]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/vorbis_dec.c
Fix misspelled parameter names in Doxygen documentation.
[ffmpeg] / libavcodec / vorbis_dec.c
1 /**
2  * @file
3  * Vorbis I decoder
4  * @author Denes Balatoni  ( dbalatoni programozo hu )
5  *
6  * This file is part of FFmpeg.
7  *
8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
10  * License as published by the Free Software Foundation; either
11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
12  *
13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
16  * Lesser General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
21  */
22
23 #undef V_DEBUG
24 //#define V_DEBUG
25 //#define AV_DEBUG(...) av_log(NULL, AV_LOG_INFO, __VA_ARGS__)
26
27 #include <math.h>
28
29 #define ALT_BITSTREAM_READER_LE
30 #include "avcodec.h"
31 #include "get_bits.h"
32 #include "dsputil.h"
33 #include "fft.h"
34
35 #include "vorbis.h"
36 #include "xiph.h"
37
38 #define V_NB_BITS 8
39 #define V_NB_BITS2 11
40 #define V_MAX_VLCS (1 << 16)
41 #define V_MAX_PARTITIONS (1 << 20)
42
43 #ifndef V_DEBUG
44 #define AV_DEBUG(...)
45 #endif
46
47 #undef NDEBUG
48 #include <assert.h>
49
50 typedef struct {
51     uint_fast8_t dimensions;
52     uint_fast8_t lookup_type;
53     uint_fast8_t maxdepth;
54     VLC vlc;
55     float *codevectors;
56     unsigned int nb_bits;
57 } vorbis_codebook;
58
59 typedef union  vorbis_floor_u  vorbis_floor_data;
60 typedef struct vorbis_floor0_s vorbis_floor0;
61 typedef struct vorbis_floor1_s vorbis_floor1;
62 struct vorbis_context_s;
63 typedef
64 uint_fast8_t (* vorbis_floor_decode_func)
65              (struct vorbis_context_s *, vorbis_floor_data *, float *);
66 typedef struct {
67     uint_fast8_t floor_type;
68     vorbis_floor_decode_func decode;
69     union vorbis_floor_u {
70         struct vorbis_floor0_s {
71             uint_fast8_t  order;
72             uint_fast16_t rate;
73             uint_fast16_t bark_map_size;
74             int_fast32_t *map[2];
75             uint_fast32_t map_size[2];
76             uint_fast8_t  amplitude_bits;
77             uint_fast8_t  amplitude_offset;
78             uint_fast8_t  num_books;
79             uint_fast8_t *book_list;
80             float        *lsp;
81         } t0;
82         struct vorbis_floor1_s {
83             uint_fast8_t partitions;
84             uint_fast8_t partition_class[32];
85             uint_fast8_t class_dimensions[16];
86             uint_fast8_t class_subclasses[16];
87             uint_fast8_t class_masterbook[16];
88             int_fast16_t subclass_books[16][8];
89             uint_fast8_t multiplier;
90             uint_fast16_t x_list_dim;
91             vorbis_floor1_entry *list;
92         } t1;
93     } data;
94 } vorbis_floor;
95
96 typedef struct {
97     uint_fast16_t type;
98     uint_fast32_t begin;
99     uint_fast32_t end;
100     uint_fast32_t partition_size;
101     uint_fast8_t  classifications;
102     uint_fast8_t  classbook;
103     int_fast16_t  books[64][8];
104     uint_fast8_t  maxpass;
105     uint_fast16_t ptns_to_read;
106     uint_fast8_t *classifs;
107 } vorbis_residue;
108
109 typedef struct {
110     uint_fast8_t  submaps;
111     uint_fast16_t coupling_steps;
112     uint_fast8_t *magnitude;
113     uint_fast8_t *angle;
114     uint_fast8_t *mux;
115     uint_fast8_t  submap_floor[16];
116     uint_fast8_t  submap_residue[16];
117 } vorbis_mapping;
118
119 typedef struct {
120     uint_fast8_t  blockflag;
121     uint_fast16_t windowtype;
122     uint_fast16_t transformtype;
123     uint_fast8_t  mapping;
124 } vorbis_mode;
125
126 typedef struct vorbis_context_s {
127     AVCodecContext *avccontext;
128     GetBitContext gb;
129     DSPContext dsp;
130
131     FFTContext mdct[2];
132     uint_fast8_t  first_frame;
133     uint_fast32_t version;
134     uint_fast8_t  audio_channels;
135     uint_fast32_t audio_samplerate;
136     uint_fast32_t bitrate_maximum;
137     uint_fast32_t bitrate_nominal;
138     uint_fast32_t bitrate_minimum;
139     uint_fast32_t blocksize[2];
140     const float  *win[2];
141     uint_fast16_t codebook_count;
142     vorbis_codebook *codebooks;
143     uint_fast8_t  floor_count;
144     vorbis_floor *floors;
145     uint_fast8_t  residue_count;
146     vorbis_residue *residues;
147     uint_fast8_t  mapping_count;
148     vorbis_mapping *mappings;
149     uint_fast8_t  mode_count;
150     vorbis_mode  *modes;
151     uint_fast8_t  mode_number; // mode number for the current packet
152     uint_fast8_t  previous_window;
153     float        *channel_residues;
154     float        *channel_floors;
155     float        *saved;
156     uint_fast32_t add_bias; // for float->int conversion
157     uint_fast32_t exp_bias;
158 } vorbis_context;
159
160 /* Helper functions */
161
162 #define BARK(x) \
163     (13.1f * atan(0.00074f * (x)) + 2.24f * atan(1.85e-8f * (x) * (x)) + 1e-4f * (x))
164
165 static const char idx_err_str[] = "Index value %d out of range (0 - %d) for %s at %s:%i\n";
166 #define VALIDATE_INDEX(idx, limit) \
167     if (idx >= limit) {\
168         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR,\
169                idx_err_str,\
170                (int)(idx), (int)(limit - 1), #idx, __FILE__, __LINE__);\
171         return -1;\
172     }
173 #define GET_VALIDATED_INDEX(idx, bits, limit) \
174     {\
175         idx = get_bits(gb, bits);\
176         VALIDATE_INDEX(idx, limit)\
177     }
178
179 static float vorbisfloat2float(uint_fast32_t val)
180 {
181     double mant = val & 0x1fffff;
182     long exp    = (val & 0x7fe00000L) >> 21;
183     if (val & 0x80000000)
184         mant = -mant;
185     return ldexp(mant, exp - 20 - 768);
186 }
187
188
189 // Free all allocated memory -----------------------------------------
190
191 static void vorbis_free(vorbis_context *vc)
192 {
193     int_fast16_t i;
194
195     av_freep(&vc->channel_residues);
196     av_freep(&vc->channel_floors);
197     av_freep(&vc->saved);
198
199     for (i = 0; i < vc->residue_count; i++)
200         av_free(vc->residues[i].classifs);
201     av_freep(&vc->residues);
202     av_freep(&vc->modes);
203
204     ff_mdct_end(&vc->mdct[0]);
205     ff_mdct_end(&vc->mdct[1]);
206
207     for (i = 0; i < vc->codebook_count; ++i) {
208         av_free(vc->codebooks[i].codevectors);
209         free_vlc(&vc->codebooks[i].vlc);
210     }
211     av_freep(&vc->codebooks);
212
213     for (i = 0; i < vc->floor_count; ++i) {
214         if (vc->floors[i].floor_type == 0) {
215             av_free(vc->floors[i].data.t0.map[0]);
216             av_free(vc->floors[i].data.t0.map[1]);
217             av_free(vc->floors[i].data.t0.book_list);
218             av_free(vc->floors[i].data.t0.lsp);
219         } else {
220             av_free(vc->floors[i].data.t1.list);
221         }
222     }
223     av_freep(&vc->floors);
224
225     for (i = 0; i < vc->mapping_count; ++i) {
226         av_free(vc->mappings[i].magnitude);
227         av_free(vc->mappings[i].angle);
228         av_free(vc->mappings[i].mux);
229     }
230     av_freep(&vc->mappings);
231 }
232
233 // Parse setup header -------------------------------------------------
234
235 // Process codebooks part
236
237 static int vorbis_parse_setup_hdr_codebooks(vorbis_context *vc)
238 {
239     uint_fast16_t cb;
240     uint8_t  *tmp_vlc_bits;
241     uint32_t *tmp_vlc_codes;
242     GetBitContext *gb = &vc->gb;
243     uint_fast16_t *codebook_multiplicands;
244
245     vc->codebook_count = get_bits(gb, 8) + 1;
246
247     AV_DEBUG(" Codebooks: %d \n", vc->codebook_count);
248
249     vc->codebooks = av_mallocz(vc->codebook_count * sizeof(vorbis_codebook));
250     tmp_vlc_bits  = av_mallocz(V_MAX_VLCS * sizeof(uint8_t));
251     tmp_vlc_codes = av_mallocz(V_MAX_VLCS * sizeof(uint32_t));
252     codebook_multiplicands = av_malloc(V_MAX_VLCS * sizeof(*codebook_multiplicands));
253
254     for (cb = 0; cb < vc->codebook_count; ++cb) {
255         vorbis_codebook *codebook_setup = &vc->codebooks[cb];
256         uint_fast8_t ordered;
257         uint_fast32_t t, used_entries = 0;
258         uint_fast32_t entries;
259
260         AV_DEBUG(" %d. Codebook \n", cb);
261
262         if (get_bits(gb, 24) != 0x564342) {
263             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " %"PRIdFAST16". Codebook setup data corrupt. \n", cb);
264             goto error;
265         }
266
267         codebook_setup->dimensions=get_bits(gb, 16);
268         if (codebook_setup->dimensions > 16 || codebook_setup->dimensions == 0) {
269             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " %"PRIdFAST16". Codebook's dimension is invalid (%d). \n", cb, codebook_setup->dimensions);
270             goto error;
271         }
272         entries = get_bits(gb, 24);
273         if (entries > V_MAX_VLCS) {
274             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " %"PRIdFAST16". Codebook has too many entries (%"PRIdFAST32"). \n", cb, entries);
275             goto error;
276         }
277
278         ordered = get_bits1(gb);
279
280         AV_DEBUG(" codebook_dimensions %d, codebook_entries %d \n", codebook_setup->dimensions, entries);
281
282         if (!ordered) {
283             uint_fast16_t ce;
284             uint_fast8_t  flag;
285             uint_fast8_t  sparse = get_bits1(gb);
286
287             AV_DEBUG(" not ordered \n");
288
289             if (sparse) {
290                 AV_DEBUG(" sparse \n");
291
292                 used_entries = 0;
293                 for (ce = 0; ce < entries; ++ce) {
294                     flag = get_bits1(gb);
295                     if (flag) {
296                         tmp_vlc_bits[ce] = get_bits(gb, 5) + 1;
297                         ++used_entries;
298                     } else
299                         tmp_vlc_bits[ce] = 0;
300                 }
301             } else {
302                 AV_DEBUG(" not sparse \n");
303
304                 used_entries = entries;
305                 for (ce = 0; ce < entries; ++ce)
306                     tmp_vlc_bits[ce] = get_bits(gb, 5) + 1;
307             }
308         } else {
309             uint_fast16_t current_entry = 0;
310             uint_fast8_t current_length = get_bits(gb, 5)+1;
311
312             AV_DEBUG(" ordered, current length: %d \n", current_length);  //FIXME
313
314             used_entries = entries;
315             for (; current_entry < used_entries && current_length <= 32; ++current_length) {
316                 uint_fast16_t i, number;
317
318                 AV_DEBUG(" number bits: %d ", ilog(entries - current_entry));
319
320                 number = get_bits(gb, ilog(entries - current_entry));
321
322                 AV_DEBUG(" number: %d \n", number);
323
324                 for (i = current_entry; i < number+current_entry; ++i)
325                     if (i < used_entries)
326                         tmp_vlc_bits[i] = current_length;
327
328                 current_entry+=number;
329             }
330             if (current_entry>used_entries) {
331                 av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " More codelengths than codes in codebook. \n");
332                 goto error;
333             }
334         }
335
336         codebook_setup->lookup_type = get_bits(gb, 4);
337
338         AV_DEBUG(" lookup type: %d : %s \n", codebook_setup->lookup_type, codebook_setup->lookup_type ? "vq" : "no lookup");
339
340 // If the codebook is used for (inverse) VQ, calculate codevectors.
341
342         if (codebook_setup->lookup_type == 1) {
343             uint_fast16_t i, j, k;
344             uint_fast16_t codebook_lookup_values = ff_vorbis_nth_root(entries, codebook_setup->dimensions);
345
346             float codebook_minimum_value = vorbisfloat2float(get_bits_long(gb, 32));
347             float codebook_delta_value   = vorbisfloat2float(get_bits_long(gb, 32));
348             uint_fast8_t codebook_value_bits = get_bits(gb, 4)+1;
349             uint_fast8_t codebook_sequence_p = get_bits1(gb);
350
351             AV_DEBUG(" We expect %d numbers for building the codevectors. \n", codebook_lookup_values);
352             AV_DEBUG("  delta %f minmum %f \n", codebook_delta_value, codebook_minimum_value);
353
354             for (i = 0; i < codebook_lookup_values; ++i) {
355                 codebook_multiplicands[i] = get_bits(gb, codebook_value_bits);
356
357                 AV_DEBUG(" multiplicands*delta+minmum : %e \n", (float)codebook_multiplicands[i]*codebook_delta_value+codebook_minimum_value);
358                 AV_DEBUG(" multiplicand %d \n", codebook_multiplicands[i]);
359             }
360
361 // Weed out unused vlcs and build codevector vector
362             codebook_setup->codevectors = used_entries ? av_mallocz(used_entries*codebook_setup->dimensions * sizeof(float)) : NULL;
363             for (j = 0, i = 0; i < entries; ++i) {
364                 uint_fast8_t dim = codebook_setup->dimensions;
365
366                 if (tmp_vlc_bits[i]) {
367                     float last = 0.0;
368                     uint_fast32_t lookup_offset = i;
369
370 #ifdef V_DEBUG
371                     av_log(vc->avccontext, AV_LOG_INFO, "Lookup offset %d ,", i);
372 #endif
373
374                     for (k = 0; k < dim; ++k) {
375                         uint_fast32_t multiplicand_offset = lookup_offset % codebook_lookup_values;
376                         codebook_setup->codevectors[j * dim + k] = codebook_multiplicands[multiplicand_offset] * codebook_delta_value + codebook_minimum_value + last;
377                         if (codebook_sequence_p)
378                             last = codebook_setup->codevectors[j * dim + k];
379                         lookup_offset/=codebook_lookup_values;
380                     }
381                     tmp_vlc_bits[j] = tmp_vlc_bits[i];
382
383 #ifdef V_DEBUG
384                     av_log(vc->avccontext, AV_LOG_INFO, "real lookup offset %d, vector: ", j);
385                     for (k = 0; k < dim; ++k)
386                         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_INFO, " %f ", codebook_setup->codevectors[j * dim + k]);
387                     av_log(vc->avccontext, AV_LOG_INFO, "\n");
388 #endif
389
390                     ++j;
391                 }
392             }
393             if (j != used_entries) {
394                 av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Bug in codevector vector building code. \n");
395                 goto error;
396             }
397             entries = used_entries;
398         } else if (codebook_setup->lookup_type >= 2) {
399             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Codebook lookup type not supported. \n");
400             goto error;
401         }
402
403 // Initialize VLC table
404         if (ff_vorbis_len2vlc(tmp_vlc_bits, tmp_vlc_codes, entries)) {
405             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Invalid code lengths while generating vlcs. \n");
406             goto error;
407         }
408         codebook_setup->maxdepth = 0;
409         for (t = 0; t < entries; ++t)
410             if (tmp_vlc_bits[t] >= codebook_setup->maxdepth)
411                 codebook_setup->maxdepth = tmp_vlc_bits[t];
412
413         if (codebook_setup->maxdepth > 3 * V_NB_BITS)
414             codebook_setup->nb_bits = V_NB_BITS2;
415         else
416             codebook_setup->nb_bits = V_NB_BITS;
417
418         codebook_setup->maxdepth = (codebook_setup->maxdepth+codebook_setup->nb_bits - 1) / codebook_setup->nb_bits;
419
420         if (init_vlc(&codebook_setup->vlc, codebook_setup->nb_bits, entries, tmp_vlc_bits, sizeof(*tmp_vlc_bits), sizeof(*tmp_vlc_bits), tmp_vlc_codes, sizeof(*tmp_vlc_codes), sizeof(*tmp_vlc_codes), INIT_VLC_LE)) {
421             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Error generating vlc tables. \n");
422             goto error;
423         }
424     }
425
426     av_free(tmp_vlc_bits);
427     av_free(tmp_vlc_codes);
428     av_free(codebook_multiplicands);
429     return 0;
430
431 // Error:
432 error:
433     av_free(tmp_vlc_bits);
434     av_free(tmp_vlc_codes);
435     av_free(codebook_multiplicands);
436     return -1;
437 }
438
439 // Process time domain transforms part (unused in Vorbis I)
440
441 static int vorbis_parse_setup_hdr_tdtransforms(vorbis_context *vc)
442 {
443     GetBitContext *gb = &vc->gb;
444     uint_fast8_t i;
445     uint_fast8_t vorbis_time_count = get_bits(gb, 6) + 1;
446
447     for (i = 0; i < vorbis_time_count; ++i) {
448         uint_fast16_t vorbis_tdtransform = get_bits(gb, 16);
449
450         AV_DEBUG(" Vorbis time domain transform %d: %d \n", vorbis_time_count, vorbis_tdtransform);
451
452         if (vorbis_tdtransform) {
453             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Vorbis time domain transform data nonzero. \n");
454             return -1;
455         }
456     }
457     return 0;
458 }
459
460 // Process floors part
461
462 static uint_fast8_t vorbis_floor0_decode(vorbis_context *vc,
463                                          vorbis_floor_data *vfu, float *vec);
464 static void create_map(vorbis_context *vc, uint_fast8_t floor_number);
465 static uint_fast8_t vorbis_floor1_decode(vorbis_context *vc,
466                                          vorbis_floor_data *vfu, float *vec);
467 static int vorbis_parse_setup_hdr_floors(vorbis_context *vc)
468 {
469     GetBitContext *gb = &vc->gb;
470     uint_fast16_t i,j,k;
471
472     vc->floor_count = get_bits(gb, 6) + 1;
473
474     vc->floors = av_mallocz(vc->floor_count * sizeof(vorbis_floor));
475
476     for (i = 0; i < vc->floor_count; ++i) {
477         vorbis_floor *floor_setup = &vc->floors[i];
478
479         floor_setup->floor_type = get_bits(gb, 16);
480
481         AV_DEBUG(" %d. floor type %d \n", i, floor_setup->floor_type);
482
483         if (floor_setup->floor_type == 1) {
484             int maximum_class = -1;
485             uint_fast8_t  rangebits;
486             uint_fast16_t floor1_values = 2;
487
488             floor_setup->decode = vorbis_floor1_decode;
489
490             floor_setup->data.t1.partitions = get_bits(gb, 5);
491
492             AV_DEBUG(" %d.floor: %d partitions \n", i, floor_setup->data.t1.partitions);
493
494             for (j = 0; j < floor_setup->data.t1.partitions; ++j) {
495                 floor_setup->data.t1.partition_class[j] = get_bits(gb, 4);
496                 if (floor_setup->data.t1.partition_class[j] > maximum_class)
497                     maximum_class = floor_setup->data.t1.partition_class[j];
498
499                 AV_DEBUG(" %d. floor %d partition class %d \n", i, j, floor_setup->data.t1.partition_class[j]);
500
501             }
502
503             AV_DEBUG(" maximum class %d \n", maximum_class);
504
505             for (j = 0; j <= maximum_class; ++j) {
506                 floor_setup->data.t1.class_dimensions[j] = get_bits(gb, 3) + 1;
507                 floor_setup->data.t1.class_subclasses[j] = get_bits(gb, 2);
508
509                 AV_DEBUG(" %d floor %d class dim: %d subclasses %d \n", i, j, floor_setup->data.t1.class_dimensions[j], floor_setup->data.t1.class_subclasses[j]);
510
511                 if (floor_setup->data.t1.class_subclasses[j]) {
512                     GET_VALIDATED_INDEX(floor_setup->data.t1.class_masterbook[j], 8, vc->codebook_count)
513
514                     AV_DEBUG("   masterbook: %d \n", floor_setup->data.t1.class_masterbook[j]);
515                 }
516
517                 for (k = 0; k < (1 << floor_setup->data.t1.class_subclasses[j]); ++k) {
518                     int16_t bits = get_bits(gb, 8) - 1;
519                     if (bits != -1)
520                         VALIDATE_INDEX(bits, vc->codebook_count)
521                     floor_setup->data.t1.subclass_books[j][k] = bits;
522
523                     AV_DEBUG("    book %d. : %d \n", k, floor_setup->data.t1.subclass_books[j][k]);
524                 }
525             }
526
527             floor_setup->data.t1.multiplier = get_bits(gb, 2) + 1;
528             floor_setup->data.t1.x_list_dim = 2;
529
530             for (j = 0; j < floor_setup->data.t1.partitions; ++j)
531                 floor_setup->data.t1.x_list_dim+=floor_setup->data.t1.class_dimensions[floor_setup->data.t1.partition_class[j]];
532
533             floor_setup->data.t1.list = av_mallocz(floor_setup->data.t1.x_list_dim * sizeof(vorbis_floor1_entry));
534
535
536             rangebits = get_bits(gb, 4);
537             floor_setup->data.t1.list[0].x = 0;
538             floor_setup->data.t1.list[1].x = (1 << rangebits);
539
540             for (j = 0; j < floor_setup->data.t1.partitions; ++j) {
541                 for (k = 0; k < floor_setup->data.t1.class_dimensions[floor_setup->data.t1.partition_class[j]]; ++k, ++floor1_values) {
542                     floor_setup->data.t1.list[floor1_values].x = get_bits(gb, rangebits);
543
544                     AV_DEBUG(" %d. floor1 Y coord. %d \n", floor1_values, floor_setup->data.t1.list[floor1_values].x);
545                 }
546             }
547
548 // Precalculate order of x coordinates - needed for decode
549             ff_vorbis_ready_floor1_list(floor_setup->data.t1.list, floor_setup->data.t1.x_list_dim);
550         } else if (floor_setup->floor_type == 0) {
551             uint_fast8_t max_codebook_dim = 0;
552
553             floor_setup->decode = vorbis_floor0_decode;
554
555             floor_setup->data.t0.order          = get_bits(gb,  8);
556             floor_setup->data.t0.rate           = get_bits(gb, 16);
557             floor_setup->data.t0.bark_map_size  = get_bits(gb, 16);
558             floor_setup->data.t0.amplitude_bits = get_bits(gb,  6);
559             /* zero would result in a div by zero later *
560              * 2^0 - 1 == 0                             */
561             if (floor_setup->data.t0.amplitude_bits == 0) {
562               av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR,
563                      "Floor 0 amplitude bits is 0.\n");
564               return -1;
565             }
566             floor_setup->data.t0.amplitude_offset = get_bits(gb, 8);
567             floor_setup->data.t0.num_books        = get_bits(gb, 4) + 1;
568
569             /* allocate mem for booklist */
570             floor_setup->data.t0.book_list =
571                 av_malloc(floor_setup->data.t0.num_books);
572             if (!floor_setup->data.t0.book_list)
573                 return -1;
574             /* read book indexes */
575             {
576                 int idx;
577                 uint_fast8_t book_idx;
578                 for (idx = 0; idx < floor_setup->data.t0.num_books; ++idx) {
579                     GET_VALIDATED_INDEX(floor_setup->data.t0.book_list[idx], 8, vc->codebook_count)
580                     if (vc->codebooks[book_idx].dimensions > max_codebook_dim)
581                         max_codebook_dim = vc->codebooks[book_idx].dimensions;
582                 }
583             }
584
585             create_map(vc, i);
586
587             /* allocate mem for lsp coefficients */
588             {
589                 /* codebook dim is for padding if codebook dim doesn't *
590                  * divide order+1 then we need to read more data       */
591                 floor_setup->data.t0.lsp =
592                     av_malloc((floor_setup->data.t0.order+1 + max_codebook_dim)
593                               * sizeof(float));
594                 if (!floor_setup->data.t0.lsp)
595                     return -1;
596             }
597
598 #ifdef V_DEBUG /* debug output parsed headers */
599             AV_DEBUG("floor0 order: %u\n", floor_setup->data.t0.order);
600             AV_DEBUG("floor0 rate: %u\n", floor_setup->data.t0.rate);
601             AV_DEBUG("floor0 bark map size: %u\n",
602               floor_setup->data.t0.bark_map_size);
603             AV_DEBUG("floor0 amplitude bits: %u\n",
604               floor_setup->data.t0.amplitude_bits);
605             AV_DEBUG("floor0 amplitude offset: %u\n",
606               floor_setup->data.t0.amplitude_offset);
607             AV_DEBUG("floor0 number of books: %u\n",
608               floor_setup->data.t0.num_books);
609             AV_DEBUG("floor0 book list pointer: %p\n",
610               floor_setup->data.t0.book_list);
611             {
612               int idx;
613               for (idx = 0; idx < floor_setup->data.t0.num_books; ++idx) {
614                   AV_DEBUG("  Book %d: %u\n",
615                            idx+1,
616                            floor_setup->data.t0.book_list[idx]);
617               }
618             }
619 #endif
620         } else {
621             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid floor type!\n");
622             return -1;
623         }
624     }
625     return 0;
626 }
627
628 // Process residues part
629
630 static int vorbis_parse_setup_hdr_residues(vorbis_context *vc)
631 {
632     GetBitContext *gb = &vc->gb;
633     uint_fast8_t i, j, k;
634
635     vc->residue_count = get_bits(gb, 6)+1;
636     vc->residues      = av_mallocz(vc->residue_count * sizeof(vorbis_residue));
637
638     AV_DEBUG(" There are %d residues. \n", vc->residue_count);
639
640     for (i = 0; i < vc->residue_count; ++i) {
641         vorbis_residue *res_setup = &vc->residues[i];
642         uint_fast8_t cascade[64];
643         uint_fast8_t high_bits;
644         uint_fast8_t low_bits;
645
646         res_setup->type = get_bits(gb, 16);
647
648         AV_DEBUG(" %d. residue type %d \n", i, res_setup->type);
649
650         res_setup->begin          = get_bits(gb, 24);
651         res_setup->end            = get_bits(gb, 24);
652         res_setup->partition_size = get_bits(gb, 24) + 1;
653         /* Validations to prevent a buffer overflow later. */
654         if (res_setup->begin>res_setup->end ||
655             res_setup->end > vc->avccontext->channels * vc->blocksize[1] / (res_setup->type == 2 ? 1 : 2) ||
656             (res_setup->end-res_setup->begin) / res_setup->partition_size > V_MAX_PARTITIONS) {
657             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "partition out of bounds: type, begin, end, size, blocksize: %"PRIdFAST16", %"PRIdFAST32", %"PRIdFAST32", %"PRIdFAST32", %"PRIdFAST32"\n", res_setup->type, res_setup->begin, res_setup->end, res_setup->partition_size, vc->blocksize[1] / 2);
658             return -1;
659         }
660
661         res_setup->classifications = get_bits(gb, 6) + 1;
662         GET_VALIDATED_INDEX(res_setup->classbook, 8, vc->codebook_count)
663
664         res_setup->ptns_to_read =
665             (res_setup->end - res_setup->begin) / res_setup->partition_size;
666         res_setup->classifs = av_malloc(res_setup->ptns_to_read *
667                                         vc->audio_channels *
668                                         sizeof(*res_setup->classifs));
669
670         AV_DEBUG("    begin %d end %d part.size %d classif.s %d classbook %d \n", res_setup->begin, res_setup->end, res_setup->partition_size,
671           res_setup->classifications, res_setup->classbook);
672
673         for (j = 0; j < res_setup->classifications; ++j) {
674             high_bits = 0;
675             low_bits  = get_bits(gb, 3);
676             if (get_bits1(gb))
677                 high_bits = get_bits(gb, 5);
678             cascade[j] = (high_bits << 3) + low_bits;
679
680             AV_DEBUG("     %d class casscade depth: %d \n", j, ilog(cascade[j]));
681         }
682
683         res_setup->maxpass = 0;
684         for (j = 0; j < res_setup->classifications; ++j) {
685             for (k = 0; k < 8; ++k) {
686                 if (cascade[j]&(1 << k)) {
687                     GET_VALIDATED_INDEX(res_setup->books[j][k], 8, vc->codebook_count)
688
689                     AV_DEBUG("     %d class casscade depth %d book: %d \n", j, k, res_setup->books[j][k]);
690
691                     if (k>res_setup->maxpass)
692                         res_setup->maxpass = k;
693                 } else {
694                     res_setup->books[j][k] = -1;
695                 }
696             }
697         }
698     }
699     return 0;
700 }
701
702 // Process mappings part
703
704 static int vorbis_parse_setup_hdr_mappings(vorbis_context *vc)
705 {
706     GetBitContext *gb = &vc->gb;
707     uint_fast8_t i, j;
708
709     vc->mapping_count = get_bits(gb, 6)+1;
710     vc->mappings      = av_mallocz(vc->mapping_count * sizeof(vorbis_mapping));
711
712     AV_DEBUG(" There are %d mappings. \n", vc->mapping_count);
713
714     for (i = 0; i < vc->mapping_count; ++i) {
715         vorbis_mapping *mapping_setup = &vc->mappings[i];
716
717         if (get_bits(gb, 16)) {
718             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Other mappings than type 0 are not compliant with the Vorbis I specification. \n");
719             return -1;
720         }
721         if (get_bits1(gb)) {
722             mapping_setup->submaps = get_bits(gb, 4) + 1;
723         } else {
724             mapping_setup->submaps = 1;
725         }
726
727         if (get_bits1(gb)) {
728             mapping_setup->coupling_steps = get_bits(gb, 8) + 1;
729             mapping_setup->magnitude      = av_mallocz(mapping_setup->coupling_steps * sizeof(uint_fast8_t));
730             mapping_setup->angle          = av_mallocz(mapping_setup->coupling_steps * sizeof(uint_fast8_t));
731             for (j = 0; j < mapping_setup->coupling_steps; ++j) {
732                 GET_VALIDATED_INDEX(mapping_setup->magnitude[j], ilog(vc->audio_channels - 1), vc->audio_channels)
733                 GET_VALIDATED_INDEX(mapping_setup->angle[j],     ilog(vc->audio_channels - 1), vc->audio_channels)
734             }
735         } else {
736             mapping_setup->coupling_steps = 0;
737         }
738
739         AV_DEBUG("   %d mapping coupling steps: %d \n", i, mapping_setup->coupling_steps);
740
741         if (get_bits(gb, 2)) {
742             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "%d. mapping setup data invalid. \n", i);
743             return -1; // following spec.
744         }
745
746         if (mapping_setup->submaps>1) {
747             mapping_setup->mux = av_mallocz(vc->audio_channels * sizeof(uint_fast8_t));
748             for (j = 0; j < vc->audio_channels; ++j)
749                 mapping_setup->mux[j] = get_bits(gb, 4);
750         }
751
752         for (j = 0; j < mapping_setup->submaps; ++j) {
753             skip_bits(gb, 8); // FIXME check?
754             GET_VALIDATED_INDEX(mapping_setup->submap_floor[j],   8, vc->floor_count)
755             GET_VALIDATED_INDEX(mapping_setup->submap_residue[j], 8, vc->residue_count)
756
757             AV_DEBUG("   %d mapping %d submap : floor %d, residue %d \n", i, j, mapping_setup->submap_floor[j], mapping_setup->submap_residue[j]);
758         }
759     }
760     return 0;
761 }
762
763 // Process modes part
764
765 static void create_map(vorbis_context *vc, uint_fast8_t floor_number)
766 {
767     vorbis_floor *floors = vc->floors;
768     vorbis_floor0 *vf;
769     int idx;
770     int_fast8_t blockflag;
771     int_fast32_t *map;
772     int_fast32_t n; //TODO: could theoretically be smaller?
773
774     for (blockflag = 0; blockflag < 2; ++blockflag) {
775         n = vc->blocksize[blockflag] / 2;
776         floors[floor_number].data.t0.map[blockflag] =
777             av_malloc((n+1) * sizeof(int_fast32_t)); // n + sentinel
778
779         map =  floors[floor_number].data.t0.map[blockflag];
780         vf  = &floors[floor_number].data.t0;
781
782         for (idx = 0; idx < n; ++idx) {
783             map[idx] = floor(BARK((vf->rate * idx) / (2.0f * n)) *
784                              ((vf->bark_map_size) /
785                               BARK(vf->rate / 2.0f)));
786             if (vf->bark_map_size-1 < map[idx])
787                 map[idx] = vf->bark_map_size - 1;
788         }
789         map[n] = -1;
790         vf->map_size[blockflag] = n;
791     }
792
793 #   ifdef V_DEBUG
794     for (idx = 0; idx <= n; ++idx) {
795         AV_DEBUG("floor0 map: map at pos %d is %d\n",
796                  idx, map[idx]);
797     }
798 #   endif
799 }
800
801 static int vorbis_parse_setup_hdr_modes(vorbis_context *vc)
802 {
803     GetBitContext *gb = &vc->gb;
804     uint_fast8_t i;
805
806     vc->mode_count = get_bits(gb, 6) + 1;
807     vc->modes      = av_mallocz(vc->mode_count * sizeof(vorbis_mode));
808
809     AV_DEBUG(" There are %d modes.\n", vc->mode_count);
810
811     for (i = 0; i < vc->mode_count; ++i) {
812         vorbis_mode *mode_setup = &vc->modes[i];
813
814         mode_setup->blockflag     = get_bits1(gb);
815         mode_setup->windowtype    = get_bits(gb, 16); //FIXME check
816         mode_setup->transformtype = get_bits(gb, 16); //FIXME check
817         GET_VALIDATED_INDEX(mode_setup->mapping, 8, vc->mapping_count);
818
819         AV_DEBUG(" %d mode: blockflag %d, windowtype %d, transformtype %d, mapping %d \n", i, mode_setup->blockflag, mode_setup->windowtype, mode_setup->transformtype, mode_setup->mapping);
820     }
821     return 0;
822 }
823
824 // Process the whole setup header using the functions above
825
826 static int vorbis_parse_setup_hdr(vorbis_context *vc)
827 {
828     GetBitContext *gb = &vc->gb;
829
830     if ((get_bits(gb, 8) != 'v') || (get_bits(gb, 8) != 'o') ||
831         (get_bits(gb, 8) != 'r') || (get_bits(gb, 8) != 'b') ||
832         (get_bits(gb, 8) != 'i') || (get_bits(gb, 8) != 's')) {
833         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (no vorbis signature). \n");
834         return -1;
835     }
836
837     if (vorbis_parse_setup_hdr_codebooks(vc)) {
838         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (codebooks). \n");
839         return -2;
840     }
841     if (vorbis_parse_setup_hdr_tdtransforms(vc)) {
842         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (time domain transforms). \n");
843         return -3;
844     }
845     if (vorbis_parse_setup_hdr_floors(vc)) {
846         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (floors). \n");
847         return -4;
848     }
849     if (vorbis_parse_setup_hdr_residues(vc)) {
850         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (residues). \n");
851         return -5;
852     }
853     if (vorbis_parse_setup_hdr_mappings(vc)) {
854         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (mappings). \n");
855         return -6;
856     }
857     if (vorbis_parse_setup_hdr_modes(vc)) {
858         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (modes). \n");
859         return -7;
860     }
861     if (!get_bits1(gb)) {
862         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (framing flag). \n");
863         return -8; // framing flag bit unset error
864     }
865
866     return 0;
867 }
868
869 // Process the identification header
870
871 static int vorbis_parse_id_hdr(vorbis_context *vc)
872 {
873     GetBitContext *gb = &vc->gb;
874     uint_fast8_t bl0, bl1;
875
876     if ((get_bits(gb, 8) != 'v') || (get_bits(gb, 8) != 'o') ||
877         (get_bits(gb, 8) != 'r') || (get_bits(gb, 8) != 'b') ||
878         (get_bits(gb, 8) != 'i') || (get_bits(gb, 8) != 's')) {
879         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis id header packet corrupt (no vorbis signature). \n");
880         return -1;
881     }
882
883     vc->version        = get_bits_long(gb, 32);    //FIXME check 0
884     vc->audio_channels = get_bits(gb, 8);
885     if (vc->audio_channels <= 0) {
886         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid number of channels\n");
887         return -1;
888     }
889     vc->audio_samplerate = get_bits_long(gb, 32);
890     if (vc->audio_samplerate <= 0) {
891         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid samplerate\n");
892         return -1;
893     }
894     vc->bitrate_maximum = get_bits_long(gb, 32);
895     vc->bitrate_nominal = get_bits_long(gb, 32);
896     vc->bitrate_minimum = get_bits_long(gb, 32);
897     bl0 = get_bits(gb, 4);
898     bl1 = get_bits(gb, 4);
899     vc->blocksize[0] = (1 << bl0);
900     vc->blocksize[1] = (1 << bl1);
901     if (bl0 > 13 || bl0 < 6 || bl1 > 13 || bl1 < 6 || bl1 < bl0) {
902         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis id header packet corrupt (illegal blocksize). \n");
903         return -3;
904     }
905     // output format int16
906     if (vc->blocksize[1] / 2 * vc->audio_channels * 2 > AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE) {
907         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Vorbis channel count makes "
908                "output packets too large.\n");
909         return -4;
910     }
911     vc->win[0] = ff_vorbis_vwin[bl0 - 6];
912     vc->win[1] = ff_vorbis_vwin[bl1 - 6];
913
914     if ((get_bits1(gb)) == 0) {
915         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis id header packet corrupt (framing flag not set). \n");
916         return -2;
917     }
918
919     vc->channel_residues =  av_malloc((vc->blocksize[1]  / 2) * vc->audio_channels * sizeof(float));
920     vc->channel_floors   =  av_malloc((vc->blocksize[1]  / 2) * vc->audio_channels * sizeof(float));
921     vc->saved            =  av_mallocz((vc->blocksize[1] / 4) * vc->audio_channels * sizeof(float));
922     vc->previous_window  = 0;
923
924     ff_mdct_init(&vc->mdct[0], bl0, 1, vc->exp_bias ? -(1 << 15) : -1.0);
925     ff_mdct_init(&vc->mdct[1], bl1, 1, vc->exp_bias ? -(1 << 15) : -1.0);
926
927     AV_DEBUG(" vorbis version %d \n audio_channels %d \n audio_samplerate %d \n bitrate_max %d \n bitrate_nom %d \n bitrate_min %d \n blk_0 %d blk_1 %d \n ",
928             vc->version, vc->audio_channels, vc->audio_samplerate, vc->bitrate_maximum, vc->bitrate_nominal, vc->bitrate_minimum, vc->blocksize[0], vc->blocksize[1]);
929
930 /*
931     BLK = vc->blocksize[0];
932     for (i = 0; i < BLK / 2; ++i) {
933         vc->win[0][i] = sin(0.5*3.14159265358*(sin(((float)i + 0.5) / (float)BLK*3.14159265358))*(sin(((float)i + 0.5) / (float)BLK*3.14159265358)));
934     }
935 */
936
937     return 0;
938 }
939
940 // Process the extradata using the functions above (identification header, setup header)
941
942 static av_cold int vorbis_decode_init(AVCodecContext *avccontext)
943 {
944     vorbis_context *vc = avccontext->priv_data ;
945     uint8_t *headers   = avccontext->extradata;
946     int headers_len    = avccontext->extradata_size;
947     uint8_t *header_start[3];
948     int header_len[3];
949     GetBitContext *gb = &(vc->gb);
950     int hdr_type;
951
952     vc->avccontext = avccontext;
953     dsputil_init(&vc->dsp, avccontext);
954
955     if (vc->dsp.float_to_int16_interleave == ff_float_to_int16_interleave_c) {
956         vc->add_bias = 385;
957         vc->exp_bias = 0;
958     } else {
959         vc->add_bias = 0;
960         vc->exp_bias = 15 << 23;
961     }
962
963     if (!headers_len) {
964         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Extradata missing.\n");
965         return -1;
966     }
967
968     if (ff_split_xiph_headers(headers, headers_len, 30, header_start, header_len) < 0) {
969         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Extradata corrupt.\n");
970         return -1;
971     }
972
973     init_get_bits(gb, header_start[0], header_len[0]*8);
974     hdr_type = get_bits(gb, 8);
975     if (hdr_type != 1) {
976         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "First header is not the id header.\n");
977         return -1;
978     }
979     if (vorbis_parse_id_hdr(vc)) {
980         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Id header corrupt.\n");
981         vorbis_free(vc);
982         return -1;
983     }
984
985     init_get_bits(gb, header_start[2], header_len[2]*8);
986     hdr_type = get_bits(gb, 8);
987     if (hdr_type != 5) {
988         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Third header is not the setup header.\n");
989         vorbis_free(vc);
990         return -1;
991     }
992     if (vorbis_parse_setup_hdr(vc)) {
993         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Setup header corrupt.\n");
994         vorbis_free(vc);
995         return -1;
996     }
997
998     if (vc->audio_channels > 8)
999         avccontext->channel_layout = 0;
1000     else
1001         avccontext->channel_layout = ff_vorbis_channel_layouts[vc->audio_channels - 1];
1002
1003     avccontext->channels    = vc->audio_channels;
1004     avccontext->sample_rate = vc->audio_samplerate;
1005     avccontext->frame_size  = FFMIN(vc->blocksize[0], vc->blocksize[1]) >> 2;
1006     avccontext->sample_fmt  = SAMPLE_FMT_S16;
1007
1008     return 0 ;
1009 }
1010
1011 // Decode audiopackets -------------------------------------------------
1012
1013 // Read and decode floor
1014
1015 static uint_fast8_t vorbis_floor0_decode(vorbis_context *vc,
1016                                          vorbis_floor_data *vfu, float *vec)
1017 {
1018     vorbis_floor0 *vf = &vfu->t0;
1019     float *lsp = vf->lsp;
1020     uint_fast32_t amplitude;
1021     uint_fast32_t book_idx;
1022     uint_fast8_t blockflag = vc->modes[vc->mode_number].blockflag;
1023
1024     amplitude = get_bits(&vc->gb, vf->amplitude_bits);
1025     if (amplitude > 0) {
1026         float last = 0;
1027         uint_fast16_t lsp_len = 0;
1028         uint_fast16_t idx;
1029         vorbis_codebook codebook;
1030
1031         book_idx = get_bits(&vc->gb, ilog(vf->num_books));
1032         if (book_idx >= vf->num_books) {
1033             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR,
1034                     "floor0 dec: booknumber too high!\n");
1035             book_idx =  0;
1036             //FIXME: look above
1037         }
1038         AV_DEBUG("floor0 dec: booknumber: %u\n", book_idx);
1039         codebook = vc->codebooks[vf->book_list[book_idx]];
1040
1041         while (lsp_len<vf->order) {
1042             int vec_off;
1043
1044             AV_DEBUG("floor0 dec: book dimension: %d\n", codebook.dimensions);
1045             AV_DEBUG("floor0 dec: maximum depth: %d\n", codebook.maxdepth);
1046             /* read temp vector */
1047             vec_off = get_vlc2(&vc->gb, codebook.vlc.table,
1048                                codebook.nb_bits, codebook.maxdepth)
1049                       * codebook.dimensions;
1050             AV_DEBUG("floor0 dec: vector offset: %d\n", vec_off);
1051             /* copy each vector component and add last to it */
1052             for (idx = 0; idx < codebook.dimensions; ++idx)
1053                 lsp[lsp_len+idx] = codebook.codevectors[vec_off+idx] + last;
1054             last = lsp[lsp_len+idx-1]; /* set last to last vector component */
1055
1056             lsp_len += codebook.dimensions;
1057         }
1058 #ifdef V_DEBUG
1059         /* DEBUG: output lsp coeffs */
1060         {
1061             int idx;
1062             for (idx = 0; idx < lsp_len; ++idx)
1063                 AV_DEBUG("floor0 dec: coeff at %d is %f\n", idx, lsp[idx]);
1064         }
1065 #endif
1066
1067         /* synthesize floor output vector */
1068         {
1069             int i;
1070             int order = vf->order;
1071             float wstep = M_PI / vf->bark_map_size;
1072
1073             for (i = 0; i < order; i++)
1074                 lsp[i] = 2.0f * cos(lsp[i]);
1075
1076             AV_DEBUG("floor0 synth: map_size = %d; m = %d; wstep = %f\n",
1077                      vf->map_size, order, wstep);
1078
1079             i = 0;
1080             while (i < vf->map_size[blockflag]) {
1081                 int j, iter_cond = vf->map[blockflag][i];
1082                 float p = 0.5f;
1083                 float q = 0.5f;
1084                 float two_cos_w = 2.0f * cos(wstep * iter_cond); // needed all times
1085
1086                 /* similar part for the q and p products */
1087                 for (j = 0; j + 1 < order; j += 2) {
1088                     q *= lsp[j]     - two_cos_w;
1089                     p *= lsp[j + 1] - two_cos_w;
1090                 }
1091                 if (j == order) { // even order
1092                     p *= p * (2.0f - two_cos_w);
1093                     q *= q * (2.0f + two_cos_w);
1094                 } else { // odd order
1095                     q *= two_cos_w-lsp[j]; // one more time for q
1096
1097                     /* final step and square */
1098                     p *= p * (4.f - two_cos_w * two_cos_w);
1099                     q *= q;
1100                 }
1101
1102                 /* calculate linear floor value */
1103                 {
1104                     q = exp((((amplitude*vf->amplitude_offset) /
1105                               (((1 << vf->amplitude_bits) - 1) * sqrt(p + q)))
1106                              - vf->amplitude_offset) * .11512925f);
1107                 }
1108
1109                 /* fill vector */
1110                 do {
1111                     vec[i] = q; ++i;
1112                 } while (vf->map[blockflag][i] == iter_cond);
1113             }
1114         }
1115     } else {
1116         /* this channel is unused */
1117         return 1;
1118     }
1119
1120     AV_DEBUG(" Floor0 decoded\n");
1121
1122     return 0;
1123 }
1124
1125 static uint_fast8_t vorbis_floor1_decode(vorbis_context *vc,
1126                                          vorbis_floor_data *vfu, float *vec)
1127 {
1128     vorbis_floor1 *vf = &vfu->t1;
1129     GetBitContext *gb = &vc->gb;
1130     uint_fast16_t range_v[4] = { 256, 128, 86, 64 };
1131     uint_fast16_t range = range_v[vf->multiplier-1];
1132     uint_fast16_t floor1_Y[258];
1133     uint_fast16_t floor1_Y_final[258];
1134     int floor1_flag[258];
1135     uint_fast8_t class_;
1136     uint_fast8_t cdim;
1137     uint_fast8_t cbits;
1138     uint_fast8_t csub;
1139     uint_fast8_t cval;
1140     int_fast16_t book;
1141     uint_fast16_t offset;
1142     uint_fast16_t i,j;
1143     /*u*/int_fast16_t adx, ady, off, predicted; // WTF ? dy/adx =  (unsigned)dy/adx ?
1144     int_fast16_t dy, err;
1145
1146
1147     if (!get_bits1(gb)) // silence
1148         return 1;
1149
1150 // Read values (or differences) for the floor's points
1151
1152     floor1_Y[0] = get_bits(gb, ilog(range - 1));
1153     floor1_Y[1] = get_bits(gb, ilog(range - 1));
1154
1155     AV_DEBUG("floor 0 Y %d floor 1 Y %d \n", floor1_Y[0], floor1_Y[1]);
1156
1157     offset = 2;
1158     for (i = 0; i < vf->partitions; ++i) {
1159         class_ = vf->partition_class[i];
1160         cdim   = vf->class_dimensions[class_];
1161         cbits  = vf->class_subclasses[class_];
1162         csub = (1 << cbits) - 1;
1163         cval = 0;
1164
1165         AV_DEBUG("Cbits %d \n", cbits);
1166
1167         if (cbits) // this reads all subclasses for this partition's class
1168             cval = get_vlc2(gb, vc->codebooks[vf->class_masterbook[class_]].vlc.table,
1169                             vc->codebooks[vf->class_masterbook[class_]].nb_bits, 3);
1170
1171         for (j = 0; j < cdim; ++j) {
1172             book = vf->subclass_books[class_][cval & csub];
1173
1174             AV_DEBUG("book %d Cbits %d cval %d  bits:%d \n", book, cbits, cval, get_bits_count(gb));
1175
1176             cval = cval >> cbits;
1177             if (book > -1) {
1178                 floor1_Y[offset+j] = get_vlc2(gb, vc->codebooks[book].vlc.table,
1179                 vc->codebooks[book].nb_bits, 3);
1180             } else {
1181                 floor1_Y[offset+j] = 0;
1182             }
1183
1184             AV_DEBUG(" floor(%d) = %d \n", vf->list[offset+j].x, floor1_Y[offset+j]);
1185         }
1186         offset+=cdim;
1187     }
1188
1189 // Amplitude calculation from the differences
1190
1191     floor1_flag[0] = 1;
1192     floor1_flag[1] = 1;
1193     floor1_Y_final[0] = floor1_Y[0];
1194     floor1_Y_final[1] = floor1_Y[1];
1195
1196     for (i = 2; i < vf->x_list_dim; ++i) {
1197         uint_fast16_t val, highroom, lowroom, room;
1198         uint_fast16_t high_neigh_offs;
1199         uint_fast16_t low_neigh_offs;
1200
1201         low_neigh_offs  = vf->list[i].low;
1202         high_neigh_offs = vf->list[i].high;
1203         dy  = floor1_Y_final[high_neigh_offs] - floor1_Y_final[low_neigh_offs];  // render_point begin
1204         adx = vf->list[high_neigh_offs].x - vf->list[low_neigh_offs].x;
1205         ady = FFABS(dy);
1206         err = ady * (vf->list[i].x - vf->list[low_neigh_offs].x);
1207         off = (int16_t)err / (int16_t)adx;
1208         if (dy < 0) {
1209             predicted = floor1_Y_final[low_neigh_offs] - off;
1210         } else {
1211             predicted = floor1_Y_final[low_neigh_offs] + off;
1212         } // render_point end
1213
1214         val = floor1_Y[i];
1215         highroom = range-predicted;
1216         lowroom  = predicted;
1217         if (highroom < lowroom) {
1218             room = highroom * 2;
1219         } else {
1220             room = lowroom * 2;   // SPEC mispelling
1221         }
1222         if (val) {
1223             floor1_flag[low_neigh_offs]  = 1;
1224             floor1_flag[high_neigh_offs] = 1;
1225             floor1_flag[i]               = 1;
1226             if (val >= room) {
1227                 if (highroom > lowroom) {
1228                     floor1_Y_final[i] = val - lowroom + predicted;
1229                 } else {
1230                     floor1_Y_final[i] = predicted - val + highroom - 1;
1231                 }
1232             } else {
1233                 if (val & 1) {
1234                     floor1_Y_final[i] = predicted - (val + 1) / 2;
1235                 } else {
1236                     floor1_Y_final[i] = predicted + val / 2;
1237                 }
1238             }
1239         } else {
1240             floor1_flag[i]    = 0;
1241             floor1_Y_final[i] = predicted;
1242         }
1243
1244         AV_DEBUG(" Decoded floor(%d) = %d / val %d \n", vf->list[i].x, floor1_Y_final[i], val);
1245     }
1246
1247 // Curve synth - connect the calculated dots and convert from dB scale FIXME optimize ?
1248
1249     ff_vorbis_floor1_render_list(vf->list, vf->x_list_dim, floor1_Y_final, floor1_flag, vf->multiplier, vec, vf->list[1].x);
1250
1251     AV_DEBUG(" Floor decoded\n");
1252
1253     return 0;
1254 }
1255
1256 // Read and decode residue
1257
1258 static av_always_inline int vorbis_residue_decode_internal(vorbis_context *vc,
1259                                                            vorbis_residue *vr,
1260                                                            uint_fast8_t ch,
1261                                                            uint_fast8_t *do_not_decode,
1262                                                            float *vec,
1263                                                            uint_fast16_t vlen,
1264                                                            int vr_type)
1265 {
1266     GetBitContext *gb = &vc->gb;
1267     uint_fast8_t c_p_c = vc->codebooks[vr->classbook].dimensions;
1268     uint_fast16_t ptns_to_read = vr->ptns_to_read;
1269     uint_fast8_t *classifs = vr->classifs;
1270     uint_fast8_t pass;
1271     uint_fast8_t ch_used;
1272     uint_fast8_t i,j,l;
1273     uint_fast16_t k;
1274
1275     if (vr_type == 2) {
1276         for (j = 1; j < ch; ++j)
1277             do_not_decode[0] &= do_not_decode[j];  // FIXME - clobbering input
1278         if (do_not_decode[0])
1279             return 0;
1280         ch_used = 1;
1281     } else {
1282         ch_used = ch;
1283     }
1284
1285     AV_DEBUG(" residue type 0/1/2 decode begin, ch: %d  cpc %d  \n", ch, c_p_c);
1286
1287     for (pass = 0; pass <= vr->maxpass; ++pass) { // FIXME OPTIMIZE?
1288         uint_fast16_t voffset;
1289         uint_fast16_t partition_count;
1290         uint_fast16_t j_times_ptns_to_read;
1291
1292         voffset = vr->begin;
1293         for (partition_count = 0; partition_count < ptns_to_read;) {  // SPEC        error
1294             if (!pass) {
1295                 uint_fast32_t inverse_class = ff_inverse[vr->classifications];
1296                 for (j_times_ptns_to_read = 0, j = 0; j < ch_used; ++j) {
1297                     if (!do_not_decode[j]) {
1298                         uint_fast32_t temp = get_vlc2(gb, vc->codebooks[vr->classbook].vlc.table,
1299                         vc->codebooks[vr->classbook].nb_bits, 3);
1300
1301                         AV_DEBUG("Classword: %d \n", temp);
1302
1303                         assert(vr->classifications > 1 && temp <= 65536); //needed for inverse[]
1304                         for (i = 0; i < c_p_c; ++i) {
1305                             uint_fast32_t temp2;
1306
1307                             temp2 = (((uint_fast64_t)temp) * inverse_class) >> 32;
1308                             if (partition_count + c_p_c - 1 - i < ptns_to_read)
1309                                 classifs[j_times_ptns_to_read + partition_count + c_p_c - 1 - i] = temp - temp2 * vr->classifications;
1310                             temp = temp2;
1311                         }
1312                     }
1313                     j_times_ptns_to_read += ptns_to_read;
1314                 }
1315             }
1316             for (i = 0; (i < c_p_c) && (partition_count < ptns_to_read); ++i) {
1317                 for (j_times_ptns_to_read = 0, j = 0; j < ch_used; ++j) {
1318                     uint_fast16_t voffs;
1319
1320                     if (!do_not_decode[j]) {
1321                         uint_fast8_t vqclass = classifs[j_times_ptns_to_read+partition_count];
1322                         int_fast16_t vqbook = vr->books[vqclass][pass];
1323
1324                         if (vqbook >= 0 && vc->codebooks[vqbook].codevectors) {
1325                             uint_fast16_t coffs;
1326                             unsigned dim =  vc->codebooks[vqbook].dimensions; // not uint_fast8_t: 64bit is slower here on amd64
1327                             uint_fast16_t step = dim == 1 ? vr->partition_size
1328                                                           : FASTDIV(vr->partition_size, dim);
1329                             vorbis_codebook codebook = vc->codebooks[vqbook];
1330
1331                             if (vr_type == 0) {
1332
1333                                 voffs = voffset+j*vlen;
1334                                 for (k = 0; k < step; ++k) {
1335                                     coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * dim;
1336                                     for (l = 0; l < dim; ++l)
1337                                         vec[voffs + k + l * step] += codebook.codevectors[coffs + l];  // FPMATH
1338                                 }
1339                             } else if (vr_type == 1) {
1340                                 voffs = voffset + j * vlen;
1341                                 for (k = 0; k < step; ++k) {
1342                                     coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * dim;
1343                                     for (l = 0; l < dim; ++l, ++voffs) {
1344                                         vec[voffs]+=codebook.codevectors[coffs+l];  // FPMATH
1345
1346                                         AV_DEBUG(" pass %d offs: %d curr: %f change: %f cv offs.: %d  \n", pass, voffs, vec[voffs], codebook.codevectors[coffs+l], coffs);
1347                                     }
1348                                 }
1349                             } else if (vr_type == 2 && ch == 2 && (voffset & 1) == 0 && (dim & 1) == 0) { // most frequent case optimized
1350                                 voffs = voffset >> 1;
1351
1352                                 if (dim == 2) {
1353                                     for (k = 0; k < step; ++k) {
1354                                         coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * 2;
1355                                         vec[voffs + k       ] += codebook.codevectors[coffs    ];  // FPMATH
1356                                         vec[voffs + k + vlen] += codebook.codevectors[coffs + 1];  // FPMATH
1357                                     }
1358                                 } else if (dim == 4) {
1359                                     for (k = 0; k < step; ++k, voffs += 2) {
1360                                         coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * 4;
1361                                         vec[voffs           ] += codebook.codevectors[coffs    ];  // FPMATH
1362                                         vec[voffs + 1       ] += codebook.codevectors[coffs + 2];  // FPMATH
1363                                         vec[voffs + vlen    ] += codebook.codevectors[coffs + 1];  // FPMATH
1364                                         vec[voffs + vlen + 1] += codebook.codevectors[coffs + 3];  // FPMATH
1365                                     }
1366                                 } else
1367                                 for (k = 0; k < step; ++k) {
1368                                     coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * dim;
1369                                     for (l = 0; l < dim; l += 2, voffs++) {
1370                                         vec[voffs       ] += codebook.codevectors[coffs + l    ];  // FPMATH
1371                                         vec[voffs + vlen] += codebook.codevectors[coffs + l + 1];  // FPMATH
1372
1373                                         AV_DEBUG(" pass %d offs: %d curr: %f change: %f cv offs.: %d+%d  \n", pass, voffset / ch + (voffs % ch) * vlen, vec[voffset / ch + (voffs % ch) * vlen], codebook.codevectors[coffs + l], coffs, l);
1374                                     }
1375                                 }
1376
1377                             } else if (vr_type == 2) {
1378                                 voffs = voffset;
1379
1380                                 for (k = 0; k < step; ++k) {
1381                                     coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * dim;
1382                                     for (l = 0; l < dim; ++l, ++voffs) {
1383                                         vec[voffs / ch + (voffs % ch) * vlen] += codebook.codevectors[coffs + l];  // FPMATH FIXME use if and counter instead of / and %
1384
1385                                         AV_DEBUG(" pass %d offs: %d curr: %f change: %f cv offs.: %d+%d  \n", pass, voffset / ch + (voffs % ch) * vlen, vec[voffset / ch + (voffs % ch) * vlen], codebook.codevectors[coffs + l], coffs, l);
1386                                     }
1387                                 }
1388                             }
1389                         }
1390                     }
1391                     j_times_ptns_to_read += ptns_to_read;
1392                 }
1393                 ++partition_count;
1394                 voffset += vr->partition_size;
1395             }
1396         }
1397     }
1398     return 0;
1399 }
1400
1401 static inline int vorbis_residue_decode(vorbis_context *vc, vorbis_residue *vr,
1402                                         uint_fast8_t ch,
1403                                         uint_fast8_t *do_not_decode,
1404                                         float *vec, uint_fast16_t vlen)
1405 {
1406     if (vr->type == 2)
1407         return vorbis_residue_decode_internal(vc, vr, ch, do_not_decode, vec, vlen, 2);
1408     else if (vr->type == 1)
1409         return vorbis_residue_decode_internal(vc, vr, ch, do_not_decode, vec, vlen, 1);
1410     else if (vr->type == 0)
1411         return vorbis_residue_decode_internal(vc, vr, ch, do_not_decode, vec, vlen, 0);
1412     else {
1413         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Invalid residue type while residue decode?! \n");
1414         return -1;
1415     }
1416 }
1417
1418 void vorbis_inverse_coupling(float *mag, float *ang, int blocksize)
1419 {
1420     int i;
1421     for (i = 0;  i < blocksize;  i++) {
1422         if (mag[i] > 0.0) {
1423             if (ang[i] > 0.0) {
1424                 ang[i] = mag[i] - ang[i];
1425             } else {
1426                 float temp = ang[i];
1427                 ang[i]     = mag[i];
1428                 mag[i]    += temp;
1429             }
1430         } else {
1431             if (ang[i] > 0.0) {
1432                 ang[i] += mag[i];
1433             } else {
1434                 float temp = ang[i];
1435                 ang[i]     = mag[i];
1436                 mag[i]    -= temp;
1437             }
1438         }
1439     }
1440 }
1441
1442 static void copy_normalize(float *dst, float *src, int len, int exp_bias,
1443                            float add_bias)
1444 {
1445     int i;
1446     if (exp_bias) {
1447         memcpy(dst, src, len * sizeof(float));
1448     } else {
1449         for (i = 0; i < len; i++)
1450             dst[i] = src[i] + add_bias;
1451     }
1452 }
1453
1454 // Decode the audio packet using the functions above
1455
1456 static int vorbis_parse_audio_packet(vorbis_context *vc)
1457 {
1458     GetBitContext *gb = &vc->gb;
1459
1460     uint_fast8_t previous_window = vc->previous_window;
1461     uint_fast8_t mode_number;
1462     uint_fast8_t blockflag;
1463     uint_fast16_t blocksize;
1464     int_fast32_t i,j;
1465     uint_fast8_t no_residue[255];
1466     uint_fast8_t do_not_decode[255];
1467     vorbis_mapping *mapping;
1468     float *ch_res_ptr   = vc->channel_residues;
1469     float *ch_floor_ptr = vc->channel_floors;
1470     uint_fast8_t res_chan[255];
1471     uint_fast8_t res_num = 0;
1472     int_fast16_t retlen  = 0;
1473     float fadd_bias = vc->add_bias;
1474
1475     if (get_bits1(gb)) {
1476         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Not a Vorbis I audio packet.\n");
1477         return -1; // packet type not audio
1478     }
1479
1480     if (vc->mode_count == 1) {
1481         mode_number = 0;
1482     } else {
1483         GET_VALIDATED_INDEX(mode_number, ilog(vc->mode_count-1), vc->mode_count)
1484     }
1485     vc->mode_number = mode_number;
1486     mapping = &vc->mappings[vc->modes[mode_number].mapping];
1487
1488     AV_DEBUG(" Mode number: %d , mapping: %d , blocktype %d \n", mode_number, vc->modes[mode_number].mapping, vc->modes[mode_number].blockflag);
1489
1490     blockflag = vc->modes[mode_number].blockflag;
1491     blocksize = vc->blocksize[blockflag];
1492     if (blockflag)
1493         skip_bits(gb, 2); // previous_window, next_window
1494
1495     memset(ch_res_ptr,   0, sizeof(float) * vc->audio_channels * blocksize / 2); //FIXME can this be removed ?
1496     memset(ch_floor_ptr, 0, sizeof(float) * vc->audio_channels * blocksize / 2); //FIXME can this be removed ?
1497
1498 // Decode floor
1499
1500     for (i = 0; i < vc->audio_channels; ++i) {
1501         vorbis_floor *floor;
1502         if (mapping->submaps > 1) {
1503             floor = &vc->floors[mapping->submap_floor[mapping->mux[i]]];
1504         } else {
1505             floor = &vc->floors[mapping->submap_floor[0]];
1506         }
1507
1508         no_residue[i] = floor->decode(vc, &floor->data, ch_floor_ptr);
1509         ch_floor_ptr += blocksize / 2;
1510     }
1511
1512 // Nonzero vector propagate
1513
1514     for (i = mapping->coupling_steps - 1; i >= 0; --i) {
1515         if (!(no_residue[mapping->magnitude[i]] & no_residue[mapping->angle[i]])) {
1516             no_residue[mapping->magnitude[i]] = 0;
1517             no_residue[mapping->angle[i]]     = 0;
1518         }
1519     }
1520
1521 // Decode residue
1522
1523     for (i = 0; i < mapping->submaps; ++i) {
1524         vorbis_residue *residue;
1525         uint_fast8_t ch = 0;
1526
1527         for (j = 0; j < vc->audio_channels; ++j) {
1528             if ((mapping->submaps == 1) || (i == mapping->mux[j])) {
1529                 res_chan[j] = res_num;
1530                 if (no_residue[j]) {
1531                     do_not_decode[ch] = 1;
1532                 } else {
1533                     do_not_decode[ch] = 0;
1534                 }
1535                 ++ch;
1536                 ++res_num;
1537             }
1538         }
1539         residue = &vc->residues[mapping->submap_residue[i]];
1540         vorbis_residue_decode(vc, residue, ch, do_not_decode, ch_res_ptr, blocksize/2);
1541
1542         ch_res_ptr += ch * blocksize / 2;
1543     }
1544
1545 // Inverse coupling
1546
1547     for (i = mapping->coupling_steps - 1; i >= 0; --i) { //warning: i has to be signed
1548         float *mag, *ang;
1549
1550         mag = vc->channel_residues+res_chan[mapping->magnitude[i]] * blocksize / 2;
1551         ang = vc->channel_residues+res_chan[mapping->angle[i]]     * blocksize / 2;
1552         vc->dsp.vorbis_inverse_coupling(mag, ang, blocksize / 2);
1553     }
1554
1555 // Dotproduct, MDCT
1556
1557     for (j = vc->audio_channels-1;j >= 0; j--) {
1558         ch_floor_ptr = vc->channel_floors   + j           * blocksize / 2;
1559         ch_res_ptr   = vc->channel_residues + res_chan[j] * blocksize / 2;
1560         vc->dsp.vector_fmul(ch_floor_ptr, ch_res_ptr, blocksize / 2);
1561         ff_imdct_half(&vc->mdct[blockflag], ch_res_ptr, ch_floor_ptr);
1562     }
1563
1564 // Overlap/add, save data for next overlapping  FPMATH
1565
1566     retlen = (blocksize + vc->blocksize[previous_window]) / 4;
1567     for (j = 0; j < vc->audio_channels; j++) {
1568         uint_fast16_t bs0 = vc->blocksize[0];
1569         uint_fast16_t bs1 = vc->blocksize[1];
1570         float *residue    = vc->channel_residues + res_chan[j] * blocksize / 2;
1571         float *saved      = vc->saved + j * bs1 / 4;
1572         float *ret        = vc->channel_floors + j * retlen;
1573         float *buf        = residue;
1574         const float *win  = vc->win[blockflag & previous_window];
1575
1576         if (blockflag == previous_window) {
1577             vc->dsp.vector_fmul_window(ret, saved, buf, win, fadd_bias, blocksize / 4);
1578         } else if (blockflag > previous_window) {
1579             vc->dsp.vector_fmul_window(ret, saved, buf, win, fadd_bias, bs0 / 4);
1580             copy_normalize(ret+bs0/2, buf+bs0/4, (bs1-bs0)/4, vc->exp_bias, fadd_bias);
1581         } else {
1582             copy_normalize(ret, saved, (bs1 - bs0) / 4, vc->exp_bias, fadd_bias);
1583             vc->dsp.vector_fmul_window(ret + (bs1 - bs0) / 4, saved + (bs1 - bs0) / 4, buf, win, fadd_bias, bs0 / 4);
1584         }
1585         memcpy(saved, buf + blocksize / 4, blocksize / 4 * sizeof(float));
1586     }
1587
1588     vc->previous_window = blockflag;
1589     return retlen;
1590 }
1591
1592 // Return the decoded audio packet through the standard api
1593
1594 static int vorbis_decode_frame(AVCodecContext *avccontext,
1595                                void *data, int *data_size,
1596                                AVPacket *avpkt)
1597 {
1598     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1599     int buf_size       = avpkt->size;
1600     vorbis_context *vc = avccontext->priv_data ;
1601     GetBitContext *gb = &(vc->gb);
1602     const float *channel_ptrs[255];
1603     int i;
1604
1605     int_fast16_t len;
1606
1607     if (!buf_size)
1608         return 0;
1609
1610     AV_DEBUG("packet length %d \n", buf_size);
1611
1612     init_get_bits(gb, buf, buf_size*8);
1613
1614     len = vorbis_parse_audio_packet(vc);
1615
1616     if (len <= 0) {
1617         *data_size = 0;
1618         return buf_size;
1619     }
1620
1621     if (!vc->first_frame) {
1622         vc->first_frame = 1;
1623         *data_size = 0;
1624         return buf_size ;
1625     }
1626
1627     AV_DEBUG("parsed %d bytes %d bits, returned %d samples (*ch*bits) \n", get_bits_count(gb)/8, get_bits_count(gb)%8, len);
1628
1629     if (vc->audio_channels > 8) {
1630         for (i = 0; i < vc->audio_channels; i++)
1631             channel_ptrs[i] = vc->channel_floors + i * len;
1632     } else {
1633         for (i = 0; i < vc->audio_channels; i++)
1634             channel_ptrs[i] = vc->channel_floors +
1635                               len * ff_vorbis_channel_layout_offsets[vc->audio_channels - 1][i];
1636     }
1637
1638     vc->dsp.float_to_int16_interleave(data, channel_ptrs, len, vc->audio_channels);
1639     *data_size = len * 2 * vc->audio_channels;
1640
1641     return buf_size ;
1642 }
1643
1644 // Close decoder
1645
1646 static av_cold int vorbis_decode_close(AVCodecContext *avccontext)
1647 {
1648     vorbis_context *vc = avccontext->priv_data;
1649
1650     vorbis_free(vc);
1651
1652     return 0 ;
1653 }
1654
1655 AVCodec vorbis_decoder = {
1656     "vorbis",
1657     AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1658     CODEC_ID_VORBIS,
1659     sizeof(vorbis_context),
1660     vorbis_decode_init,
1661     NULL,
1662     vorbis_decode_close,
1663     vorbis_decode_frame,
1664     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Vorbis"),
1665     .channel_layouts = ff_vorbis_channel_layouts,
1666 };
1667