Remove unnecessary fields in ALSSpecificConfig.
[ffmpeg.git] / libavcodec / alsdec.c
1 /*
2  * MPEG-4 ALS decoder
3  * Copyright (c) 2009 Thilo Borgmann <thilo.borgmann _at_ googlemail.com>
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 libavcodec/alsdec.c
24  * MPEG-4 ALS decoder
25  * @author Thilo Borgmann <thilo.borgmann _at_ googlemail.com>
26  */
27
28
29 //#define DEBUG
30
31
32 #include "avcodec.h"
33 #include "get_bits.h"
34 #include "unary.h"
35 #include "mpeg4audio.h"
36 #include "bytestream.h"
37
38 #include <stdint.h>
39
40 /** Rice parameters and corresponding index offsets for decoding the
41  *  indices of scaled PARCOR values. The table choosen is set globally
42  *  by the encoder and stored in ALSSpecificConfig.
43  */
44 static const int8_t parcor_rice_table[3][20][2] = {
45     { {-52, 4}, {-29, 5}, {-31, 4}, { 19, 4}, {-16, 4},
46       { 12, 3}, { -7, 3}, {  9, 3}, { -5, 3}, {  6, 3},
47       { -4, 3}, {  3, 3}, { -3, 2}, {  3, 2}, { -2, 2},
48       {  3, 2}, { -1, 2}, {  2, 2}, { -1, 2}, {  2, 2} },
49     { {-58, 3}, {-42, 4}, {-46, 4}, { 37, 5}, {-36, 4},
50       { 29, 4}, {-29, 4}, { 25, 4}, {-23, 4}, { 20, 4},
51       {-17, 4}, { 16, 4}, {-12, 4}, { 12, 3}, {-10, 4},
52       {  7, 3}, { -4, 4}, {  3, 3}, { -1, 3}, {  1, 3} },
53     { {-59, 3}, {-45, 5}, {-50, 4}, { 38, 4}, {-39, 4},
54       { 32, 4}, {-30, 4}, { 25, 3}, {-23, 3}, { 20, 3},
55       {-20, 3}, { 16, 3}, {-13, 3}, { 10, 3}, { -7, 3},
56       {  3, 3}, {  0, 3}, { -1, 3}, {  2, 3}, { -1, 2} }
57 };
58
59
60 /** Scaled PARCOR values used for the first two PARCOR coefficients.
61  *  To be indexed by the Rice coded indices.
62  *  Generated by: parcor_scaled_values[i] = 32 + ((i * (i+1)) << 7) - (1 << 20)
63  *  Actual values are divided by 32 in order to be stored in 16 bits.
64  */
65 static const int16_t parcor_scaled_values[] = {
66     -1048544 / 32, -1048288 / 32, -1047776 / 32, -1047008 / 32,
67     -1045984 / 32, -1044704 / 32, -1043168 / 32, -1041376 / 32,
68     -1039328 / 32, -1037024 / 32, -1034464 / 32, -1031648 / 32,
69     -1028576 / 32, -1025248 / 32, -1021664 / 32, -1017824 / 32,
70     -1013728 / 32, -1009376 / 32, -1004768 / 32,  -999904 / 32,
71      -994784 / 32,  -989408 / 32,  -983776 / 32,  -977888 / 32,
72      -971744 / 32,  -965344 / 32,  -958688 / 32,  -951776 / 32,
73      -944608 / 32,  -937184 / 32,  -929504 / 32,  -921568 / 32,
74      -913376 / 32,  -904928 / 32,  -896224 / 32,  -887264 / 32,
75      -878048 / 32,  -868576 / 32,  -858848 / 32,  -848864 / 32,
76      -838624 / 32,  -828128 / 32,  -817376 / 32,  -806368 / 32,
77      -795104 / 32,  -783584 / 32,  -771808 / 32,  -759776 / 32,
78      -747488 / 32,  -734944 / 32,  -722144 / 32,  -709088 / 32,
79      -695776 / 32,  -682208 / 32,  -668384 / 32,  -654304 / 32,
80      -639968 / 32,  -625376 / 32,  -610528 / 32,  -595424 / 32,
81      -580064 / 32,  -564448 / 32,  -548576 / 32,  -532448 / 32,
82      -516064 / 32,  -499424 / 32,  -482528 / 32,  -465376 / 32,
83      -447968 / 32,  -430304 / 32,  -412384 / 32,  -394208 / 32,
84      -375776 / 32,  -357088 / 32,  -338144 / 32,  -318944 / 32,
85      -299488 / 32,  -279776 / 32,  -259808 / 32,  -239584 / 32,
86      -219104 / 32,  -198368 / 32,  -177376 / 32,  -156128 / 32,
87      -134624 / 32,  -112864 / 32,   -90848 / 32,   -68576 / 32,
88       -46048 / 32,   -23264 / 32,     -224 / 32,    23072 / 32,
89        46624 / 32,    70432 / 32,    94496 / 32,   118816 / 32,
90       143392 / 32,   168224 / 32,   193312 / 32,   218656 / 32,
91       244256 / 32,   270112 / 32,   296224 / 32,   322592 / 32,
92       349216 / 32,   376096 / 32,   403232 / 32,   430624 / 32,
93       458272 / 32,   486176 / 32,   514336 / 32,   542752 / 32,
94       571424 / 32,   600352 / 32,   629536 / 32,   658976 / 32,
95       688672 / 32,   718624 / 32,   748832 / 32,   779296 / 32,
96       810016 / 32,   840992 / 32,   872224 / 32,   903712 / 32,
97       935456 / 32,   967456 / 32,   999712 / 32,  1032224 / 32
98 };
99
100
101 /** Gain values of p(0) for long-term prediction.
102  *  To be indexed by the Rice coded indices.
103  */
104 static const uint8_t ltp_gain_values [4][4] = {
105     { 0,  8, 16,  24},
106     {32, 40, 48,  56},
107     {64, 70, 76,  82},
108     {88, 92, 96, 100}
109 };
110
111
112 /** Inter-channel weighting factors for multi-channel correlation.
113  *  To be indexed by the Rice coded indices.
114  */
115 static const int16_t mcc_weightings[] = {
116     204,  192,  179,  166,  153,  140,  128,  115,
117     102,   89,   76,   64,   51,   38,   25,   12,
118       0,  -12,  -25,  -38,  -51,  -64,  -76,  -89,
119    -102, -115, -128, -140, -153, -166, -179, -192
120 };
121
122
123 enum RA_Flag {
124     RA_FLAG_NONE,
125     RA_FLAG_FRAMES,
126     RA_FLAG_HEADER
127 };
128
129
130 typedef struct {
131     uint32_t samples;         ///< number of samples, 0xFFFFFFFF if unknown
132     int resolution;           ///< 000 = 8-bit; 001 = 16-bit; 010 = 24-bit; 011 = 32-bit
133     int floating;             ///< 1 = IEEE 32-bit floating-point, 0 = integer
134     int frame_length;         ///< frame length for each frame (last frame may differ)
135     int ra_distance;          ///< distance between RA frames (in frames, 0...255)
136     enum RA_Flag ra_flag;     ///< indicates where the size of ra units is stored
137     int adapt_order;          ///< adaptive order: 1 = on, 0 = off
138     int coef_table;           ///< table index of Rice code parameters
139     int long_term_prediction; ///< long term prediction (LTP): 1 = on, 0 = off
140     int max_order;            ///< maximum prediction order (0..1023)
141     int block_switching;      ///< number of block switching levels
142     int bgmc;                 ///< "Block Gilbert-Moore Code": 1 = on, 0 = off (Rice coding only)
143     int sb_part;              ///< sub-block partition
144     int joint_stereo;         ///< joint stereo: 1 = on, 0 = off
145     int mc_coding;            ///< extended inter-channel coding (multi channel coding): 1 = on, 0 = off
146     int chan_config;          ///< indicates that a chan_config_info field is present
147     int chan_sort;            ///< channel rearrangement: 1 = on, 0 = off
148     int rlslms;               ///< use "Recursive Least Square-Least Mean Square" predictor: 1 = on, 0 = off
149     int chan_config_info;     ///< mapping of channels to loudspeaker locations. Unused until setting channel configuration is implemented.
150     int *chan_pos;            ///< original channel positions
151 } ALSSpecificConfig;
152
153
154 typedef struct {
155     int stop_flag;
156     int master_channel;
157     int time_diff_flag;
158     int time_diff_sign;
159     int time_diff_index;
160     int weighting[6];
161 } ALSChannelData;
162
163
164 typedef struct {
165     AVCodecContext *avctx;
166     ALSSpecificConfig sconf;
167     GetBitContext gb;
168     unsigned int cur_frame_length;  ///< length of the current frame to decode
169     unsigned int frame_id;          ///< the frame ID / number of the current frame
170     unsigned int js_switch;         ///< if true, joint-stereo decoding is enforced
171     unsigned int num_blocks;        ///< number of blocks used in the current frame
172     int ltp_lag_length;             ///< number of bits used for ltp lag value
173     int *use_ltp;                   ///< contains use_ltp flags for all channels
174     int *ltp_lag;                   ///< contains ltp lag values for all channels
175     int **ltp_gain;                 ///< gain values for ltp 5-tap filter for a channel
176     int *ltp_gain_buffer;           ///< contains all gain values for ltp 5-tap filter
177     int32_t **quant_cof;            ///< quantized parcor coefficients for a channel
178     int32_t *quant_cof_buffer;      ///< contains all quantized parcor coefficients
179     int32_t **lpc_cof;              ///< coefficients of the direct form prediction filter for a channel
180     int32_t *lpc_cof_buffer;        ///< contains all coefficients of the direct form prediction filter
181     int32_t *lpc_cof_reversed_buffer; ///< temporary buffer to set up a reversed versio of lpc_cof_buffer
182     ALSChannelData **chan_data;     ///< channel data for multi-channel correlation
183     ALSChannelData *chan_data_buffer; ///< contains channel data for all channels
184     int *reverted_channels;         ///< stores a flag for each reverted channel
185     int32_t *prev_raw_samples;      ///< contains unshifted raw samples from the previous block
186     int32_t **raw_samples;          ///< decoded raw samples for each channel
187     int32_t *raw_buffer;            ///< contains all decoded raw samples including carryover samples
188 } ALSDecContext;
189
190
191 typedef struct {
192     unsigned int block_length;      ///< number of samples within the block
193     unsigned int ra_block;          ///< if true, this is a random access block
194     int          const_block;       ///< if true, this is a constant value block
195     int32_t      const_val;         ///< the sample value of a constant block
196     int          js_blocks;         ///< true if this block contains a difference signal
197     unsigned int shift_lsbs;        ///< shift of values for this block
198     unsigned int opt_order;         ///< prediction order of this block
199     int          store_prev_samples;///< if true, carryover samples have to be stored
200     int          *use_ltp;          ///< if true, long-term prediction is used
201     int          *ltp_lag;          ///< lag value for long-term prediction
202     int          *ltp_gain;         ///< gain values for ltp 5-tap filter
203     int32_t      *quant_cof;        ///< quantized parcor coefficients
204     int32_t      *lpc_cof;          ///< coefficients of the direct form prediction
205     int32_t      *raw_samples;      ///< decoded raw samples / residuals for this block
206     int32_t      *prev_raw_samples; ///< contains unshifted raw samples from the previous block
207     int32_t      *raw_other;        ///< decoded raw samples of the other channel of a channel pair
208 } ALSBlockData;
209
210
211 static av_cold void dprint_specific_config(ALSDecContext *ctx)
212 {
213 #ifdef DEBUG
214     AVCodecContext *avctx    = ctx->avctx;
215     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
216
217     dprintf(avctx, "resolution = %i\n",           sconf->resolution);
218     dprintf(avctx, "floating = %i\n",             sconf->floating);
219     dprintf(avctx, "frame_length = %i\n",         sconf->frame_length);
220     dprintf(avctx, "ra_distance = %i\n",          sconf->ra_distance);
221     dprintf(avctx, "ra_flag = %i\n",              sconf->ra_flag);
222     dprintf(avctx, "adapt_order = %i\n",          sconf->adapt_order);
223     dprintf(avctx, "coef_table = %i\n",           sconf->coef_table);
224     dprintf(avctx, "long_term_prediction = %i\n", sconf->long_term_prediction);
225     dprintf(avctx, "max_order = %i\n",            sconf->max_order);
226     dprintf(avctx, "block_switching = %i\n",      sconf->block_switching);
227     dprintf(avctx, "bgmc = %i\n",                 sconf->bgmc);
228     dprintf(avctx, "sb_part = %i\n",              sconf->sb_part);
229     dprintf(avctx, "joint_stereo = %i\n",         sconf->joint_stereo);
230     dprintf(avctx, "mc_coding = %i\n",            sconf->mc_coding);
231     dprintf(avctx, "chan_config = %i\n",          sconf->chan_config);
232     dprintf(avctx, "chan_sort = %i\n",            sconf->chan_sort);
233     dprintf(avctx, "RLSLMS = %i\n",               sconf->rlslms);
234     dprintf(avctx, "chan_config_info = %i\n",     sconf->chan_config_info);
235 #endif
236 }
237
238
239 /** Reads an ALSSpecificConfig from a buffer into the output struct.
240  */
241 static av_cold int read_specific_config(ALSDecContext *ctx)
242 {
243     GetBitContext gb;
244     uint64_t ht_size;
245     int i, config_offset, crc_enabled;
246     MPEG4AudioConfig m4ac;
247     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
248     AVCodecContext *avctx    = ctx->avctx;
249     uint32_t als_id, header_size, trailer_size;
250
251     init_get_bits(&gb, avctx->extradata, avctx->extradata_size * 8);
252
253     config_offset = ff_mpeg4audio_get_config(&m4ac, avctx->extradata,
254                                              avctx->extradata_size);
255
256     if (config_offset < 0)
257         return -1;
258
259     skip_bits_long(&gb, config_offset);
260
261     if (get_bits_left(&gb) < (30 << 3))
262         return -1;
263
264     // read the fixed items
265     als_id                      = get_bits_long(&gb, 32);
266     avctx->sample_rate          = m4ac.sample_rate;
267     skip_bits_long(&gb, 32); // sample rate already known
268     sconf->samples              = get_bits_long(&gb, 32);
269     avctx->channels             = m4ac.channels;
270     skip_bits(&gb, 16);      // number of channels already knwon
271     skip_bits(&gb, 3);       // skip file_type
272     sconf->resolution           = get_bits(&gb, 3);
273     sconf->floating             = get_bits1(&gb);
274     skip_bits1(&gb);         // skip msb_first
275     sconf->frame_length         = get_bits(&gb, 16) + 1;
276     sconf->ra_distance          = get_bits(&gb, 8);
277     sconf->ra_flag              = get_bits(&gb, 2);
278     sconf->adapt_order          = get_bits1(&gb);
279     sconf->coef_table           = get_bits(&gb, 2);
280     sconf->long_term_prediction = get_bits1(&gb);
281     sconf->max_order            = get_bits(&gb, 10);
282     sconf->block_switching      = get_bits(&gb, 2);
283     sconf->bgmc                 = get_bits1(&gb);
284     sconf->sb_part              = get_bits1(&gb);
285     sconf->joint_stereo         = get_bits1(&gb);
286     sconf->mc_coding            = get_bits1(&gb);
287     sconf->chan_config          = get_bits1(&gb);
288     sconf->chan_sort            = get_bits1(&gb);
289     crc_enabled                 = get_bits1(&gb);
290     sconf->rlslms               = get_bits1(&gb);
291     skip_bits(&gb, 5);       // skip 5 reserved bits
292     skip_bits1(&gb);         // skip aux_data_enabled
293
294
295     // check for ALSSpecificConfig struct
296     if (als_id != MKBETAG('A','L','S','\0'))
297         return -1;
298
299     ctx->cur_frame_length = sconf->frame_length;
300
301     // read channel config
302     if (sconf->chan_config)
303         sconf->chan_config_info = get_bits(&gb, 16);
304     // TODO: use this to set avctx->channel_layout
305
306
307     // read channel sorting
308     if (sconf->chan_sort && avctx->channels > 1) {
309         int chan_pos_bits = av_ceil_log2(avctx->channels);
310         int bits_needed  = avctx->channels * chan_pos_bits + 7;
311         if (get_bits_left(&gb) < bits_needed)
312             return -1;
313
314         if (!(sconf->chan_pos = av_malloc(avctx->channels * sizeof(*sconf->chan_pos))))
315             return AVERROR(ENOMEM);
316
317         for (i = 0; i < avctx->channels; i++)
318             sconf->chan_pos[i] = get_bits(&gb, chan_pos_bits);
319
320         align_get_bits(&gb);
321         // TODO: use this to actually do channel sorting
322     } else {
323         sconf->chan_sort = 0;
324     }
325
326
327     // read fixed header and trailer sizes,
328     // if size = 0xFFFFFFFF then there is no data field!
329     if (get_bits_left(&gb) < 64)
330         return -1;
331
332     header_size  = get_bits_long(&gb, 32);
333     trailer_size = get_bits_long(&gb, 32);
334     if (header_size  == 0xFFFFFFFF)
335         header_size  = 0;
336     if (trailer_size == 0xFFFFFFFF)
337         trailer_size = 0;
338
339     ht_size = ((int64_t)(header_size) + (int64_t)(trailer_size)) << 3;
340
341
342     // skip the header and trailer data
343     if (get_bits_left(&gb) < ht_size)
344         return -1;
345
346     if (ht_size > INT32_MAX)
347         return -1;
348
349     skip_bits_long(&gb, ht_size);
350
351
352     // skip the crc data
353     if (crc_enabled) {
354         if (get_bits_left(&gb) < 32)
355             return -1;
356
357         skip_bits_long(&gb, 32);
358     }
359
360
361     // no need to read the rest of ALSSpecificConfig (ra_unit_size & aux data)
362
363     dprint_specific_config(ctx);
364
365     return 0;
366 }
367
368
369 /** Checks the ALSSpecificConfig for unsupported features.
370  */
371 static int check_specific_config(ALSDecContext *ctx)
372 {
373     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
374     int error = 0;
375
376     // report unsupported feature and set error value
377     #define MISSING_ERR(cond, str, errval)              \
378     {                                                   \
379         if (cond) {                                     \
380             av_log_missing_feature(ctx->avctx, str, 0); \
381             error = errval;                             \
382         }                                               \
383     }
384
385     MISSING_ERR(sconf->floating,             "Floating point decoding",     -1);
386     MISSING_ERR(sconf->bgmc,                 "BGMC entropy decoding",       -1);
387     MISSING_ERR(sconf->rlslms,               "Adaptive RLS-LMS prediction", -1);
388     MISSING_ERR(sconf->chan_sort,            "Channel sorting",              0);
389
390     return error;
391 }
392
393
394 /** Parses the bs_info field to extract the block partitioning used in
395  *  block switching mode, refer to ISO/IEC 14496-3, section 11.6.2.
396  */
397 static void parse_bs_info(const uint32_t bs_info, unsigned int n,
398                           unsigned int div, unsigned int **div_blocks,
399                           unsigned int *num_blocks)
400 {
401     if (n < 31 && ((bs_info << n) & 0x40000000)) {
402         // if the level is valid and the investigated bit n is set
403         // then recursively check both children at bits (2n+1) and (2n+2)
404         n   *= 2;
405         div += 1;
406         parse_bs_info(bs_info, n + 1, div, div_blocks, num_blocks);
407         parse_bs_info(bs_info, n + 2, div, div_blocks, num_blocks);
408     } else {
409         // else the bit is not set or the last level has been reached
410         // (bit implicitly not set)
411         **div_blocks = div;
412         (*div_blocks)++;
413         (*num_blocks)++;
414     }
415 }
416
417
418 /** Reads and decodes a Rice codeword.
419  */
420 static int32_t decode_rice(GetBitContext *gb, unsigned int k)
421 {
422     int max = get_bits_left(gb) - k;
423     int q   = get_unary(gb, 0, max);
424     int r   = k ? get_bits1(gb) : !(q & 1);
425
426     if (k > 1) {
427         q <<= (k - 1);
428         q  += get_bits_long(gb, k - 1);
429     } else if (!k) {
430         q >>= 1;
431     }
432     return r ? q : ~q;
433 }
434
435
436 /** Converts PARCOR coefficient k to direct filter coefficient.
437  */
438 static void parcor_to_lpc(unsigned int k, const int32_t *par, int32_t *cof)
439 {
440     int i, j;
441
442     for (i = 0, j = k - 1; i < j; i++, j--) {
443         int tmp1 = ((MUL64(par[k], cof[j]) + (1 << 19)) >> 20);
444         cof[j]  += ((MUL64(par[k], cof[i]) + (1 << 19)) >> 20);
445         cof[i]  += tmp1;
446     }
447     if (i == j)
448         cof[i] += ((MUL64(par[k], cof[j]) + (1 << 19)) >> 20);
449
450     cof[k] = par[k];
451 }
452
453
454 /** Reads block switching field if necessary and sets actual block sizes.
455  *  Also assures that the block sizes of the last frame correspond to the
456  *  actual number of samples.
457  */
458 static void get_block_sizes(ALSDecContext *ctx, unsigned int *div_blocks,
459                             uint32_t *bs_info)
460 {
461     ALSSpecificConfig *sconf     = &ctx->sconf;
462     GetBitContext *gb            = &ctx->gb;
463     unsigned int *ptr_div_blocks = div_blocks;
464     unsigned int b;
465
466     if (sconf->block_switching) {
467         unsigned int bs_info_len = 1 << (sconf->block_switching + 2);
468         *bs_info = get_bits_long(gb, bs_info_len);
469         *bs_info <<= (32 - bs_info_len);
470     }
471
472     ctx->num_blocks = 0;
473     parse_bs_info(*bs_info, 0, 0, &ptr_div_blocks, &ctx->num_blocks);
474
475     // The last frame may have an overdetermined block structure given in
476     // the bitstream. In that case the defined block structure would need
477     // more samples than available to be consistent.
478     // The block structure is actually used but the block sizes are adapted
479     // to fit the actual number of available samples.
480     // Example: 5 samples, 2nd level block sizes: 2 2 2 2.
481     // This results in the actual block sizes:    2 2 1 0.
482     // This is not specified in 14496-3 but actually done by the reference
483     // codec RM22 revision 2.
484     // This appears to happen in case of an odd number of samples in the last
485     // frame which is actually not allowed by the block length switching part
486     // of 14496-3.
487     // The ALS conformance files feature an odd number of samples in the last
488     // frame.
489
490     for (b = 0; b < ctx->num_blocks; b++)
491         div_blocks[b] = ctx->sconf.frame_length >> div_blocks[b];
492
493     if (ctx->cur_frame_length != ctx->sconf.frame_length) {
494         unsigned int remaining = ctx->cur_frame_length;
495
496         for (b = 0; b < ctx->num_blocks; b++) {
497             if (remaining < div_blocks[b]) {
498                 div_blocks[b] = remaining;
499                 ctx->num_blocks = b + 1;
500                 break;
501             }
502
503             remaining -= div_blocks[b];
504         }
505     }
506 }
507
508
509 /** Reads the block data for a constant block
510  */
511 static void read_const_block_data(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
512 {
513     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
514     AVCodecContext *avctx    = ctx->avctx;
515     GetBitContext *gb        = &ctx->gb;
516
517     bd->const_val    = 0;
518     bd->const_block  = get_bits1(gb);    // 1 = constant value, 0 = zero block (silence)
519     bd->js_blocks    = get_bits1(gb);
520
521     // skip 5 reserved bits
522     skip_bits(gb, 5);
523
524     if (bd->const_block) {
525         unsigned int const_val_bits = sconf->floating ? 24 : avctx->bits_per_raw_sample;
526         bd->const_val = get_sbits_long(gb, const_val_bits);
527     }
528
529     // ensure constant block decoding by reusing this field
530     bd->const_block = 1;
531 }
532
533
534 /** Decodes the block data for a constant block
535  */
536 static void decode_const_block_data(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
537 {
538     int      smp = bd->block_length;
539     int32_t  val = bd->const_val;
540     int32_t *dst = bd->raw_samples;
541
542     // write raw samples into buffer
543     for (; smp; smp--)
544         *dst++ = val;
545 }
546
547
548 /** Reads the block data for a non-constant block
549  */
550 static int read_var_block_data(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
551 {
552     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
553     AVCodecContext *avctx    = ctx->avctx;
554     GetBitContext *gb        = &ctx->gb;
555     unsigned int k;
556     unsigned int s[8];
557     unsigned int sub_blocks, log2_sub_blocks, sb_length;
558     unsigned int start      = 0;
559     unsigned int opt_order;
560     int          sb;
561     int32_t      *quant_cof = bd->quant_cof;
562
563
564     // ensure variable block decoding by reusing this field
565     bd->const_block = 0;
566
567     bd->opt_order   = 1;
568     bd->js_blocks   = get_bits1(gb);
569
570     opt_order       = bd->opt_order;
571
572     // determine the number of subblocks for entropy decoding
573     if (!sconf->bgmc && !sconf->sb_part) {
574         log2_sub_blocks = 0;
575     } else {
576         if (sconf->bgmc && sconf->sb_part)
577             log2_sub_blocks = get_bits(gb, 2);
578         else
579             log2_sub_blocks = 2 * get_bits1(gb);
580     }
581
582     sub_blocks = 1 << log2_sub_blocks;
583
584     // do not continue in case of a damaged stream since
585     // block_length must be evenly divisible by sub_blocks
586     if (bd->block_length & (sub_blocks - 1)) {
587         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
588                "Block length is not evenly divisible by the number of subblocks.\n");
589         return -1;
590     }
591
592     sb_length = bd->block_length >> log2_sub_blocks;
593
594
595     if (sconf->bgmc) {
596         // TODO: BGMC mode
597     } else {
598         s[0] = get_bits(gb, 4 + (sconf->resolution > 1));
599         for (k = 1; k < sub_blocks; k++)
600             s[k] = s[k - 1] + decode_rice(gb, 0);
601     }
602
603     if (get_bits1(gb))
604         bd->shift_lsbs = get_bits(gb, 4) + 1;
605
606     bd->store_prev_samples = (bd->js_blocks && bd->raw_other) || bd->shift_lsbs;
607
608
609     if (!sconf->rlslms) {
610         if (sconf->adapt_order) {
611             int opt_order_length = av_ceil_log2(av_clip((bd->block_length >> 3) - 1,
612                                                 2, sconf->max_order + 1));
613             bd->opt_order        = get_bits(gb, opt_order_length);
614         } else {
615             bd->opt_order = sconf->max_order;
616         }
617
618         opt_order = bd->opt_order;
619
620         if (opt_order) {
621             int add_base;
622
623             if (sconf->coef_table == 3) {
624                 add_base = 0x7F;
625
626                 // read coefficient 0
627                 quant_cof[0] = 32 * parcor_scaled_values[get_bits(gb, 7)];
628
629                 // read coefficient 1
630                 if (opt_order > 1)
631                     quant_cof[1] = -32 * parcor_scaled_values[get_bits(gb, 7)];
632
633                 // read coefficients 2 to opt_order
634                 for (k = 2; k < opt_order; k++)
635                     quant_cof[k] = get_bits(gb, 7);
636             } else {
637                 int k_max;
638                 add_base = 1;
639
640                 // read coefficient 0 to 19
641                 k_max = FFMIN(opt_order, 20);
642                 for (k = 0; k < k_max; k++) {
643                     int rice_param = parcor_rice_table[sconf->coef_table][k][1];
644                     int offset     = parcor_rice_table[sconf->coef_table][k][0];
645                     quant_cof[k] = decode_rice(gb, rice_param) + offset;
646                 }
647
648                 // read coefficients 20 to 126
649                 k_max = FFMIN(opt_order, 127);
650                 for (; k < k_max; k++)
651                     quant_cof[k] = decode_rice(gb, 2) + (k & 1);
652
653                 // read coefficients 127 to opt_order
654                 for (; k < opt_order; k++)
655                     quant_cof[k] = decode_rice(gb, 1);
656
657                 quant_cof[0] = 32 * parcor_scaled_values[quant_cof[0] + 64];
658
659                 if (opt_order > 1)
660                     quant_cof[1] = -32 * parcor_scaled_values[quant_cof[1] + 64];
661             }
662
663             for (k = 2; k < opt_order; k++)
664                 quant_cof[k] = (quant_cof[k] << 14) + (add_base << 13);
665         }
666     }
667
668     // read LTP gain and lag values
669     if (sconf->long_term_prediction) {
670         *bd->use_ltp = get_bits1(gb);
671
672         if (*bd->use_ltp) {
673             bd->ltp_gain[0]   = decode_rice(gb, 1) << 3;
674             bd->ltp_gain[1]   = decode_rice(gb, 2) << 3;
675
676             bd->ltp_gain[2]   = ltp_gain_values[get_unary(gb, 0, 4)][get_bits(gb, 2)];
677
678             bd->ltp_gain[3]   = decode_rice(gb, 2) << 3;
679             bd->ltp_gain[4]   = decode_rice(gb, 1) << 3;
680
681             *bd->ltp_lag      = get_bits(gb, ctx->ltp_lag_length);
682             *bd->ltp_lag     += FFMAX(4, opt_order + 1);
683         }
684     }
685
686     // read first value and residuals in case of a random access block
687     if (bd->ra_block) {
688         if (opt_order)
689             bd->raw_samples[0] = decode_rice(gb, avctx->bits_per_raw_sample - 4);
690         if (opt_order > 1)
691             bd->raw_samples[1] = decode_rice(gb, s[0] + 3);
692         if (opt_order > 2)
693             bd->raw_samples[2] = decode_rice(gb, s[0] + 1);
694
695         start = FFMIN(opt_order, 3);
696     }
697
698     // read all residuals
699     if (sconf->bgmc) {
700         // TODO: BGMC mode
701     } else {
702         int32_t *current_res = bd->raw_samples + start;
703
704         for (sb = 0; sb < sub_blocks; sb++, start = 0)
705             for (; start < sb_length; start++)
706                 *current_res++ = decode_rice(gb, s[sb]);
707      }
708
709     if (!sconf->mc_coding || ctx->js_switch)
710         align_get_bits(gb);
711
712     return 0;
713 }
714
715
716 /** Decodes the block data for a non-constant block
717  */
718 static int decode_var_block_data(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
719 {
720     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
721     unsigned int block_length = bd->block_length;
722     unsigned int smp = 0;
723     unsigned int k;
724     int opt_order             = bd->opt_order;
725     int sb;
726     int64_t y;
727     int32_t *quant_cof        = bd->quant_cof;
728     int32_t *lpc_cof          = bd->lpc_cof;
729     int32_t *raw_samples      = bd->raw_samples;
730     int32_t *raw_samples_end  = bd->raw_samples + bd->block_length;
731     int32_t *lpc_cof_reversed = ctx->lpc_cof_reversed_buffer;
732
733     // reverse long-term prediction
734     if (*bd->use_ltp) {
735         int ltp_smp;
736
737         for (ltp_smp = FFMAX(*bd->ltp_lag - 2, 0); ltp_smp < block_length; ltp_smp++) {
738             int center = ltp_smp - *bd->ltp_lag;
739             int begin  = FFMAX(0, center - 2);
740             int end    = center + 3;
741             int tab    = 5 - (end - begin);
742             int base;
743
744             y = 1 << 6;
745
746             for (base = begin; base < end; base++, tab++)
747                 y += MUL64(bd->ltp_gain[tab], raw_samples[base]);
748
749             raw_samples[ltp_smp] += y >> 7;
750         }
751     }
752
753     // reconstruct all samples from residuals
754     if (bd->ra_block) {
755         for (smp = 0; smp < opt_order; smp++) {
756             y = 1 << 19;
757
758             for (sb = 0; sb < smp; sb++)
759                 y += MUL64(lpc_cof[sb], raw_samples[-(sb + 1)]);
760
761             *raw_samples++ -= y >> 20;
762             parcor_to_lpc(smp, quant_cof, lpc_cof);
763         }
764     } else {
765         for (k = 0; k < opt_order; k++)
766             parcor_to_lpc(k, quant_cof, lpc_cof);
767
768         // store previous samples in case that they have to be altered
769         if (bd->store_prev_samples)
770             memcpy(bd->prev_raw_samples, raw_samples - sconf->max_order,
771                    sizeof(*bd->prev_raw_samples) * sconf->max_order);
772
773         // reconstruct difference signal for prediction (joint-stereo)
774         if (bd->js_blocks && bd->raw_other) {
775             int32_t *left, *right;
776
777             if (bd->raw_other > raw_samples) {  // D = R - L
778                 left  = raw_samples;
779                 right = bd->raw_other;
780             } else {                                // D = R - L
781                 left  = bd->raw_other;
782                 right = raw_samples;
783             }
784
785             for (sb = -1; sb >= -sconf->max_order; sb--)
786                 raw_samples[sb] = right[sb] - left[sb];
787         }
788
789         // reconstruct shifted signal
790         if (bd->shift_lsbs)
791             for (sb = -1; sb >= -sconf->max_order; sb--)
792                 raw_samples[sb] >>= bd->shift_lsbs;
793     }
794
795     // reverse linear prediction coefficients for efficiency
796     lpc_cof = lpc_cof + opt_order;
797
798     for (sb = 0; sb < opt_order; sb++)
799         lpc_cof_reversed[sb] = lpc_cof[-(sb + 1)];
800
801     // reconstruct raw samples
802     raw_samples = bd->raw_samples + smp;
803     lpc_cof     = lpc_cof_reversed + opt_order;
804
805     for (; raw_samples < raw_samples_end; raw_samples++) {
806         y = 1 << 19;
807
808         for (sb = -opt_order; sb < 0; sb++)
809             y += MUL64(lpc_cof[sb], raw_samples[sb]);
810
811         *raw_samples -= y >> 20;
812     }
813
814     raw_samples = bd->raw_samples;
815
816     // restore previous samples in case that they have been altered
817     if (bd->store_prev_samples)
818         memcpy(raw_samples - sconf->max_order, bd->prev_raw_samples,
819                sizeof(*raw_samples) * sconf->max_order);
820
821     return 0;
822 }
823
824
825 /** Reads the block data.
826  */
827 static int read_block(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
828 {
829     GetBitContext *gb        = &ctx->gb;
830
831     // read block type flag and read the samples accordingly
832     if (get_bits1(gb)) {
833         if (read_var_block_data(ctx, bd))
834             return -1;
835     } else {
836         read_const_block_data(ctx, bd);
837     }
838
839     return 0;
840 }
841
842
843 /** Decodes the block data.
844  */
845 static int decode_block(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
846 {
847     unsigned int smp;
848
849     // read block type flag and read the samples accordingly
850     if (bd->const_block)
851         decode_const_block_data(ctx, bd);
852     else if (decode_var_block_data(ctx, bd))
853         return -1;
854
855     // TODO: read RLSLMS extension data
856
857     if (bd->shift_lsbs)
858         for (smp = 0; smp < bd->block_length; smp++)
859             bd->raw_samples[smp] <<= bd->shift_lsbs;
860
861     return 0;
862 }
863
864
865 /** Reads and decodes block data successively.
866  */
867 static int read_decode_block(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
868 {
869     int ret;
870
871     ret = read_block(ctx, bd);
872
873     if (ret)
874         return ret;
875
876     ret = decode_block(ctx, bd);
877
878     return ret;
879 }
880
881
882 /** Computes the number of samples left to decode for the current frame and
883  *  sets these samples to zero.
884  */
885 static void zero_remaining(unsigned int b, unsigned int b_max,
886                            const unsigned int *div_blocks, int32_t *buf)
887 {
888     unsigned int count = 0;
889
890     while (b < b_max)
891         count += div_blocks[b];
892
893     if (count)
894         memset(buf, 0, sizeof(*buf) * count);
895 }
896
897
898 /** Decodes blocks independently.
899  */
900 static int decode_blocks_ind(ALSDecContext *ctx, unsigned int ra_frame,
901                              unsigned int c, const unsigned int *div_blocks,
902                              unsigned int *js_blocks)
903 {
904     unsigned int b;
905     ALSBlockData bd;
906
907     memset(&bd, 0, sizeof(ALSBlockData));
908
909     bd.ra_block         = ra_frame;
910     bd.use_ltp          = ctx->use_ltp;
911     bd.ltp_lag          = ctx->ltp_lag;
912     bd.ltp_gain         = ctx->ltp_gain[0];
913     bd.quant_cof        = ctx->quant_cof[0];
914     bd.lpc_cof          = ctx->lpc_cof[0];
915     bd.prev_raw_samples = ctx->prev_raw_samples;
916     bd.raw_samples      = ctx->raw_samples[c];
917
918
919     for (b = 0; b < ctx->num_blocks; b++) {
920         bd.shift_lsbs       = 0;
921         bd.block_length     = div_blocks[b];
922
923         if (read_decode_block(ctx, &bd)) {
924             // damaged block, write zero for the rest of the frame
925             zero_remaining(b, ctx->num_blocks, div_blocks, bd.raw_samples);
926             return -1;
927         }
928         bd.raw_samples += div_blocks[b];
929         bd.ra_block     = 0;
930     }
931
932     return 0;
933 }
934
935
936 /** Decodes blocks dependently.
937  */
938 static int decode_blocks(ALSDecContext *ctx, unsigned int ra_frame,
939                          unsigned int c, const unsigned int *div_blocks,
940                          unsigned int *js_blocks)
941 {
942     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
943     unsigned int offset = 0;
944     unsigned int b;
945     ALSBlockData bd[2];
946
947     memset(bd, 0, 2 * sizeof(ALSBlockData));
948
949     bd[0].ra_block         = ra_frame;
950     bd[0].use_ltp          = ctx->use_ltp;
951     bd[0].ltp_lag          = ctx->ltp_lag;
952     bd[0].ltp_gain         = ctx->ltp_gain[0];
953     bd[0].quant_cof        = ctx->quant_cof[0];
954     bd[0].lpc_cof          = ctx->lpc_cof[0];
955     bd[0].prev_raw_samples = ctx->prev_raw_samples;
956     bd[0].js_blocks        = *js_blocks;
957
958     bd[1].ra_block         = ra_frame;
959     bd[1].use_ltp          = ctx->use_ltp;
960     bd[1].ltp_lag          = ctx->ltp_lag;
961     bd[1].ltp_gain         = ctx->ltp_gain[0];
962     bd[1].quant_cof        = ctx->quant_cof[0];
963     bd[1].lpc_cof          = ctx->lpc_cof[0];
964     bd[1].prev_raw_samples = ctx->prev_raw_samples;
965     bd[1].js_blocks        = *(js_blocks + 1);
966
967     // decode all blocks
968     for (b = 0; b < ctx->num_blocks; b++) {
969         unsigned int s;
970
971         bd[0].shift_lsbs   = 0;
972         bd[1].shift_lsbs   = 0;
973
974         bd[0].block_length = div_blocks[b];
975         bd[1].block_length = div_blocks[b];
976
977         bd[0].raw_samples  = ctx->raw_samples[c    ] + offset;
978         bd[1].raw_samples  = ctx->raw_samples[c + 1] + offset;
979
980         bd[0].raw_other    = bd[1].raw_samples;
981         bd[1].raw_other    = bd[0].raw_samples;
982
983         if(read_decode_block(ctx, &bd[0]) || read_decode_block(ctx, &bd[1])) {
984             // damaged block, write zero for the rest of the frame
985             zero_remaining(b, ctx->num_blocks, div_blocks, bd[0].raw_samples);
986             zero_remaining(b, ctx->num_blocks, div_blocks, bd[1].raw_samples);
987             return -1;
988         }
989
990         // reconstruct joint-stereo blocks
991         if (bd[0].js_blocks) {
992             if (bd[1].js_blocks)
993                 av_log(ctx->avctx, AV_LOG_WARNING, "Invalid channel pair!\n");
994
995             for (s = 0; s < div_blocks[b]; s++)
996                 bd[0].raw_samples[s] = bd[1].raw_samples[s] - bd[0].raw_samples[s];
997         } else if (bd[1].js_blocks) {
998             for (s = 0; s < div_blocks[b]; s++)
999                 bd[1].raw_samples[s] = bd[1].raw_samples[s] + bd[0].raw_samples[s];
1000         }
1001
1002         offset  += div_blocks[b];
1003         bd[0].ra_block = 0;
1004         bd[1].ra_block = 0;
1005     }
1006
1007     // store carryover raw samples,
1008     // the others channel raw samples are stored by the calling function.
1009     memmove(ctx->raw_samples[c] - sconf->max_order,
1010             ctx->raw_samples[c] - sconf->max_order + sconf->frame_length,
1011             sizeof(*ctx->raw_samples[c]) * sconf->max_order);
1012
1013     return 0;
1014 }
1015
1016
1017 /** Reads the channel data.
1018   */
1019 static int read_channel_data(ALSDecContext *ctx, ALSChannelData *cd, int c)
1020 {
1021     GetBitContext *gb       = &ctx->gb;
1022     ALSChannelData *current = cd;
1023     unsigned int channels   = ctx->avctx->channels;
1024     int entries             = 0;
1025
1026     while (entries < channels && !(current->stop_flag = get_bits1(gb))) {
1027         current->master_channel = get_bits_long(gb, av_ceil_log2(channels));
1028
1029         if (current->master_channel >= channels) {
1030             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid master channel!\n");
1031             return -1;
1032         }
1033
1034         if (current->master_channel != c) {
1035             current->time_diff_flag = get_bits1(gb);
1036             current->weighting[0]   = mcc_weightings[av_clip(decode_rice(gb, 1) + 16, 0, 32)];
1037             current->weighting[1]   = mcc_weightings[av_clip(decode_rice(gb, 2) + 14, 0, 32)];
1038             current->weighting[2]   = mcc_weightings[av_clip(decode_rice(gb, 1) + 16, 0, 32)];
1039
1040             if (current->time_diff_flag) {
1041                 current->weighting[3] = mcc_weightings[av_clip(decode_rice(gb, 1) + 16, 0, 32)];
1042                 current->weighting[4] = mcc_weightings[av_clip(decode_rice(gb, 1) + 16, 0, 32)];
1043                 current->weighting[5] = mcc_weightings[av_clip(decode_rice(gb, 1) + 16, 0, 32)];
1044
1045                 current->time_diff_sign  = get_bits1(gb);
1046                 current->time_diff_index = get_bits(gb, ctx->ltp_lag_length - 3) + 3;
1047             }
1048         }
1049
1050         current++;
1051         entries++;
1052     }
1053
1054     if (entries == channels) {
1055         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Damaged channel data!\n");
1056         return -1;
1057     }
1058
1059     align_get_bits(gb);
1060     return 0;
1061 }
1062
1063
1064 /** Recursively reverts the inter-channel correlation for a block.
1065  */
1066 static int revert_channel_correlation(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd,
1067                                        ALSChannelData **cd, int *reverted,
1068                                        unsigned int offset, int c)
1069 {
1070     ALSChannelData *ch = cd[c];
1071     unsigned int   dep = 0;
1072     unsigned int channels = ctx->avctx->channels;
1073
1074     if (reverted[c])
1075         return 0;
1076
1077     reverted[c] = 1;
1078
1079     while (dep < channels && !ch[dep].stop_flag) {
1080         revert_channel_correlation(ctx, bd, cd, reverted, offset,
1081                                    ch[dep].master_channel);
1082
1083         dep++;
1084     }
1085
1086     if (dep == channels) {
1087         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_WARNING, "Invalid channel correlation!\n");
1088         return -1;
1089     }
1090
1091     bd->use_ltp     = ctx->use_ltp + c;
1092     bd->ltp_lag     = ctx->ltp_lag + c;
1093     bd->ltp_gain    = ctx->ltp_gain[c];
1094     bd->lpc_cof     = ctx->lpc_cof[c];
1095     bd->quant_cof   = ctx->quant_cof[c];
1096     bd->raw_samples = ctx->raw_samples[c] + offset;
1097
1098     dep = 0;
1099     while (!ch[dep].stop_flag) {
1100         unsigned int smp;
1101         unsigned int begin = 1;
1102         unsigned int end   = bd->block_length - 1;
1103         int64_t y;
1104         int32_t *master = ctx->raw_samples[ch[dep].master_channel] + offset;
1105
1106         if (ch[dep].time_diff_flag) {
1107             int t = ch[dep].time_diff_index;
1108
1109             if (ch[dep].time_diff_sign) {
1110                 t      = -t;
1111                 begin -= t;
1112             } else {
1113                 end   -= t;
1114             }
1115
1116             for (smp = begin; smp < end; smp++) {
1117                 y  = (1 << 6) +
1118                      MUL64(ch[dep].weighting[0], master[smp - 1    ]) +
1119                      MUL64(ch[dep].weighting[1], master[smp        ]) +
1120                      MUL64(ch[dep].weighting[2], master[smp + 1    ]) +
1121                      MUL64(ch[dep].weighting[3], master[smp - 1 + t]) +
1122                      MUL64(ch[dep].weighting[4], master[smp     + t]) +
1123                      MUL64(ch[dep].weighting[5], master[smp + 1 + t]);
1124
1125                 bd->raw_samples[smp] += y >> 7;
1126             }
1127         } else {
1128             for (smp = begin; smp < end; smp++) {
1129                 y  = (1 << 6) +
1130                      MUL64(ch[dep].weighting[0], master[smp - 1]) +
1131                      MUL64(ch[dep].weighting[1], master[smp    ]) +
1132                      MUL64(ch[dep].weighting[2], master[smp + 1]);
1133
1134                 bd->raw_samples[smp] += y >> 7;
1135             }
1136         }
1137
1138         dep++;
1139     }
1140
1141     return 0;
1142 }
1143
1144
1145 /** Reads the frame data.
1146  */
1147 static int read_frame_data(ALSDecContext *ctx, unsigned int ra_frame)
1148 {
1149     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
1150     AVCodecContext *avctx    = ctx->avctx;
1151     GetBitContext *gb = &ctx->gb;
1152     unsigned int div_blocks[32];                ///< block sizes.
1153     unsigned int c;
1154     unsigned int js_blocks[2];
1155
1156     uint32_t bs_info = 0;
1157
1158     // skip the size of the ra unit if present in the frame
1159     if (sconf->ra_flag == RA_FLAG_FRAMES && ra_frame)
1160         skip_bits_long(gb, 32);
1161
1162     if (sconf->mc_coding && sconf->joint_stereo) {
1163         ctx->js_switch = get_bits1(gb);
1164         align_get_bits(gb);
1165     }
1166
1167     if (!sconf->mc_coding || ctx->js_switch) {
1168         int independent_bs = !sconf->joint_stereo;
1169
1170         for (c = 0; c < avctx->channels; c++) {
1171             js_blocks[0] = 0;
1172             js_blocks[1] = 0;
1173
1174             get_block_sizes(ctx, div_blocks, &bs_info);
1175
1176             // if joint_stereo and block_switching is set, independent decoding
1177             // is signaled via the first bit of bs_info
1178             if (sconf->joint_stereo && sconf->block_switching)
1179                 if (bs_info >> 31)
1180                     independent_bs = 2;
1181
1182             // if this is the last channel, it has to be decoded independently
1183             if (c == avctx->channels - 1)
1184                 independent_bs = 1;
1185
1186             if (independent_bs) {
1187                 if (decode_blocks_ind(ctx, ra_frame, c, div_blocks, js_blocks))
1188                     return -1;
1189
1190                 independent_bs--;
1191             } else {
1192                 if (decode_blocks(ctx, ra_frame, c, div_blocks, js_blocks))
1193                     return -1;
1194
1195                 c++;
1196             }
1197
1198             // store carryover raw samples
1199             memmove(ctx->raw_samples[c] - sconf->max_order,
1200                     ctx->raw_samples[c] - sconf->max_order + sconf->frame_length,
1201                     sizeof(*ctx->raw_samples[c]) * sconf->max_order);
1202         }
1203     } else { // multi-channel coding
1204         ALSBlockData   bd;
1205         int            b;
1206         int            *reverted_channels = ctx->reverted_channels;
1207         unsigned int   offset             = 0;
1208
1209         for (c = 0; c < avctx->channels; c++)
1210             if (ctx->chan_data[c] < ctx->chan_data_buffer) {
1211                 av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid channel data!\n");
1212                 return -1;
1213             }
1214
1215         memset(&bd,               0, sizeof(ALSBlockData));
1216         memset(reverted_channels, 0, sizeof(*reverted_channels) * avctx->channels);
1217
1218         bd.ra_block         = ra_frame;
1219         bd.prev_raw_samples = ctx->prev_raw_samples;
1220
1221         get_block_sizes(ctx, div_blocks, &bs_info);
1222
1223         for (b = 0; b < ctx->num_blocks; b++) {
1224             bd.shift_lsbs   = 0;
1225             bd.block_length = div_blocks[b];
1226
1227             for (c = 0; c < avctx->channels; c++) {
1228                 bd.use_ltp     = ctx->use_ltp + c;
1229                 bd.ltp_lag     = ctx->ltp_lag + c;
1230                 bd.ltp_gain    = ctx->ltp_gain[c];
1231                 bd.lpc_cof     = ctx->lpc_cof[c];
1232                 bd.quant_cof   = ctx->quant_cof[c];
1233                 bd.raw_samples = ctx->raw_samples[c] + offset;
1234                 bd.raw_other   = NULL;
1235
1236                 read_block(ctx, &bd);
1237                 if (read_channel_data(ctx, ctx->chan_data[c], c))
1238                     return -1;
1239             }
1240
1241             for (c = 0; c < avctx->channels; c++)
1242                 if (revert_channel_correlation(ctx, &bd, ctx->chan_data,
1243                                                reverted_channels, offset, c))
1244                     return -1;
1245
1246             for (c = 0; c < avctx->channels; c++) {
1247                 bd.use_ltp     = ctx->use_ltp + c;
1248                 bd.ltp_lag     = ctx->ltp_lag + c;
1249                 bd.ltp_gain    = ctx->ltp_gain[c];
1250                 bd.lpc_cof     = ctx->lpc_cof[c];
1251                 bd.quant_cof   = ctx->quant_cof[c];
1252                 bd.raw_samples = ctx->raw_samples[c] + offset;
1253                 decode_block(ctx, &bd);
1254             }
1255
1256             memset(reverted_channels, 0, avctx->channels * sizeof(*reverted_channels));
1257             offset      += div_blocks[b];
1258             bd.ra_block  = 0;
1259         }
1260
1261         // store carryover raw samples
1262         for (c = 0; c < avctx->channels; c++)
1263             memmove(ctx->raw_samples[c] - sconf->max_order,
1264                     ctx->raw_samples[c] - sconf->max_order + sconf->frame_length,
1265                     sizeof(*ctx->raw_samples[c]) * sconf->max_order);
1266     }
1267
1268     // TODO: read_diff_float_data
1269
1270     return 0;
1271 }
1272
1273
1274 /** Decodes an ALS frame.
1275  */
1276 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
1277                         void *data, int *data_size,
1278                         AVPacket *avpkt)
1279 {
1280     ALSDecContext *ctx       = avctx->priv_data;
1281     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
1282     const uint8_t *buffer    = avpkt->data;
1283     int buffer_size          = avpkt->size;
1284     int invalid_frame, size;
1285     unsigned int c, sample, ra_frame, bytes_read, shift;
1286
1287     init_get_bits(&ctx->gb, buffer, buffer_size * 8);
1288
1289     // In the case that the distance between random access frames is set to zero
1290     // (sconf->ra_distance == 0) no frame is treated as a random access frame.
1291     // For the first frame, if prediction is used, all samples used from the
1292     // previous frame are assumed to be zero.
1293     ra_frame = sconf->ra_distance && !(ctx->frame_id % sconf->ra_distance);
1294
1295     // the last frame to decode might have a different length
1296     if (sconf->samples != 0xFFFFFFFF)
1297         ctx->cur_frame_length = FFMIN(sconf->samples - ctx->frame_id * (uint64_t) sconf->frame_length,
1298                                       sconf->frame_length);
1299     else
1300         ctx->cur_frame_length = sconf->frame_length;
1301
1302     // decode the frame data
1303     if ((invalid_frame = read_frame_data(ctx, ra_frame) < 0))
1304         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_WARNING,
1305                "Reading frame data failed. Skipping RA unit.\n");
1306
1307     ctx->frame_id++;
1308
1309     // check for size of decoded data
1310     size = ctx->cur_frame_length * avctx->channels *
1311            (av_get_bits_per_sample_format(avctx->sample_fmt) >> 3);
1312
1313     if (size > *data_size) {
1314         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Decoded data exceeds buffer size.\n");
1315         return -1;
1316     }
1317
1318     *data_size = size;
1319
1320     // transform decoded frame into output format
1321     #define INTERLEAVE_OUTPUT(bps)                                 \
1322     {                                                              \
1323         int##bps##_t *dest = (int##bps##_t*) data;                 \
1324         shift = bps - ctx->avctx->bits_per_raw_sample;             \
1325         for (sample = 0; sample < ctx->cur_frame_length; sample++) \
1326             for (c = 0; c < avctx->channels; c++)                  \
1327                 *dest++ = ctx->raw_samples[c][sample] << shift;    \
1328     }
1329
1330     if (ctx->avctx->bits_per_raw_sample <= 16) {
1331         INTERLEAVE_OUTPUT(16)
1332     } else {
1333         INTERLEAVE_OUTPUT(32)
1334     }
1335
1336     bytes_read = invalid_frame ? buffer_size :
1337                                  (get_bits_count(&ctx->gb) + 7) >> 3;
1338
1339     return bytes_read;
1340 }
1341
1342
1343 /** Uninitializes the ALS decoder.
1344  */
1345 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
1346 {
1347     ALSDecContext *ctx = avctx->priv_data;
1348
1349     av_freep(&ctx->sconf.chan_pos);
1350
1351     av_freep(&ctx->use_ltp);
1352     av_freep(&ctx->ltp_lag);
1353     av_freep(&ctx->ltp_gain);
1354     av_freep(&ctx->ltp_gain_buffer);
1355     av_freep(&ctx->quant_cof);
1356     av_freep(&ctx->lpc_cof);
1357     av_freep(&ctx->quant_cof_buffer);
1358     av_freep(&ctx->lpc_cof_buffer);
1359     av_freep(&ctx->lpc_cof_reversed_buffer);
1360     av_freep(&ctx->prev_raw_samples);
1361     av_freep(&ctx->raw_samples);
1362     av_freep(&ctx->raw_buffer);
1363     av_freep(&ctx->chan_data);
1364     av_freep(&ctx->chan_data_buffer);
1365     av_freep(&ctx->reverted_channels);
1366
1367     return 0;
1368 }
1369
1370
1371 /** Initializes the ALS decoder.
1372  */
1373 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
1374 {
1375     unsigned int c;
1376     unsigned int channel_size;
1377     int num_buffers;
1378     ALSDecContext *ctx = avctx->priv_data;
1379     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
1380     ctx->avctx = avctx;
1381
1382     if (!avctx->extradata) {
1383         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Missing required ALS extradata.\n");
1384         return -1;
1385     }
1386
1387     if (read_specific_config(ctx)) {
1388         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Reading ALSSpecificConfig failed.\n");
1389         decode_end(avctx);
1390         return -1;
1391     }
1392
1393     if (check_specific_config(ctx)) {
1394         decode_end(avctx);
1395         return -1;
1396     }
1397
1398     if (sconf->floating) {
1399         avctx->sample_fmt          = SAMPLE_FMT_FLT;
1400         avctx->bits_per_raw_sample = 32;
1401     } else {
1402         avctx->sample_fmt          = sconf->resolution > 1
1403                                      ? SAMPLE_FMT_S32 : SAMPLE_FMT_S16;
1404         avctx->bits_per_raw_sample = (sconf->resolution + 1) * 8;
1405     }
1406
1407     // set lag value for long-term prediction
1408     ctx->ltp_lag_length = 8 + (avctx->sample_rate >=  96000) +
1409                               (avctx->sample_rate >= 192000);
1410
1411     // allocate quantized parcor coefficient buffer
1412     num_buffers = sconf->mc_coding ? avctx->channels : 1;
1413
1414     ctx->quant_cof        = av_malloc(sizeof(*ctx->quant_cof) * num_buffers);
1415     ctx->lpc_cof          = av_malloc(sizeof(*ctx->lpc_cof)   * num_buffers);
1416     ctx->quant_cof_buffer = av_malloc(sizeof(*ctx->quant_cof_buffer) *
1417                                       num_buffers * sconf->max_order);
1418     ctx->lpc_cof_buffer   = av_malloc(sizeof(*ctx->lpc_cof_buffer) *
1419                                       num_buffers * sconf->max_order);
1420     ctx->lpc_cof_reversed_buffer = av_malloc(sizeof(*ctx->lpc_cof_buffer) *
1421                                              sconf->max_order);
1422
1423     if (!ctx->quant_cof              || !ctx->lpc_cof        ||
1424         !ctx->quant_cof_buffer       || !ctx->lpc_cof_buffer ||
1425         !ctx->lpc_cof_reversed_buffer) {
1426         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Allocating buffer memory failed.\n");
1427         return AVERROR(ENOMEM);
1428     }
1429
1430     // assign quantized parcor coefficient buffers
1431     for (c = 0; c < num_buffers; c++) {
1432         ctx->quant_cof[c] = ctx->quant_cof_buffer + c * sconf->max_order;
1433         ctx->lpc_cof[c]   = ctx->lpc_cof_buffer   + c * sconf->max_order;
1434     }
1435
1436     // allocate and assign lag and gain data buffer for ltp mode
1437     ctx->use_ltp         = av_mallocz(sizeof(*ctx->use_ltp)  * num_buffers);
1438     ctx->ltp_lag         = av_malloc (sizeof(*ctx->ltp_lag)  * num_buffers);
1439     ctx->ltp_gain        = av_malloc (sizeof(*ctx->ltp_gain) * num_buffers);
1440     ctx->ltp_gain_buffer = av_malloc (sizeof(*ctx->ltp_gain_buffer) *
1441                                       num_buffers * 5);
1442
1443     if (!ctx->use_ltp  || !ctx->ltp_lag ||
1444         !ctx->ltp_gain || !ctx->ltp_gain_buffer) {
1445         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Allocating buffer memory failed.\n");
1446         decode_end(avctx);
1447         return AVERROR(ENOMEM);
1448     }
1449
1450     for (c = 0; c < num_buffers; c++)
1451         ctx->ltp_gain[c] = ctx->ltp_gain_buffer + c * 5;
1452
1453     // allocate and assign channel data buffer for mcc mode
1454     if (sconf->mc_coding) {
1455         ctx->chan_data_buffer  = av_malloc(sizeof(*ctx->chan_data_buffer) *
1456                                            num_buffers);
1457         ctx->chan_data         = av_malloc(sizeof(ALSChannelData) *
1458                                            num_buffers);
1459         ctx->reverted_channels = av_malloc(sizeof(*ctx->reverted_channels) *
1460                                            num_buffers);
1461
1462         if (!ctx->chan_data_buffer || !ctx->chan_data || !ctx->reverted_channels) {
1463             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Allocating buffer memory failed.\n");
1464             decode_end(avctx);
1465             return AVERROR(ENOMEM);
1466         }
1467
1468         for (c = 0; c < num_buffers; c++)
1469             ctx->chan_data[c] = ctx->chan_data_buffer + c;
1470     } else {
1471         ctx->chan_data         = NULL;
1472         ctx->chan_data_buffer  = NULL;
1473         ctx->reverted_channels = NULL;
1474     }
1475
1476     avctx->frame_size = sconf->frame_length;
1477     channel_size      = sconf->frame_length + sconf->max_order;
1478
1479     ctx->prev_raw_samples = av_malloc (sizeof(*ctx->prev_raw_samples) * sconf->max_order);
1480     ctx->raw_buffer       = av_mallocz(sizeof(*ctx->     raw_buffer)  * avctx->channels * channel_size);
1481     ctx->raw_samples      = av_malloc (sizeof(*ctx->     raw_samples) * avctx->channels);
1482
1483     // allocate previous raw sample buffer
1484     if (!ctx->prev_raw_samples || !ctx->raw_buffer|| !ctx->raw_samples) {
1485         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Allocating buffer memory failed.\n");
1486         decode_end(avctx);
1487         return AVERROR(ENOMEM);
1488     }
1489
1490     // assign raw samples buffers
1491     ctx->raw_samples[0] = ctx->raw_buffer + sconf->max_order;
1492     for (c = 1; c < avctx->channels; c++)
1493         ctx->raw_samples[c] = ctx->raw_samples[c - 1] + channel_size;
1494
1495     return 0;
1496 }
1497
1498
1499 /** Flushes (resets) the frame ID after seeking.
1500  */
1501 static av_cold void flush(AVCodecContext *avctx)
1502 {
1503     ALSDecContext *ctx = avctx->priv_data;
1504
1505     ctx->frame_id = 0;
1506 }
1507
1508
1509 AVCodec als_decoder = {
1510     "als",
1511     CODEC_TYPE_AUDIO,
1512     CODEC_ID_MP4ALS,
1513     sizeof(ALSDecContext),
1514     decode_init,
1515     NULL,
1516     decode_end,
1517     decode_frame,
1518     .flush = flush,
1519     .capabilities = CODEC_CAP_SUBFRAMES,
1520     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MPEG-4 Audio Lossless Coding (ALS)"),
1521 };
1522