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/samplefmt.h"
  29 #include "tak.h"
  30 #include "avcodec.h"
  31 #include "dsputil.h"
  32 #include "internal.h"
  33 #include "unary.h"
  34
  35 #define MAX_SUBFRAMES     8                         ///< max number of subframes per channel
  36 #define MAX_PREDICTORS  256
  37
  38 typedef struct MCDParam {
  39     int8_t present;                                 ///< decorrelation parameter availability for this channel
  40     int8_t index;                                   ///< index into array of decorrelation types
  41     int8_t chan1;
  42     int8_t chan2;
  43 } MCDParam;
  44
  45 typedef struct TAKDecContext {
  46     AVCodecContext *avctx;                          ///< parent AVCodecContext
  47     AVFrame         frame;                          ///< AVFrame for decoded output
  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     avcodec_get_frame_defaults(&s->frame);
 178     avctx->coded_frame = &s->frame;
 179     avctx->bits_per_raw_sample = avctx->bits_per_coded_sample;
 180
 181     set_sample_rate_params(avctx);
 182
 183     return set_bps_params(avctx);
 184 }
 185
 186 static void decode_lpc(int32_t *coeffs, int mode, int length)
 187 {
 188     int i;
 189
 190     if (length < 2)
 191         return;
 192
 193     if (mode == 1) {
 194         int a1 = *coeffs++;
 195         for (i = 0; i < length - 1 >> 1; i++) {
 196             *coeffs   += a1;
 197             coeffs[1] += *coeffs;
 198             a1         = coeffs[1];
 199             coeffs    += 2;
 200         }
 201         if (length - 1 & 1)
 202             *coeffs += a1;
 203     } else if (mode == 2) {
 204         int a1    = coeffs[1];
 205         int a2    = a1 + *coeffs;
 206         coeffs[1] = a2;
 207         if (length > 2) {
 208             coeffs += 2;
 209             for (i = 0; i < length - 2 >> 1; i++) {
 210                 int a3    = *coeffs + a1;
 211                 int a4    = a3 + a2;
 212                 *coeffs   = a4;
 213                 a1        = coeffs[1] + a3;
 214                 a2        = a1 + a4;
 215                 coeffs[1] = a2;
 216                 coeffs   += 2;
 217             }
 218             if (length & 1)
 219                 *coeffs += a1 + a2;
 220         }
 221     } else if (mode == 3) {
 222         int a1    = coeffs[1];
 223         int a2    = a1 + *coeffs;
 224         coeffs[1] = a2;
 225         if (length > 2) {
 226             int a3  = coeffs[2];
 227             int a4  = a3 + a1;
 228             int a5  = a4 + a2;
 229             coeffs += 3;
 230             for (i = 0; i < length - 3; i++) {
 231                 a3     += *coeffs;
 232                 a4     += a3;
 233                 a5     += a4;
 234                 *coeffs = a5;
 235                 coeffs++;
 236             }
 237         }
 238     }
 239 }
 240
 241 static int decode_segment(TAKDecContext *s, int8_t mode, int32_t *decoded, int len)
 242 {
 243     struct CParam code;
 244     GetBitContext *gb = &s->gb;
 245     int i;
 246
 247     if (!mode) {
 248         memset(decoded, 0, len * sizeof(*decoded));
 249         return 0;
 250     }
 251
 252     if (mode > FF_ARRAY_ELEMS(xcodes))
 253         return AVERROR_INVALIDDATA;
 254     code = xcodes[mode - 1];
 255
 256     for (i = 0; i < len; i++) {
 257         int x = get_bits_long(gb, code.init);
 258         if (x >= code.escape && get_bits1(gb)) {
 259             x |= 1 << code.init;
 260             if (x >= code.aescape) {
 261                 int scale = get_unary(gb, 1, 9);
 262                 if (scale == 9) {
 263                     int scale_bits = get_bits(gb, 3);
 264                     if (scale_bits > 0) {
 265                         if (scale_bits == 7) {
 266                             scale_bits += get_bits(gb, 5);
 267                             if (scale_bits > 29)
 268                                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 269                         }
 270                         scale = get_bits_long(gb, scale_bits) + 1;
 271                         x    += code.scale * scale;
 272                     }
 273                     x += code.bias;
 274                 } else
 275                     x += code.scale * scale - code.escape;
 276             } else
 277                 x -= code.escape;
 278         }
 279         decoded[i] = (x >> 1) ^ -(x & 1);
 280     }
 281
 282     return 0;
 283 }
 284
 285 static int decode_residues(TAKDecContext *s, int32_t *decoded, int length)
 286 {
 287     GetBitContext *gb = &s->gb;
 288     int i, mode, ret;
 289
 290     if (length > s->nb_samples)
 291         return AVERROR_INVALIDDATA;
 292
 293     if (get_bits1(gb)) {
 294         int wlength, rval;
 295
 296         wlength = length / s->uval;
 297
 298         rval = length - (wlength * s->uval);
 299
 300         if (rval < s->uval / 2)
 301             rval += s->uval;
 302         else
 303             wlength++;
 304
 305         if (wlength <= 1 || wlength > 128)
 306             return AVERROR_INVALIDDATA;
 307
 308         s->coding_mode[0] = mode = get_bits(gb, 6);
 309
 310         for (i = 1; i < wlength; i++) {
 311             int c = get_unary(gb, 1, 6);
 312
 313             switch (c) {
 314             case 6:
 315                 mode = get_bits(gb, 6);
 316                 break;
 317             case 5:
 318             case 4:
 319             case 3: {
 320                 /* mode += sign ? (1 - c) : (c - 1) */
 321                 int sign = get_bits1(gb);
 322                 mode    += (-sign ^ (c - 1)) + sign;
 323                 break;
 324             }
 325             case 2:
 326                 mode++;
 327                 break;
 328             case 1:
 329                 mode--;
 330                 break;
 331             }
 332             s->coding_mode[i] = mode;
 333         }
 334
 335         i = 0;
 336         while (i < wlength) {
 337             int len = 0;
 338
 339             mode = s->coding_mode[i];
 340             do {
 341                 if (i >= wlength - 1)
 342                     len += rval;
 343                 else
 344                     len += s->uval;
 345                 i++;
 346
 347                 if (i == wlength)
 348                     break;
 349             } while (s->coding_mode[i] == mode);
 350
 351             if ((ret = decode_segment(s, mode, decoded, len)) < 0)
 352                 return ret;
 353             decoded += len;
 354         }
 355     } else {
 356         mode = get_bits(gb, 6);
 357         if ((ret = decode_segment(s, mode, decoded, length)) < 0)
 358             return ret;
 359     }
 360
 361     return 0;
 362 }
 363
 364 static int get_bits_esc4(GetBitContext *gb)
 365 {
 366     if (get_bits1(gb))
 367         return get_bits(gb, 4) + 1;
 368     else
 369         return 0;
 370 }
 371
 372 static int decode_subframe(TAKDecContext *s, int32_t *decoded,
 373                            int subframe_size, int prev_subframe_size)
 374 {
 375     GetBitContext *gb = &s->gb;
 376     int tmp, x, y, i, j, ret = 0;
 377     int dshift, size, filter_quant, filter_order;
 378     int tfilter[MAX_PREDICTORS];
 379
 380     if (!get_bits1(gb))
 381         return decode_residues(s, decoded, subframe_size);
 382
 383     filter_order = predictor_sizes[get_bits(gb, 4)];
 384
 385     if (prev_subframe_size > 0 && get_bits1(gb)) {
 386         if (filter_order > prev_subframe_size)
 387             return AVERROR_INVALIDDATA;
 388
 389         decoded       -= filter_order;
 390         subframe_size += filter_order;
 391
 392         if (filter_order > subframe_size)
 393             return AVERROR_INVALIDDATA;
 394     } else {
 395         int lpc_mode;
 396
 397         if (filter_order > subframe_size)
 398             return AVERROR_INVALIDDATA;
 399
 400         lpc_mode = get_bits(gb, 2);
 401         if (lpc_mode > 2)
 402             return AVERROR_INVALIDDATA;
 403
 404         if ((ret = decode_residues(s, decoded, filter_order)) < 0)
 405             return ret;
 406
 407         if (lpc_mode)
 408             decode_lpc(decoded, lpc_mode, filter_order);
 409     }
 410
 411     dshift = get_bits_esc4(gb);
 412     size   = get_bits1(gb) + 6;
 413
 414     filter_quant = 10;
 415     if (get_bits1(gb)) {
 416         filter_quant -= get_bits(gb, 3) + 1;
 417         if (filter_quant < 3)
 418             return AVERROR_INVALIDDATA;
 419     }
 420
 421     s->predictors[0] = get_sbits(gb, 10);
 422     s->predictors[1] = get_sbits(gb, 10);
 423     s->predictors[2] = get_sbits(gb, size) << (10 - size);
 424     s->predictors[3] = get_sbits(gb, size) << (10 - size);
 425     if (filter_order > 4) {
 426         tmp = size - get_bits1(gb);
 427
 428         for (i = 4; i < filter_order; i++) {
 429             if (!(i & 3))
 430                 x = tmp - get_bits(gb, 2);
 431             s->predictors[i] = get_sbits(gb, x) << (10 - size);
 432         }
 433     }
 434
 435     tfilter[0] = s->predictors[0] << 6;
 436     for (i = 1; i < filter_order; i++) {
 437         int32_t *p1 = &tfilter[0];
 438         int32_t *p2 = &tfilter[i - 1];
 439
 440         for (j = 0; j < (i + 1) / 2; j++) {
 441             x     = *p1 + (s->predictors[i] * *p2 + 256 >> 9);
 442             *p2  += s->predictors[i] * *p1 + 256 >> 9;
 443             *p1++ = x;
 444             p2--;
 445         }
 446
 447         tfilter[i] = s->predictors[i] << 6;
 448     }
 449
 450     x = 1 << (32 - (15 - filter_quant));
 451     y = 1 << ((15 - filter_quant) - 1);
 452     for (i = 0, j = filter_order - 1; i < filter_order / 2; i++, j--) {
 453         tmp = y + tfilter[j];
 454         s->filter[j] = x - ((tfilter[i] + y) >> (15 - filter_quant));
 455         s->filter[i] = x - ((tfilter[j] + y) >> (15 - filter_quant));
 456     }
 457
 458     if ((ret = decode_residues(s, &decoded[filter_order],
 459                                subframe_size - filter_order)) < 0)
 460         return ret;
 461
 462     for (i = 0; i < filter_order; i++)
 463         s->residues[i] = *decoded++ >> dshift;
 464
 465     y    = FF_ARRAY_ELEMS(s->residues) - filter_order;
 466     x    = subframe_size - filter_order;
 467     while (x > 0) {
 468         tmp = FFMIN(y, x);
 469
 470         for (i = 0; i < tmp; i++) {
 471             int v = 1 << (filter_quant - 1);
 472
 473             if (!(filter_order & 15)) {
 474                 v += s->dsp.scalarproduct_int16(&s->residues[i], s->filter,
 475                                                 filter_order);
 476             } else if (filter_order & 4) {
 477                 for (j = 0; j < filter_order; j += 4) {
 478                     v += s->residues[i + j + 3] * s->filter[j + 3] +
 479                          s->residues[i + j + 2] * s->filter[j + 2] +
 480                          s->residues[i + j + 1] * s->filter[j + 1] +
 481                          s->residues[i + j    ] * s->filter[j    ];
 482                 }
 483             } else {
 484                 for (j = 0; j < filter_order; j += 8) {
 485                     v += s->residues[i + j + 7] * s->filter[j + 7] +
 486                          s->residues[i + j + 6] * s->filter[j + 6] +
 487                          s->residues[i + j + 5] * s->filter[j + 5] +
 488                          s->residues[i + j + 4] * s->filter[j + 4] +
 489                          s->residues[i + j + 3] * s->filter[j + 3] +
 490                          s->residues[i + j + 2] * s->filter[j + 2] +
 491                          s->residues[i + j + 1] * s->filter[j + 1] +
 492                          s->residues[i + j    ] * s->filter[j    ];
 493                 }
 494             }
 495             v = (av_clip(v >> filter_quant, -8192, 8191) << dshift) - *decoded;
 496             *decoded++ = v;
 497             s->residues[filter_order + i] = v >> dshift;
 498         }
 499
 500         x -= tmp;
 501         if (x > 0)
 502             memcpy(s->residues, &s->residues[y], 2 * filter_order);
 503     }
 504
 505     emms_c();
 506
 507     return 0;
 508 }
 509
 510 static int decode_channel(TAKDecContext *s, int chan)
 511 {
 512     AVCodecContext *avctx = s->avctx;
 513     GetBitContext *gb     = &s->gb;
 514     int32_t *decoded      = s->decoded[chan];
 515     int left              = s->nb_samples - 1;
 516     int i = 0, ret, prev = 0;
 517
 518     s->sample_shift[chan] = get_bits_esc4(gb);
 519     if (s->sample_shift[chan] >= avctx->bits_per_raw_sample)
 520         return AVERROR_INVALIDDATA;
 521
 522     *decoded++ = get_sbits(gb, avctx->bits_per_raw_sample - s->sample_shift[chan]);
 523     s->lpc_mode[chan] = get_bits(gb, 2);
 524     s->nb_subframes   = get_bits(gb, 3) + 1;
 525
 526     if (s->nb_subframes > 1) {
 527         if (get_bits_left(gb) < (s->nb_subframes - 1) * 6)
 528             return AVERROR_INVALIDDATA;
 529
 530         for (; i < s->nb_subframes - 1; i++) {
 531             int v = get_bits(gb, 6);
 532
 533             s->subframe_len[i] = (v - prev) * s->subframe_scale;
 534             if (s->subframe_len[i] <= 0)
 535                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 536
 537             left -= s->subframe_len[i];
 538             prev  = v;
 539         }
 540
 541         if (left <= 0)
 542             return AVERROR_INVALIDDATA;
 543     }
 544     s->subframe_len[i] = left;
 545
 546     prev = 0;
 547     for (i = 0; i < s->nb_subframes; i++) {
 548         if ((ret = decode_subframe(s, decoded, s->subframe_len[i], prev)) < 0)
 549             return ret;
 550         decoded += s->subframe_len[i];
 551         prev     = s->subframe_len[i];
 552     }
 553
 554     return 0;
 555 }
 556
 557 static int decorrelate(TAKDecContext *s, int c1, int c2, int length)
 558 {
 559     GetBitContext *gb = &s->gb;
 560     int32_t *p1       = s->decoded[c1] + 1;
 561     int32_t *p2       = s->decoded[c2] + 1;
 562     int i;
 563     int dshift, dfactor;
 564
 565     switch (s->dmode) {
 566     case 1: /* left/side */
 567         for (i = 0; i < length; i++) {
 568             int32_t a = p1[i];
 569             int32_t b = p2[i];
 570             p2[i]     = a + b;
 571         }
 572         break;
 573     case 2: /* side/right */
 574         for (i = 0; i < length; i++) {
 575             int32_t a = p1[i];
 576             int32_t b = p2[i];
 577             p1[i]     = b - a;
 578         }
 579         break;
 580     case 3: /* side/mid */
 581         for (i = 0; i < length; i++) {
 582             int32_t a = p1[i];
 583             int32_t b = p2[i];
 584             a        -= b >> 1;
 585             p1[i]     = a;
 586             p2[i]     = a + b;
 587         }
 588         break;
 589     case 4: /* side/left with scale factor */
 590         FFSWAP(int32_t*, p1, p2);
 591     case 5: /* side/right with scale factor */
 592         dshift  = get_bits_esc4(gb);
 593         dfactor = get_sbits(gb, 10);
 594         for (i = 0; i < length; i++) {
 595             int32_t a = p1[i];
 596             int32_t b = p2[i];
 597             b         = dfactor * (b >> dshift) + 128 >> 8 << dshift;
 598             p1[i]     = b - a;
 599         }
 600         break;
 601     case 6:
 602         FFSWAP(int32_t*, p1, p2);
 603     case 7: {
 604         int length2, order_half, filter_order, dval1, dval2;
 605         int tmp, x, code_size;
 606
 607         if (length < 256)
 608             return AVERROR_INVALIDDATA;
 609
 610         dshift       = get_bits_esc4(gb);
 611         filter_order = 8 << get_bits1(gb);
 612         dval1        = get_bits1(gb);
 613         dval2        = get_bits1(gb);
 614
 615         for (i = 0; i < filter_order; i++) {
 616             if (!(i & 3))
 617                 code_size = 14 - get_bits(gb, 3);
 618             s->filter[i] = get_sbits(gb, code_size);
 619         }
 620
 621         order_half = filter_order / 2;
 622         length2    = length - (filter_order - 1);
 623
 624         /* decorrelate beginning samples */
 625         if (dval1) {
 626             for (i = 0; i < order_half; i++) {
 627                 int32_t a = p1[i];
 628                 int32_t b = p2[i];
 629                 p1[i]     = a + b;
 630             }
 631         }
 632
 633         /* decorrelate ending samples */
 634         if (dval2) {
 635             for (i = length2 + order_half; i < length; i++) {
 636                 int32_t a = p1[i];
 637                 int32_t b = p2[i];
 638                 p1[i]     = a + b;
 639             }
 640         }
 641
 642
 643         for (i = 0; i < filter_order; i++)
 644             s->residues[i] = *p2++ >> dshift;
 645
 646         p1 += order_half;
 647         x = FF_ARRAY_ELEMS(s->residues) - filter_order;
 648         for (; length2 > 0; length2 -= tmp) {
 649             tmp = FFMIN(length2, x);
 650
 651             for (i = 0; i < tmp; i++)
 652                 s->residues[filter_order + i] = *p2++ >> dshift;
 653
 654             for (i = 0; i < tmp; i++) {
 655                 int v = 1 << 9;
 656
 657                 if (filter_order == 16) {
 658                     v += s->dsp.scalarproduct_int16(&s->residues[i], s->filter,
 659                                                     filter_order);
 660                 } else {
 661                     v += s->residues[i + 7] * s->filter[7] +
 662                          s->residues[i + 6] * s->filter[6] +
 663                          s->residues[i + 5] * s->filter[5] +
 664                          s->residues[i + 4] * s->filter[4] +
 665                          s->residues[i + 3] * s->filter[3] +
 666                          s->residues[i + 2] * s->filter[2] +
 667                          s->residues[i + 1] * s->filter[1] +
 668                          s->residues[i    ] * s->filter[0];
 669                 }
 670
 671                 v = (av_clip(v >> 10, -8192, 8191) << dshift) - *p1;
 672                 *p1++ = v;
 673             }
 674
 675             memcpy(s->residues, &s->residues[tmp], 2 * filter_order);
 676         }
 677
 678         emms_c();
 679         break;
 680     }
 681     }
 682
 683     return 0;
 684 }
 685
 686 static int tak_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 687                             int *got_frame_ptr, AVPacket *pkt)
 688 {
 689     TAKDecContext *s  = avctx->priv_data;
 690     GetBitContext *gb = &s->gb;
 691     int chan, i, ret, hsize;
 692
 693     if (pkt->size < TAK_MIN_FRAME_HEADER_BYTES)
 694         return AVERROR_INVALIDDATA;
 695
 696     if ((ret = init_get_bits8(gb, pkt->data, pkt->size)) < 0)
 697         return ret;
 698
 699     if ((ret = ff_tak_decode_frame_header(avctx, gb, &s->ti, 0)) < 0)
 700         return ret;
 701
 702     if (avctx->err_recognition & AV_EF_CRCCHECK) {
 703         hsize = get_bits_count(gb) / 8;
 704         if (ff_tak_check_crc(pkt->data, hsize)) {
 705             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "CRC error\n");
 706             return AVERROR_INVALIDDATA;
 707         }
 708     }
 709
 710     if (s->ti.codec != TAK_CODEC_MONO_STEREO &&
 711         s->ti.codec != TAK_CODEC_MULTICHANNEL) {
 712         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported codec: %d\n", s->ti.codec);
 713         return AVERROR_PATCHWELCOME;
 714     }
 715     if (s->ti.data_type) {
 716         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 717                "unsupported data type: %d\n", s->ti.data_type);
 718         return AVERROR_INVALIDDATA;
 719     }
 720     if (s->ti.codec == TAK_CODEC_MONO_STEREO && s->ti.channels > 2) {
 721         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 722                "invalid number of channels: %d\n", s->ti.channels);
 723         return AVERROR_INVALIDDATA;
 724     }
 725     if (s->ti.channels > 6) {
 726         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 727                "unsupported number of channels: %d\n", s->ti.channels);
 728         return AVERROR_INVALIDDATA;
 729     }
 730
 731     if (s->ti.frame_samples <= 0) {
 732         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported/invalid number of samples\n");
 733         return AVERROR_INVALIDDATA;
 734     }
 735
 736     if (s->ti.bps != avctx->bits_per_raw_sample) {
 737         avctx->bits_per_raw_sample = s->ti.bps;
 738         if ((ret = set_bps_params(avctx)) < 0)
 739             return ret;
 740     }
 741     if (s->ti.sample_rate != avctx->sample_rate) {
 742         avctx->sample_rate = s->ti.sample_rate;
 743         set_sample_rate_params(avctx);
 744     }
 745     if (s->ti.ch_layout)
 746         avctx->channel_layout = s->ti.ch_layout;
 747     avctx->channels = s->ti.channels;
 748
 749     s->nb_samples = s->ti.last_frame_samples ? s->ti.last_frame_samples
 750                                              : s->ti.frame_samples;
 751
 752     s->frame.nb_samples = s->nb_samples;
 753     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, &s->frame)) < 0)
 754         return ret;
 755
 756     if (avctx->bits_per_raw_sample <= 16) {
 757         int buf_size = av_samples_get_buffer_size(NULL, avctx->channels,
 758                                                   s->nb_samples,
 759                                                   AV_SAMPLE_FMT_S32P, 0);
 760         av_fast_malloc(&s->decode_buffer, &s->decode_buffer_size, buf_size);
 761         if (!s->decode_buffer)
 762             return AVERROR(ENOMEM);
 763         ret = av_samples_fill_arrays((uint8_t **)s->decoded, NULL,
 764                                      s->decode_buffer, avctx->channels,
 765                                      s->nb_samples, AV_SAMPLE_FMT_S32P, 0);
 766         if (ret < 0)
 767             return ret;
 768     } else {
 769         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++)
 770             s->decoded[chan] = (int32_t *)s->frame.extended_data[chan];
 771     }
 772
 773     if (s->nb_samples < 16) {
 774         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
 775             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
 776             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
 777                 decoded[i] = get_sbits(gb, avctx->bits_per_raw_sample);
 778         }
 779     } else {
 780         if (s->ti.codec == TAK_CODEC_MONO_STEREO) {
 781             for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++)
 782                 if (ret = decode_channel(s, chan))
 783                     return ret;
 784
 785             if (avctx->channels == 2) {
 786                 s->nb_subframes = get_bits(gb, 1) + 1;
 787                 if (s->nb_subframes > 1) {
 788                     s->subframe_len[1] = get_bits(gb, 6);
 789                 }
 790
 791                 s->dmode = get_bits(gb, 3);
 792                 if (ret = decorrelate(s, 0, 1, s->nb_samples - 1))
 793                     return ret;
 794             }
 795         } else if (s->ti.codec == TAK_CODEC_MULTICHANNEL) {
 796             if (get_bits1(gb)) {
 797                 int ch_mask = 0;
 798
 799                 chan = get_bits(gb, 4) + 1;
 800                 if (chan > avctx->channels)
 801                     return AVERROR_INVALIDDATA;
 802
 803                 for (i = 0; i < chan; i++) {
 804                     int nbit = get_bits(gb, 4);
 805
 806                     if (nbit >= avctx->channels)
 807                         return AVERROR_INVALIDDATA;
 808
 809                     if (ch_mask & 1 << nbit)
 810                         return AVERROR_INVALIDDATA;
 811
 812                     s->mcdparams[i].present = get_bits1(gb);
 813                     if (s->mcdparams[i].present) {
 814                         s->mcdparams[i].index = get_bits(gb, 2);
 815                         s->mcdparams[i].chan2 = get_bits(gb, 4);
 816                         if (s->mcdparams[i].index == 1) {
 817                             if ((nbit == s->mcdparams[i].chan2) ||
 818                                 (ch_mask & 1 << s->mcdparams[i].chan2))
 819                                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 820
 821                             ch_mask |= 1 << s->mcdparams[i].chan2;
 822                         } else if (!(ch_mask & 1 << s->mcdparams[i].chan2)) {
 823                             return AVERROR_INVALIDDATA;
 824                         }
 825                     }
 826                     s->mcdparams[i].chan1 = nbit;
 827
 828                     ch_mask |= 1 << nbit;
 829                 }
 830             } else {
 831                 chan = avctx->channels;
 832                 for (i = 0; i < chan; i++) {
 833                     s->mcdparams[i].present = 0;
 834                     s->mcdparams[i].chan1   = i;
 835                 }
 836             }
 837
 838             for (i = 0; i < chan; i++) {
 839                 if (s->mcdparams[i].present && s->mcdparams[i].index == 1)
 840                     if (ret = decode_channel(s, s->mcdparams[i].chan2))
 841                         return ret;
 842
 843                 if (ret = decode_channel(s, s->mcdparams[i].chan1))
 844                     return ret;
 845
 846                 if (s->mcdparams[i].present) {
 847                     s->dmode = mc_dmodes[s->mcdparams[i].index];
 848                     if (ret = decorrelate(s,
 849                                           s->mcdparams[i].chan2,
 850                                           s->mcdparams[i].chan1,
 851                                           s->nb_samples - 1))
 852                         return ret;
 853                 }
 854             }
 855         }
 856
 857         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
 858             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
 859
 860             if (s->lpc_mode[chan])
 861                 decode_lpc(decoded, s->lpc_mode[chan], s->nb_samples);
 862
 863             if (s->sample_shift[chan] > 0)
 864                 for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
 865                     decoded[i] <<= s->sample_shift[chan];
 866         }
 867     }
 868
 869     align_get_bits(gb);
 870     skip_bits(gb, 24);
 871     if (get_bits_left(gb) < 0)
 872         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "overread\n");
 873     else if (get_bits_left(gb) > 0)
 874         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "underread\n");
 875
 876     if (avctx->err_recognition & AV_EF_CRCCHECK) {
 877         if (ff_tak_check_crc(pkt->data + hsize,
 878                              get_bits_count(gb) / 8 - hsize)) {
 879             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "CRC error\n");
 880             return AVERROR_INVALIDDATA;
 881         }
 882     }
 883
 884     /* convert to output buffer */
 885     switch (avctx->sample_fmt) {
 886     case AV_SAMPLE_FMT_U8P:
 887         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
 888             uint8_t *samples = (uint8_t *)s->frame.extended_data[chan];
 889             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
 890             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
 891                 samples[i] = decoded[i] + 0x80;
 892         }
 893         break;
 894     case AV_SAMPLE_FMT_S16P:
 895         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
 896             int16_t *samples = (int16_t *)s->frame.extended_data[chan];
 897             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
 898             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
 899                 samples[i] = decoded[i];
 900         }
 901         break;
 902     case AV_SAMPLE_FMT_S32P:
 903         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
 904             int32_t *samples = (int32_t *)s->frame.extended_data[chan];
 905             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
 906                 samples[i] <<= 8;
 907         }
 908         break;
 909     }
 910
 911     *got_frame_ptr   = 1;
 912     *(AVFrame *)data = s->frame;
 913
 914     return pkt->size;
 915 }
 916
 917 static av_cold int tak_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 918 {
 919     TAKDecContext *s = avctx->priv_data;
 920
 921     av_freep(&s->decode_buffer);
 922
 923     return 0;
 924 }
 925
 926 AVCodec ff_tak_decoder = {
 927     .name             = "tak",
 928     .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 929     .id               = AV_CODEC_ID_TAK,
 930     .priv_data_size   = sizeof(TAKDecContext),
 931     .init             = tak_decode_init,
 932     .close            = tak_decode_close,
 933     .decode           = tak_decode_frame,
 934     .capabilities     = CODEC_CAP_DR1,
 935     .long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("TAK (Tom's lossless Audio Kompressor)"),
 936     .sample_fmts      = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_U8P,
 937                                                         AV_SAMPLE_FMT_S16P,
 938                                                         AV_SAMPLE_FMT_S32P,
 939                                                         AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 940 };