx->channels)
 800                     return AVERROR_INVALIDDATA;
 801
 802                 for (i = 0; i < chan; i++) {
 803                     int nbit = get_bits(gb, 4);
 804
 805                     if (nbit >= avctx->channels)
 806                         return AVERROR_INVALIDDATA;
 807
 808                     if (ch_mask & 1 << nbit)
 809                         return AVERROR_INVALIDDATA;
 810
 811                     s->mcdparams[i].present = get_bits1(gb);
 812                     if (s->mcdparams[i].present) {
 813                         s->mcdparams[i].index = get_bits(gb, 2);
 814                         s->mcdparams[i].chan2 = get_bits(gb, 4);
 815                         if (s->mcdparams[i].index == 1) {
 816                             if ((nbit == s->mcdparams[i].chan2) ||
 817                                 (ch_mask & 1 << s->mcdparams[i].chan2))
 818                                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 819
 820                             ch_mask |= 1 << s->mcdparams[i].chan2;
 821                         } else if (!(ch_mask & 1 << s->mcdparams[i].chan2)) {
 822                             return AVERROR_INVALIDDATA;
 823                         }
 824                     }
 825                     s->mcdparams[i].chan1 = nbit;
 826
 827                     ch_mask |= 1 << nbit;
 828                 }
 829             } else {
 830                 chan = avctx->channels;
 831                 for (i = 0; i < chan; i++) {
 832                     s->mcdparams[i].present = 0;
 833                     s->mcdparams[i].chan1   = i;
 834                 }
 835             }
 836
 837             for (i = 0; i < chan; i++) {
 838                 if (s->mcdparams[i].present && s->mcdparams[i].index == 1)
 839                     if (ret = decode_channel(s, s->mcdparams[i].chan2))
 840                         return ret;
 841
 842                 if (ret = decode_channel(s, s->mcdparams[i].chan1))
 843                     return ret;
 844
 845                 if (s->mcdparams[i].present) {
 846                     s->dmode = mc_dmodes[s->mcdparams[i].index];
 847                     if (ret = decorrelate(s,
 848                                           s->mcdparams[i].chan2,
 849                                           s->mcdparams[i].chan1,
 850                                           s->nb_samples - 1))
 851                         return ret;
 852                 }
 853             }
 854         }
 855
 856         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
 857             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
 858
 859             if (s->lpc_mode[chan])
 860                 decode_lpc(decoded, s->lpc_mode[chan], s->nb_samples);
 861
 862             if (s->sample_shift[chan] > 0)
 863                 for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
 864                     decoded[i] <<= s->sample_shift[chan];
 865         }
 866     }
 867
 868     align_get_bits(gb);
 869     skip_bits(gb, 24);
 870     if (get_bits_left(gb) < 0)
 871         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "overread\n");
 872     else if (get_bits_left(gb) > 0)
 873         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "underread\n");
 874
 875     if (avctx->err_recognition & AV_EF_CRCCHECK) {
 876         if (ff_tak_check_crc(pkt->data + hsize,
 877                              get_bits_count(gb) / 8 - hsize)) {
 878             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "CRC error\n");
 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 static av_cold int tak_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 916 {
 917     TAKDecContext *s = avctx->priv_data;
 918
 919     av_freep(&s->decode_buffer);
 920
 921     return 0;
 922 }
 923
 924 AVCodec ff_tak_decoder = {
 925     .name             = "tak",
 926     .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 927     .id               = AV_CODEC_ID_TAK,
 928     .priv_data_size   = sizeof(TAKDecContext),
 929     .init             = tak_decode_init,
 930     .close            = tak_decode_close,
 931     .decode           = tak_decode_frame,
 932     .capabilities     = CODEC_CAP_DR1,
 933     .long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("TAK (Tom's lossless Audio Kompressor)"),
 934     .sample_fmts      = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_U8P,
 935                                                         AV_SAMPLE_FMT_S16P,
 936                                                         AV_SAMPLE_FMT_S32P,
 937                                                         AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 938 };