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     AVFrame         frame;                          ///< AVFrame for decoded output
  49     DSPContext      dsp;
  50     TAKStreamInfo   ti;
  51     GetBitContext   gb;                             ///< bitstream reader initialized to start at the current frame
  52
  53     int             uval;
  54     int             nb_samples;                     ///< number of samples in the current frame
  55     uint8_t        *decode_buffer;
  56     unsigned int    decode_buffer_size;
  57     int32_t        *decoded[TAK_MAX_CHANNELS];      ///< decoded samples for each channel
  58
  59     int8_t          lpc_mode[TAK_MAX_CHANNELS];
  60     int8_t          sample_shift[TAK_MAX_CHANNELS]; ///< shift applied to every sample in the channel
  61     int16_t         predictors[MAX_PREDICTORS];
  62     int             nb_subframes;                   ///< number of subframes in the current frame
  63     int16_t         subframe_len[MAX_SUBFRAMES];    ///< subframe length in samples
  64     int             subframe_scale;
  65
  66     int8_t          dmode;                          ///< channel decorrelation type in the current frame
  67
  68     MCDParam        mcdparams[TAK_MAX_CHANNELS];    ///< multichannel decorrelation parameters
  69
  70     int8_t          coding_mode[128];
  71     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, filter)[MAX_PREDICTORS];
  72     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, residues)[544];
  73 } TAKDecContext;
  74
  75 static const int8_t mc_dmodes[] = { 1, 3, 4, 6, };
  76
  77 static const uint16_t predictor_sizes[] = {
  78     4, 8, 12, 16, 24, 32, 48, 64, 80, 96, 128, 160, 192, 224, 256, 0,
  79 };
  80
  81 static const struct CParam {
  82     int init;
  83     int escape;
  84     int scale;
  85     int aescape;
  86     int bias;
  87 } xcodes[50] = {
  88     { 0x01, 0x0000001, 0x0000001, 0x0000003, 0x0000008 },
  89     { 0x02, 0x0000003, 0x0000001, 0x0000007, 0x0000006 },
  90     { 0x03, 0x0000005, 0x0000002, 0x000000E, 0x000000D },
  91     { 0x03, 0x0000003, 0x0000003, 0x000000D, 0x0000018 },
  92     { 0x04, 0x000000B, 0x0000004, 0x000001C, 0x0000019 },
  93     { 0x04, 0x0000006, 0x0000006, 0x000001A, 0x0000030 },
  94     { 0x05, 0x0000016, 0x0000008, 0x0000038, 0x0000032 },
  95     { 0x05, 0x000000C, 0x000000C, 0x0000034, 0x0000060 },
  96     { 0x06, 0x000002C, 0x0000010, 0x0000070, 0x0000064 },
  97     { 0x06, 0x0000018, 0x0000018, 0x0000068, 0x00000C0 },
  98     { 0x07, 0x0000058, 0x0000020, 0x00000E0, 0x00000C8 },
  99     { 0x07, 0x0000030, 0x0000030, 0x00000D0, 0x0000180 },
 100     { 0x08, 0x00000B0, 0x0000040, 0x00001C0, 0x0000190 },
 101     { 0x08, 0x0000060, 0x0000060, 0x00001A0, 0x0000300 },
 102     { 0x09, 0x0000160, 0x0000080, 0x0000380, 0x0000320 },
 103     { 0x09, 0x00000C0, 0x00000C0, 0x0000340, 0x0000600 },
 104     { 0x0A, 0x00002C0, 0x0000100, 0x0000700, 0x0000640 },
 105     { 0x0A, 0x0000180, 0x0000180, 0x0000680, 0x0000C00 },
 106     { 0x0B, 0x0000580, 0x0000200, 0x0000E00, 0x0000C80 },
 107     { 0x0B, 0x0000300, 0x0000300, 0x0000D00, 0x0001800 },
 108     { 0x0C, 0x0000B00, 0x0000400, 0x0001C00, 0x0001900 },
 109     { 0x0C, 0x0000600, 0x0000600, 0x0001A00, 0x0003000 },
 110     { 0x0D, 0x0001600, 0x0000800, 0x0003800, 0x0003200 },
 111     { 0x0D, 0x0000C00, 0x0000C00, 0x0003400, 0x0006000 },
 112     { 0x0E, 0x0002C00, 0x0001000, 0x0007000, 0x0006400 },
 113     { 0x0E, 0x0001800, 0x0001800, 0x0006800, 0x000C000 },
 114     { 0x0F, 0x0005800, 0x0002000, 0x000E000, 0x000C800 },
 115     { 0x0F, 0x0003000, 0x0003000, 0x000D000, 0x0018000 },
 116     { 0x10, 0x000B000, 0x0004000, 0x001C000, 0x0019000 },
 117     { 0x10, 0x0006000, 0x0006000, 0x001A000, 0x0030000 },
 118     { 0x11, 0x0016000, 0x0008000, 0x0038000, 0x0032000 },
 119     { 0x11, 0x000C000, 0x000C000, 0x0034000, 0x0060000 },
 120     { 0x12, 0x002C000, 0x0010000, 0x0070000, 0x0064000 },
 121     { 0x12, 0x0018000, 0x0018000, 0x0068000, 0x00C0000 },
 122     { 0x13, 0x0058000, 0x0020000, 0x00E0000, 0x00C8000 },
 123     { 0x13, 0x0030000, 0x0030000, 0x00D0000, 0x0180000 },
 124     { 0x14, 0x00B0000, 0x0040000, 0x01C0000, 0x0190000 },
 125     { 0x14, 0x0060000, 0x0060000, 0x01A0000, 0x0300000 },
 126     { 0x15, 0x0160000, 0x0080000, 0x0380000, 0x0320000 },
 127     { 0x15, 0x00C0000, 0x00C0000, 0x0340000, 0x0600000 },
 128     { 0x16, 0x02C0000, 0x0100000, 0x0700000, 0x0640000 },
 129     { 0x16, 0x0180000, 0x0180000, 0x0680000, 0x0C00000 },
 130     { 0x17, 0x0580000, 0x0200000, 0x0E00000, 0x0C80000 },
 131     { 0x17, 0x0300000, 0x0300000, 0x0D00000, 0x1800000 },
 132     { 0x18, 0x0B00000, 0x0400000, 0x1C00000, 0x1900000 },
 133     { 0x18, 0x0600000, 0x0600000, 0x1A00000, 0x3000000 },
 134     { 0x19, 0x1600000, 0x0800000, 0x3800000, 0x3200000 },
 135     { 0x19, 0x0C00000, 0x0C00000, 0x3400000, 0x6000000 },
 136     { 0x1A, 0x2C00000, 0x1000000, 0x7000000, 0x6400000 },
 137     { 0x1A, 0x1800000, 0x1800000, 0x6800000, 0xC000000 },
 138 };
 139
 140 static int set_bps_params(AVCodecContext *avctx)
 141 {
 142     switch (avctx->bits_per_raw_sample) {
 143     case 8:
 144         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_U8P;
 145         break;
 146     case 16:
 147         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16P;
 148         break;
 149     case 24:
 150         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S32P;
 151         break;
 152     default:
 153         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid/unsupported bits per sample: %d\n",
 154                avctx->bits_per_raw_sample);
 155         return AVERROR_INVALIDDATA;
 156     }
 157
 158     return 0;
 159 }
 160
 161 static void set_sample_rate_params(AVCodecContext *avctx)
 162 {
 163     TAKDecContext *s  = avctx->priv_data;
 164     int shift         = 3 - (avctx->sample_rate / 11025);
 165     shift             = FFMAX(0, shift);
 166     s->uval           = FFALIGN(avctx->sample_rate + 511 >> 9, 4) << shift;
 167     s->subframe_scale = FFALIGN(avctx->sample_rate + 511 >> 9, 4) << 1;
 168 }
 169
 170 static av_cold int tak_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 171 {
 172     TAKDecContext *s = avctx->priv_data;
 173
 174     ff_tak_init_crc();
 175     ff_dsputil_init(&s->dsp, avctx);
 176
 177     s->avctx = avctx;
 178     avcodec_get_frame_defaults(&s->frame);
 179     avctx->coded_frame = &s->frame;
 180     avctx->bits_per_raw_sample = avctx->bits_per_coded_sample;
 181
 182     set_sample_rate_params(avctx);
 183
 184     return set_bps_params(avctx);
 185 }
 186
 187 static void decode_lpc(int32_t *coeffs, int mode, int length)
 188 {
 189     int i;
 190
 191     if (length < 2)
 192         return;
 193
 194     if (mode == 1) {
 195         int a1 = *coeffs++;
 196         for (i = 0; i < length - 1 >> 1; i++) {
 197             *coeffs   += a1;
 198             coeffs[1] += *coeffs;
 199             a1         = coeffs[1];
 200             coeffs    += 2;
 201         }
 202         if (length - 1 & 1)
 203             *coeffs += a1;
 204     } else if (mode == 2) {
 205         int a1    = coeffs[1];
 206         int a2    = a1 + *coeffs;
 207         coeffs[1] = a2;
 208         if (length > 2) {
 209             coeffs += 2;
 210             for (i = 0; i < length - 2 >> 1; i++) {
 211                 int a3    = *coeffs + a1;
 212                 int a4    = a3 + a2;
 213                 *coeffs   = a4;
 214                 a1        = coeffs[1] + a3;
 215                 a2        = a1 + a4;
 216                 coeffs[1] = a2;
 217                 coeffs   += 2;
 218             }
 219             if (length & 1)
 220                 *coeffs += a1 + a2;
 221         }
 222     } else if (mode == 3) {
 223         int a1    = coeffs[1];
 224         int a2    = a1 + *coeffs;
 225         coeffs[1] = a2;
 226         if (length > 2) {
 227             int a3  = coeffs[2];
 228             int a4  = a3 + a1;
 229             int a5  = a4 + a2;
 230             coeffs += 3;
 231             for (i = 0; i < length - 3; i++) {
 232                 a3     += *coeffs;
 233                 a4     += a3;
 234                 a5     += a4;
 235                 *coeffs = a5;
 236                 coeffs++;
 237             }
 238         }
 239     }
 240 }
 241
 242 static int decode_segment(TAKDecContext *s, int8_t mode, int32_t *decoded, int len)
 243 {
 244     struct CParam code;
 245     GetBitContext *gb = &s->gb;
 246     int i;
 247
 248     if (!mode) {
 249         memset(decoded, 0, len * sizeof(*decoded));
 250         return 0;
 251     }
 252
 253     if (mode > FF_ARRAY_ELEMS(xcodes))
 254         return AVERROR_INVALIDDATA;
 255     code = xcodes[mode - 1];
 256
 257     for (i = 0; i < len; i++) {
 258         int x = get_bits_long(gb, code.init);
 259         if (x >= code.escape && get_bits1(gb)) {
 260             x |= 1 << code.init;
 261             if (x >= code.aescape) {
 262                 int scale = get_unary(gb, 1, 9);
 263                 if (scale == 9) {
 264                     int scale_bits = get_bits(gb, 3);
 265                     if (scale_bits > 0) {
 266                         if (scale_bits == 7) {
 267                             scale_bits += get_bits(gb, 5);
 268                             if (scale_bits > 29)
 269                                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 270                         }
 271                         scale = get_bits_long(gb, scale_bits) + 1;
 272                         x    += code.scale * scale;
 273                     }
 274                     x += code.bias;
 275                 } else
 276                     x += code.scale * scale - code.escape;
 277             } else
 278                 x -= code.escape;
 279         }
 280         decoded[i] = (x >> 1) ^ -(x & 1);
 281     }
 282
 283     return 0;
 284 }
 285
 286 static int decode_residues(TAKDecContext *s, int32_t *decoded, int length)
 287 {
 288     GetBitContext *gb = &s->gb;
 289     int i, mode, ret;
 290
 291     if (length > s->nb_samples)
 292         return AVERROR_INVALIDDATA;
 293
 294     if (get_bits1(gb)) {
 295         int wlength, rval;
 296
 297         wlength = length / s->uval;
 298
 299         rval = length - (wlength * s->uval);
 300
 301         if (rval < s->uval / 2)
 302             rval += s->uval;
 303         else
 304             wlength++;
 305
 306         if (wlength <= 1 || wlength > 128)
 307             return AVERROR_INVALIDDATA;
 308
 309         s->coding_mode[0] = mode = get_bits(gb, 6);
 310
 311         for (i = 1; i < wlength; i++) {
 312             int c = get_unary(gb, 1, 6);
 313
 314             switch (c) {
 315             case 6:
 316                 mode = get_bits(gb, 6);
 317                 break;
 318             case 5:
 319             case 4:
 320             case 3: {
 321                 /* mode += sign ? (1 - c) : (c - 1) */
 322                 int sign = get_bits1(gb);
 323                 mode    += (-sign ^ (c - 1)) + sign;
 324                 break;
 325             }
 326             case 2:
 327                 mode++;
 328                 break;
 329             case 1:
 330                 mode--;
 331                 break;
 332             }
 333             s->coding_mode[i] = mode;
 334         }
 335
 336         i = 0;
 337         while (i < wlength) {
 338             int len = 0;
 339
 340             mode = s->coding_mode[i];
 341             do {
 342                 if (i >= wlength - 1)
 343                     len += rval;
 344                 else
 345                     len += s->uval;
 346                 i++;
 347
 348                 if (i == wlength)
 349                     break;
 350             } while (s->coding_mode[i] == mode);
 351
 352             if ((ret = decode_segment(s, mode, decoded, len)) < 0)
 353                 return ret;
 354             decoded += len;
 355         }
 356     } else {
 357         mode = get_bits(gb, 6);
 358         if ((ret = decode_segment(s, mode, decoded, length)) < 0)
 359             return ret;
 360     }
 361
 362     return 0;
 363 }
 364
 365 static int get_bits_esc4(GetBitContext *gb)
 366 {
 367     if (get_bits1(gb))
 368         return get_bits(gb, 4) + 1;
 369     else
 370         return 0;
 371 }
 372
 373 static int decode_subframe(TAKDecContext *s, int32_t *decoded,
 374                            int subframe_size, int prev_subframe_size)
 375 {
 376     GetBitContext *gb = &s->gb;
 377     int tmp, x, y, i, j, ret = 0;
 378     int dshift, size, filter_quant, filter_order;
 379     int tfilter[MAX_PREDICTORS];
 380
 381     if (!get_bits1(gb))
 382         return decode_residues(s, decoded, subframe_size);
 383
 384     filter_order = predictor_sizes[get_bits(gb, 4)];
 385
 386     if (prev_subframe_size > 0 && get_bits1(gb)) {
 387         if (filter_order > prev_subframe_size)
 388             return AVERROR_INVALIDDATA;
 389
 390         decoded       -= filter_order;
 391         subframe_size += filter_order;
 392
 393         if (filter_order > subframe_size)
 394             return AVERROR_INVALIDDATA;
 395     } else {
 396         int lpc_mode;
 397
 398         if (filter_order > subframe_size)
 399             return AVERROR_INVALIDDATA;
 400
 401         lpc_mode = get_bits(gb, 2);
 402         if (lpc_mode > 2)
 403             return AVERROR_INVALIDDATA;
 404
 405         if ((ret = decode_residues(s, decoded, filter_order)) < 0)
 406             return ret;
 407
 408         if (lpc_mode)
 409             decode_lpc(decoded, lpc_mode, filter_order);
 410     }
 411
 412     dshift = get_bits_esc4(gb);
 413     size   = get_bits1(gb) + 6;
 414
 415     filter_quant = 10;
 416     if (get_bits1(gb)) {
 417         filter_quant -= get_bits(gb, 3) + 1;
 418         if (filter_quant < 3)
 419             return AVERROR_INVALIDDATA;
 420     }
 421
 422     s->predictors[0] = get_sbits(gb, 10);
 423     s->predictors[1] = get_sbits(gb, 10);
 424     s->predictors[2] = get_sbits(gb, size) << (10 - size);
 425     s->predictors[3] = get_sbits(gb, size) << (10 - size);
 426     if (filter_order > 4) {
 427         tmp = size - get_bits1(gb);
 428
 429         for (i = 4; i < filter_order; i++) {
 430             if (!(i & 3))
 431                 x = tmp - get_bits(gb, 2);
 432             s->predictors[i] = get_sbits(gb, x) << (10 - size);
 433         }
 434     }
 435
 436     tfilter[0] = s->predictors[0] << 6;
 437     for (i = 1; i < filter_order; i++) {
 438         int32_t *p1 = &tfilter[0];
 439         int32_t *p2 = &tfilter[i - 1];
 440
 441         for (j = 0; j < (i + 1) / 2; j++) {
 442             x     = *p1 + (s->predictors[i] * *p2 + 256 >> 9);
 443             *p2  += s->predictors[i] * *p1 + 256 >> 9;
 444             *p1++ = x;
 445             p2--;
 446         }
 447
 448         tfilter[i] = s->predictors[i] << 6;
 449     }
 450
 451     x = 1 << (32 - (15 - filter_quant));
 452     y = 1 << ((15 - filter_quant) - 1);
 453     for (i = 0, j = filter_order - 1; i < filter_order / 2; i++, j--) {
 454         tmp = y + tfilter[j];
 455         s->filter[j] = x - ((tfilter[i] + y) >> (15 - filter_quant));
 456         s->filter[i] = x - ((tfilter[j] + y) >> (15 - filter_quant));
 457     }
 458
 459     if ((ret = decode_residues(s, &decoded[filter_order],
 460                                subframe_size - filter_order)) < 0)
 461         return ret;
 462
 463     for (i = 0; i < filter_order; i++)
 464         s->residues[i] = *decoded++ >> dshift;
 465
 466     y    = FF_ARRAY_ELEMS(s->residues) - filter_order;
 467     x    = subframe_size - filter_order;
 468     while (x > 0) {
 469         tmp = FFMIN(y, x);
 470
 471         for (i = 0; i < tmp; i++) {
 472             int v = 1 << (filter_quant - 1);
 473
 474             if (!(filter_order & 15)) {
 475                 v += s->dsp.scalarproduct_int16(&s->residues[i], s->filter,
 476                                                 filter_order);
 477             } else if (filter_order & 4) {
 478                 for (j = 0; j < filter_order; j += 4) {
 479                     v += s->residues[i + j + 3] * s->filter[j + 3] +
 480                          s->residues[i + j + 2] * s->filter[j + 2] +
 481                          s->residues[i + j + 1] * s->filter[j + 1] +
 482                          s->residues[i + j    ] * s->filter[j    ];
 483                 }
 484             } else {
 485                 for (j = 0; j < filter_order; j += 8) {
 486                     v += s->residues[i + j + 7] * s->filter[j + 7] +
 487                          s->residues[i + j + 6] * s->filter[j + 6] +
 488                          s->residues[i + j + 5] * s->filter[j + 5] +
 489                          s->residues[i + j + 4] * s->filter[j + 4] +
 490                          s->residues[i + j + 3] * s->filter[j + 3] +
 491                          s->residues[i + j + 2] * s->filter[j + 2] +
 492                          s->residues[i + j + 1] * s->filter[j + 1] +
 493                          s->residues[i + j    ] * s->filter[j    ];
 494                 }
 495             }
 496             v = (av_clip(v >> filter_quant, -8192, 8191) << dshift) - *decoded;
 497             *decoded++ = v;
 498             s->residues[filter_order + i] = v >> dshift;
 499         }
 500
 501         x -= tmp;
 502         if (x > 0)
 503             memcpy(s->residues, &s->residues[y], 2 * filter_order);
 504     }
 505
 506     emms_c();
 507
 508     return 0;
 509 }
 510
 511 static int decode_channel(TAKDecContext *s, int chan)
 512 {
 513     AVCodecContext *avctx = s->avctx;
 514     GetBitContext *gb     = &s->gb;
 515     int32_t *decoded      = s->decoded[chan];
 516     int left              = s->nb_samples - 1;
 517     int i = 0, ret, prev = 0;
 518
 519     s->sample_shift[chan] = get_bits_esc4(gb);
 520     if (s->sample_shift[chan] >= avctx->bits_per_raw_sample)
 521         return AVERROR_INVALIDDATA;
 522
 523     *decoded++ = get_sbits(gb, avctx->bits_per_raw_sample - s->sample_shift[chan]);
 524     s->lpc_mode[chan] = get_bits(gb, 2);
 525     s->nb_subframes   = get_bits(gb, 3) + 1;
 526
 527     if (s->nb_subframes > 1) {
 528         if (get_bits_left(gb) < (s->nb_subframes - 1) * 6)
 529             return AVERROR_INVALIDDATA;
 530
 531         for (; i < s->nb_subframes - 1; i++) {
 532             int v = get_bits(gb, 6);
 533
 534             s->subframe_len[i] = (v - prev) * s->subframe_scale;
 535             if (s->subframe_len[i] <= 0)
 536                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 537
 538             left -= s->subframe_len[i];
 539             prev  = v;
 540         }
 541
 542         if (left <= 0)
 543             return AVERROR_INVALIDDATA;
 544     }
 545     s->subframe_len[i] = left;
 546
 547     prev = 0;
 548     for (i = 0; i < s->nb_subframes; i++) {
 549         if ((ret = decode_subframe(s, decoded, s->subframe_len[i], prev)) < 0)
 550             return ret;
 551         decoded += s->subframe_len[i];
 552         prev     = s->subframe_len[i];
 553     }
 554
 555     return 0;
 556 }
 557
 558 static int decorrelate(TAKDecContext *s, int c1, int c2, int length)
 559 {
 560     GetBitContext *gb = &s->gb;
 561     int32_t *p1       = s->decoded[c1] + 1;
 562     int32_t *p2       = s->decoded[c2] + 1;
 563     int i;
 564     int dshift, dfactor;
 565
 566     switch (s->dmode) {
 567     case 1: /* left/side */
 568         for (i = 0; i < length; i++) {
 569             int32_t a = p1[i];
 570             int32_t b = p2[i];
 571             p2[i]     = a + b;
 572         }
 573         break;
 574     case 2: /* side/right */
 575         for (i = 0; i < length; i++) {
 576             int32_t a = p1[i];
 577             int32_t b = p2[i];
 578             p1[i]     = b - a;
 579         }
 580         break;
 581     case 3: /* side/mid */
 582         for (i = 0; i < length; i++) {
 583             int32_t a = p1[i];
 584             int32_t b = p2[i];
 585             a        -= b >> 1;
 586             p1[i]     = a;
 587             p2[i]     = a + b;
 588         }
 589         break;
 590     case 4: /* side/left with scale factor */
 591         FFSWAP(int32_t*, p1, p2);
 592     case 5: /* side/right with scale factor */
 593         dshift  = get_bits_esc4(gb);
 594         dfactor = get_sbits(gb, 10);
 595         for (i = 0; i < length; i++) {
 596             int32_t a = p1[i];
 597             int32_t b = p2[i];
 598             b         = dfactor * (b >> dshift) + 128 >> 8 << dshift;
 599             p1[i]     = b - a;
 600         }
 601         break;
 602     case 6:
 603         FFSWAP(int32_t*, p1, p2);
 604     case 7: {
 605         int length2, order_half, filter_order, dval1, dval2;
 606         int tmp, x, code_size;
 607
 608         if (length < 256)
 609             return AVERROR_INVALIDDATA;
 610
 611         dshift       = get_bits_esc4(gb);
 612         filter_order = 8 << get_bits1(gb);
 613         dval1        = get_bits1(gb);
 614         dval2        = get_bits1(gb);
 615
 616         for (i = 0; i < filter_order; i++) {
 617             if (!(i & 3))
 618                 code_size = 14 - get_bits(gb, 3);
 619             s->filter[i] = get_sbits(gb, code_size);
 620         }
 621
 622         order_half = filter_order / 2;
 623         length2    = length - (filter_order - 1);
 624
 625         /* decorrelate beginning samples */
 626         if (dval1) {
 627             for (i = 0; i < order_half; i++) {
 628                 int32_t a = p1[i];
 629                 int32_t b = p2[i];
 630                 p1[i]     = a + b;
 631             }
 632         }
 633
 634         /* decorrelate ending samples */
 635         if (dval2) {
 636             for (i = length2 + order_half; i < length; i++) {
 637                 int32_t a = p1[i];
 638                 int32_t b = p2[i];
 639                 p1[i]     = a + b;
 640             }
 641         }
 642
 643
 644         for (i = 0; i < filter_order; i++)
 645             s->residues[i] = *p2++ >> dshift;
 646
 647         p1 += order_half;
 648         x = FF_ARRAY_ELEMS(s->residues) - filter_order;
 649         for (; length2 > 0; length2 -= tmp) {
 650             tmp = FFMIN(length2, x);
 651
 652             for (i = 0; i < tmp; i++)
 653                 s->residues[filter_order + i] = *p2++ >> dshift;
 654
 655             for (i = 0; i < tmp; i++) {
 656                 int v = 1 << 9;
 657
 658                 if (filter_order == 16) {
 659                     v += s->dsp.scalarproduct_int16(&s->residues[i], s->filter,
 660                                                     filter_order);
 661                 } else {
 662                     v += s->residues[i + 7] * s->filter[7] +
 663                          s->residues[i + 6] * s->filter[6] +
 664                          s->residues[i + 5] * s->filter[5] +
 665                          s->residues[i + 4] * s->filter[4] +
 666                          s->residues[i + 3] * s->filter[3] +
 667                          s->residues[i + 2] * s->filter[2] +
 668                          s->residues[i + 1] * s->filter[1] +
 669                          s->residues[i    ] * s->filter[0];
 670                 }
 671
 672                 v = (av_clip(v >> 10, -8192, 8191) << dshift) - *p1;
 673                 *p1++ = v;
 674             }
 675
 676             memcpy(s->residues, &s->residues[tmp], 2 * filter_order);
 677         }
 678
 679         emms_c();
 680         break;
 681     }
 682     }
 683
 684     return 0;
 685 }
 686
 687 static int tak_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 688                             int *got_frame_ptr, AVPacket *pkt)
 689 {
 690     TAKDecContext *s  = avctx->priv_data;
 691     GetBitContext *gb = &s->gb;
 692     int chan, i, ret, hsize;
 693
 694     if (pkt->size < TAK_MIN_FRAME_HEADER_BYTES)
 695         return AVERROR_INVALIDDATA;
 696
 697     if ((ret = init_get_bits8(gb, pkt->data, pkt->size)) < 0)
 698         return ret;
 699
 700     if ((ret = ff_tak_decode_frame_header(avctx, gb, &s->ti, 0)) < 0)
 701         return ret;
 702
 703     if (avctx->err_recognition & AV_EF_CRCCHECK) {
 704         hsize = get_bits_count(gb) / 8;
 705         if (ff_tak_check_crc(pkt->data, hsize)) {
 706             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "CRC error\n");
 707             return AVERROR_INVALIDDATA;
 708         }
 709     }
 710
 711     if (s->ti.codec != TAK_CODEC_MONO_STEREO &&
 712         s->ti.codec != TAK_CODEC_MULTICHANNEL) {
 713         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported codec: %d\n", s->ti.codec);
 714         return AVERROR_PATCHWELCOME;
 715     }
 716     if (s->ti.data_type) {
 717         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 718                "unsupported data type: %d\n", s->ti.data_type);
 719         return AVERROR_INVALIDDATA;
 720     }
 721     if (s->ti.codec == TAK_CODEC_MONO_STEREO && s->ti.channels > 2) {
 722         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 723                "invalid number of channels: %d\n", s->ti.channels);
 724         return AVERROR_INVALIDDATA;
 725     }
 726     if (s->ti.channels > 6) {
 727         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 728                "unsupported number of channels: %d\n", s->ti.channels);
 729         return AVERROR_INVALIDDATA;
 730     }
 731
 732     if (s->ti.frame_samples <= 0) {
 733         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported/invalid number of samples\n");
 734         return AVERROR_INVALIDDATA;
 735     }
 736
 737     if (s->ti.bps != avctx->bits_per_raw_sample) {
 738         avctx->bits_per_raw_sample = s->ti.bps;
 739         if ((ret = set_bps_params(avctx)) < 0)
 740             return ret;
 741     }
 742     if (s->ti.sample_rate != avctx->sample_rate) {
 743         avctx->sample_rate = s->ti.sample_rate;
 744         set_sample_rate_params(avctx);
 745     }
 746     if (s->ti.ch_layout)
 747         avctx->channel_layout = s->ti.ch_layout;
 748     avctx->channels = s->ti.channels;
 749
 750     s->nb_samples = s->ti.last_frame_samples ? s->ti.last_frame_samples
 751                                              : s->ti.frame_samples;
 752
 753     s->frame.nb_samples = s->nb_samples;
 754     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, &s->frame)) < 0)
 755         return ret;
 756
 757     if (avctx->bits_per_raw_sample <= 16) {
 758         int buf_size = av_samples_get_buffer_size(NULL, avctx->channels,
 759                                                   s->nb_samples,
 760                                                   AV_SAMPLE_FMT_S32P, 0);
 761         av_fast_malloc(&s->decode_buffer, &s->decode_buffer_size, buf_size);
 762         if (!s->decode_buffer)
 763             return AVERROR(ENOMEM);
 764         ret = av_samples_fill_arrays((uint8_t **)s->decoded, NULL,
 765                                      s->decode_buffer, avctx->channels,
 766                                      s->nb_samples, AV_SAMPLE_FMT_S32P, 0);
 767         if (ret < 0)
 768             return ret;
 769     } else {
 770         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++)
 771             s->decoded[chan] = (int32_t *)s->frame.extended_data[chan];
 772     }
 773
 774     if (s->nb_samples < 16) {
 775         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
 776             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
 777             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
 778                 decoded[i] = get_sbits(gb, avctx->bits_per_raw_sample);
 779         }
 780     } else {
 781         if (s->ti.codec == TAK_CODEC_MONO_STEREO) {
 782             for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++)
 783                 if (ret = decode_channel(s, chan))
 784                     return ret;
 785
 786             if (avctx->channels == 2) {
 787                 s->nb_subframes = get_bits(gb, 1) + 1;
 788                 if (s->nb_subframes > 1) {
 789                     s->subframe_len[1] = get_bits(gb, 6);
 790                 }
 791
 792                 s->dmode = get_bits(gb, 3);
 793                 if (ret = decorrelate(s, 0, 1, s->nb_samples - 1))
 794                     return ret;
 795             }
 796         } else if (s->ti.codec == TAK_CODEC_MULTICHANNEL) {
 797             if (get_bits1(gb)) {
 798                 int ch_mask = 0;
 799
 800                 chan = get_bits(gb, 4) + 1;
 801                 if (chan > avctx->channels)
 802                     return AVERROR_INVALIDDATA;
 803
 804                 for (i = 0; i < chan; i++) {
 805                     int nbit = get_bits(gb, 4);
 806
 807                     if (nbit >= avctx->channels)
 808                         return AVERROR_INVALIDDATA;
 809
 810                     if (ch_mask & 1 << nbit)
 811                         return AVERROR_INVALIDDATA;
 812
 813                     s->mcdparams[i].present = get_bits1(gb);
 814                     if (s->mcdparams[i].present) {
 815                         s->mcdparams[i].index = get_bits(gb, 2);
 816                         s->mcdparams[i].chan2 = get_bits(gb, 4);
 817                         if (s->mcdparams[i].index == 1) {
 818                             if ((nbit == s->mcdparams[i].chan2) ||
 819                                 (ch_mask & 1 << s->mcdparams[i].chan2))
 820                                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 821
 822                             ch_mask |= 1 << s->mcdparams[i].chan2;
 823                         } else if (!(ch_mask & 1 << s->mcdparams[i].chan2)) {
 824                             return AVERROR_INVALIDDATA;
 825                         }
 826                     }
 827                     s->mcdparams[i].chan1 = nbit;
 828
 829                     ch_mask |= 1 << nbit;
 830                 }
 831             } else {
 832                 chan = avctx->channels;
 833                 for (i = 0; i < chan; i++) {
 834                     s->mcdparams[i].present = 0;
 835                     s->mcdparams[i].chan1   = i;
 836                 }
 837             }
 838
 839             for (i = 0; i < chan; i++) {
 840                 if (s->mcdparams[i].present && s->mcdparams[i].index == 1)
 841                     if (ret = decode_channel(s, s->mcdparams[i].chan2))
 842                         return ret;
 843
 844                 if (ret = decode_channel(s, s->mcdparams[i].chan1))
 845                     return ret;
 846
 847                 if (s->mcdparams[i].present) {
 848                     s->dmode = mc_dmodes[s->mcdparams[i].index];
 849                     if (ret = decorrelate(s,
 850                                           s->mcdparams[i].chan2,
 851                                           s->mcdparams[i].chan1,
 852                                           s->nb_samples - 1))
 853                         return ret;
 854                 }
 855             }
 856         }
 857
 858         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
 859             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
 860
 861             if (s->lpc_mode[chan])
 862                 decode_lpc(decoded, s->lpc_mode[chan], s->nb_samples);
 863
 864             if (s->sample_shift[chan] > 0)
 865                 for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
 866                     decoded[i] <<= s->sample_shift[chan];
 867         }
 868     }
 869
 870     align_get_bits(gb);
 871     skip_bits(gb, 24);
 872     if (get_bits_left(gb) < 0)
 873         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "overread\n");
 874     else if (get_bits_left(gb) > 0)
 875         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "underread\n");
 876
 877     if (avctx->err_recognition & AV_EF_CRCCHECK) {
 878         if (ff_tak_check_crc(pkt->data + hsize,
 879                              get_bits_count(gb) / 8 - hsize)) {
 880             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "CRC error\n");
 881             return AVERROR_INVALIDDATA;
 882         }
 883     }
 884
 885     /* convert to output buffer */
 886     switch (avctx->sample_fmt) {
 887     case AV_SAMPLE_FMT_U8P:
 888         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
 889             uint8_t *samples = (uint8_t *)s->frame.extended_data[chan];
 890             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
 891             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
 892                 samples[i] = decoded[i] + 0x80;
 893         }
 894         break;
 895     case AV_SAMPLE_FMT_S16P:
 896         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
 897             int16_t *samples = (int16_t *)s->frame.extended_data[chan];
 898             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
 899             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
 900                 samples[i] = decoded[i];
 901         }
 902         break;
 903     case AV_SAMPLE_FMT_S32P:
 904         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
 905             int32_t *samples = (int32_t *)s->frame.extended_data[chan];
 906             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
 907                 samples[i] <<= 8;
 908         }
 909         break;
 910     }
 911
 912     *got_frame_ptr   = 1;
 913     *(AVFrame *)data = s->frame;
 914
 915     return pkt->size;
 916 }
 917
 918 static av_cold int tak_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 919 {
 920     TAKDecContext *s = avctx->priv_data;
 921
 922     av_freep(&s->decode_buffer);
 923
 924     return 0;
 925 }
 926
 927 AVCodec ff_tak_decoder = {
 928     .name             = "tak",
 929     .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 930     .id               = AV_CODEC_ID_TAK,
 931     .priv_data_size   = sizeof(TAKDecContext),
 932     .init             = tak_decode_init,
 933     .close            = tak_decode_close,
 934     .decode           = tak_decode_frame,
 935     .capabilities     = CODEC_CAP_DR1,
 936     .long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("TAK (Tom's lossless Audio Kompressor)"),
 937     .sample_fmts      = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_U8P,
 938                                                         AV_SAMPLE_FMT_S16P,
 939                                                         AV_SAMPLE_FMT_S32P,
 940                                                         AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 941 };