Replace variable length array with an allocated buffer
[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     uint32_t header_size;     ///< header size of original audio file in bytes, provided for debugging
152     uint32_t trailer_size;    ///< trailer size of original audio file in bytes, provided for debugging
153 } ALSSpecificConfig;
154
155
156 typedef struct {
157     int stop_flag;
158     int master_channel;
159     int time_diff_flag;
160     int time_diff_sign;
161     int time_diff_index;
162     int weighting[6];
163 } ALSChannelData;
164
165
166 typedef struct {
167     AVCodecContext *avctx;
168     ALSSpecificConfig sconf;
169     GetBitContext gb;
170     unsigned int cur_frame_length;  ///< length of the current frame to decode
171     unsigned int frame_id;          ///< the frame ID / number of the current frame
172     unsigned int js_switch;         ///< if true, joint-stereo decoding is enforced
173     unsigned int num_blocks;        ///< number of blocks used in the current frame
174     int ltp_lag_length;             ///< number of bits used for ltp lag value
175     int *use_ltp;                   ///< contains use_ltp flags for all channels
176     int *ltp_lag;                   ///< contains ltp lag values for all channels
177     int **ltp_gain;                 ///< gain values for ltp 5-tap filter for a channel
178     int *ltp_gain_buffer;           ///< contains all gain values for ltp 5-tap filter
179     int32_t **quant_cof;            ///< quantized parcor coefficients for a channel
180     int32_t *quant_cof_buffer;      ///< contains all quantized parcor coefficients
181     int32_t **lpc_cof;              ///< coefficients of the direct form prediction filter for a channel
182     int32_t *lpc_cof_buffer;        ///< contains all coefficients of the direct form prediction filter
183     int32_t *lpc_cof_reversed_buffer; ///< temporary buffer to set up a reversed versio of lpc_cof_buffer
184     ALSChannelData **chan_data;     ///< channel data for multi-channel correlation
185     ALSChannelData *chan_data_buffer; ///< contains channel data for all channels
186     int *reverted_channels;         ///< stores a flag for each reverted channel
187     int32_t *prev_raw_samples;      ///< contains unshifted raw samples from the previous block
188     int32_t **raw_samples;          ///< decoded raw samples for each channel
189     int32_t *raw_buffer;            ///< contains all decoded raw samples including carryover samples
190 } ALSDecContext;
191
192
193 typedef struct {
194     unsigned int block_length;      ///< number of samples within the block
195     unsigned int ra_block;          ///< if true, this is a random access block
196     int          const_block;       ///< if true, this is a constant value block
197     int32_t      const_val;         ///< the sample value of a constant block
198     int          js_blocks;         ///< true if this block contains a difference signal
199     unsigned int shift_lsbs;        ///< shift of values for this block
200     unsigned int opt_order;         ///< prediction order of this block
201     int          store_prev_samples;///< if true, carryover samples have to be stored
202     int          *use_ltp;          ///< if true, long-term prediction is used
203     int          *ltp_lag;          ///< lag value for long-term prediction
204     int          *ltp_gain;         ///< gain values for ltp 5-tap filter
205     int32_t      *quant_cof;        ///< quantized parcor coefficients
206     int32_t      *lpc_cof;          ///< coefficients of the direct form prediction
207     int32_t      *raw_samples;      ///< decoded raw samples / residuals for this block
208     int32_t      *prev_raw_samples; ///< contains unshifted raw samples from the previous block
209     int32_t      *raw_other;        ///< decoded raw samples of the other channel of a channel pair
210 } ALSBlockData;
211
212
213 static av_cold void dprint_specific_config(ALSDecContext *ctx)
214 {
215 #ifdef DEBUG
216     AVCodecContext *avctx    = ctx->avctx;
217     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
218
219     dprintf(avctx, "resolution = %i\n",           sconf->resolution);
220     dprintf(avctx, "floating = %i\n",             sconf->floating);
221     dprintf(avctx, "frame_length = %i\n",         sconf->frame_length);
222     dprintf(avctx, "ra_distance = %i\n",          sconf->ra_distance);
223     dprintf(avctx, "ra_flag = %i\n",              sconf->ra_flag);
224     dprintf(avctx, "adapt_order = %i\n",          sconf->adapt_order);
225     dprintf(avctx, "coef_table = %i\n",           sconf->coef_table);
226     dprintf(avctx, "long_term_prediction = %i\n", sconf->long_term_prediction);
227     dprintf(avctx, "max_order = %i\n",            sconf->max_order);
228     dprintf(avctx, "block_switching = %i\n",      sconf->block_switching);
229     dprintf(avctx, "bgmc = %i\n",                 sconf->bgmc);
230     dprintf(avctx, "sb_part = %i\n",              sconf->sb_part);
231     dprintf(avctx, "joint_stereo = %i\n",         sconf->joint_stereo);
232     dprintf(avctx, "mc_coding = %i\n",            sconf->mc_coding);
233     dprintf(avctx, "chan_config = %i\n",          sconf->chan_config);
234     dprintf(avctx, "chan_sort = %i\n",            sconf->chan_sort);
235     dprintf(avctx, "RLSLMS = %i\n",               sconf->rlslms);
236     dprintf(avctx, "chan_config_info = %i\n",     sconf->chan_config_info);
237     dprintf(avctx, "header_size = %i\n",          sconf->header_size);
238     dprintf(avctx, "trailer_size = %i\n",         sconf->trailer_size);
239 #endif
240 }
241
242
243 /** Reads an ALSSpecificConfig from a buffer into the output struct.
244  */
245 static av_cold int read_specific_config(ALSDecContext *ctx)
246 {
247     GetBitContext gb;
248     uint64_t ht_size;
249     int i, config_offset, crc_enabled;
250     MPEG4AudioConfig m4ac;
251     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
252     AVCodecContext *avctx    = ctx->avctx;
253     uint32_t als_id;
254
255     init_get_bits(&gb, avctx->extradata, avctx->extradata_size * 8);
256
257     config_offset = ff_mpeg4audio_get_config(&m4ac, avctx->extradata,
258                                              avctx->extradata_size);
259
260     if (config_offset < 0)
261         return -1;
262
263     skip_bits_long(&gb, config_offset);
264
265     if (get_bits_left(&gb) < (30 << 3))
266         return -1;
267
268     // read the fixed items
269     als_id                      = get_bits_long(&gb, 32);
270     avctx->sample_rate          = m4ac.sample_rate;
271     skip_bits_long(&gb, 32); // sample rate already known
272     sconf->samples              = get_bits_long(&gb, 32);
273     avctx->channels             = m4ac.channels;
274     skip_bits(&gb, 16);      // number of channels already knwon
275     skip_bits(&gb, 3);       // skip file_type
276     sconf->resolution           = get_bits(&gb, 3);
277     sconf->floating             = get_bits1(&gb);
278     skip_bits1(&gb);         // skip msb_first
279     sconf->frame_length         = get_bits(&gb, 16) + 1;
280     sconf->ra_distance          = get_bits(&gb, 8);
281     sconf->ra_flag              = get_bits(&gb, 2);
282     sconf->adapt_order          = get_bits1(&gb);
283     sconf->coef_table           = get_bits(&gb, 2);
284     sconf->long_term_prediction = get_bits1(&gb);
285     sconf->max_order            = get_bits(&gb, 10);
286     sconf->block_switching      = get_bits(&gb, 2);
287     sconf->bgmc                 = get_bits1(&gb);
288     sconf->sb_part              = get_bits1(&gb);
289     sconf->joint_stereo         = get_bits1(&gb);
290     sconf->mc_coding            = get_bits1(&gb);
291     sconf->chan_config          = get_bits1(&gb);
292     sconf->chan_sort            = get_bits1(&gb);
293     crc_enabled                 = get_bits1(&gb);
294     sconf->rlslms               = get_bits1(&gb);
295     skip_bits(&gb, 5);       // skip 5 reserved bits
296     skip_bits1(&gb);         // skip aux_data_enabled
297
298
299     // check for ALSSpecificConfig struct
300     if (als_id != MKBETAG('A','L','S','\0'))
301         return -1;
302
303     ctx->cur_frame_length = sconf->frame_length;
304
305     // read channel config
306     if (sconf->chan_config)
307         sconf->chan_config_info = get_bits(&gb, 16);
308     // TODO: use this to set avctx->channel_layout
309
310
311     // read channel sorting
312     if (sconf->chan_sort && avctx->channels > 1) {
313         int chan_pos_bits = av_ceil_log2(avctx->channels);
314         int bits_needed  = avctx->channels * chan_pos_bits + 7;
315         if (get_bits_left(&gb) < bits_needed)
316             return -1;
317
318         if (!(sconf->chan_pos = av_malloc(avctx->channels * sizeof(*sconf->chan_pos))))
319             return AVERROR(ENOMEM);
320
321         for (i = 0; i < avctx->channels; i++)
322             sconf->chan_pos[i] = get_bits(&gb, chan_pos_bits);
323
324         align_get_bits(&gb);
325         // TODO: use this to actually do channel sorting
326     } else {
327         sconf->chan_sort = 0;
328     }
329
330
331     // read fixed header and trailer sizes,
332     // if size = 0xFFFFFFFF then there is no data field!
333     if (get_bits_left(&gb) < 64)
334         return -1;
335
336     sconf->header_size  = get_bits_long(&gb, 32);
337     sconf->trailer_size = get_bits_long(&gb, 32);
338     if (sconf->header_size  == 0xFFFFFFFF)
339         sconf->header_size  = 0;
340     if (sconf->trailer_size == 0xFFFFFFFF)
341         sconf->trailer_size = 0;
342
343     ht_size = ((int64_t)(sconf->header_size) + (int64_t)(sconf->trailer_size)) << 3;
344
345
346     // skip the header and trailer data
347     if (get_bits_left(&gb) < ht_size)
348         return -1;
349
350     if (ht_size > INT32_MAX)
351         return -1;
352
353     skip_bits_long(&gb, ht_size);
354
355
356     // skip the crc data
357     if (crc_enabled) {
358         if (get_bits_left(&gb) < 32)
359             return -1;
360
361         skip_bits_long(&gb, 32);
362     }
363
364
365     // no need to read the rest of ALSSpecificConfig (ra_unit_size & aux data)
366
367     dprint_specific_config(ctx);
368
369     return 0;
370 }
371
372
373 /** Checks the ALSSpecificConfig for unsupported features.
374  */
375 static int check_specific_config(ALSDecContext *ctx)
376 {
377     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
378     int error = 0;
379
380     // report unsupported feature and set error value
381     #define MISSING_ERR(cond, str, errval)              \
382     {                                                   \
383         if (cond) {                                     \
384             av_log_missing_feature(ctx->avctx, str, 0); \
385             error = errval;                             \
386         }                                               \
387     }
388
389     MISSING_ERR(sconf->floating,             "Floating point decoding",     -1);
390     MISSING_ERR(sconf->bgmc,                 "BGMC entropy decoding",       -1);
391     MISSING_ERR(sconf->rlslms,               "Adaptive RLS-LMS prediction", -1);
392     MISSING_ERR(sconf->chan_sort,            "Channel sorting",              0);
393
394     return error;
395 }
396
397
398 /** Parses the bs_info field to extract the block partitioning used in
399  *  block switching mode, refer to ISO/IEC 14496-3, section 11.6.2.
400  */
401 static void parse_bs_info(const uint32_t bs_info, unsigned int n,
402                           unsigned int div, unsigned int **div_blocks,
403                           unsigned int *num_blocks)
404 {
405     if (n < 31 && ((bs_info << n) & 0x40000000)) {
406         // if the level is valid and the investigated bit n is set
407         // then recursively check both children at bits (2n+1) and (2n+2)
408         n   *= 2;
409         div += 1;
410         parse_bs_info(bs_info, n + 1, div, div_blocks, num_blocks);
411         parse_bs_info(bs_info, n + 2, div, div_blocks, num_blocks);
412     } else {
413         // else the bit is not set or the last level has been reached
414         // (bit implicitly not set)
415         **div_blocks = div;
416         (*div_blocks)++;
417         (*num_blocks)++;
418     }
419 }
420
421
422 /** Reads and decodes a Rice codeword.
423  */
424 static int32_t decode_rice(GetBitContext *gb, unsigned int k)
425 {
426     int max = get_bits_left(gb) - k;
427     int q   = get_unary(gb, 0, max);
428     int r   = k ? get_bits1(gb) : !(q & 1);
429
430     if (k > 1) {
431         q <<= (k - 1);
432         q  += get_bits_long(gb, k - 1);
433     } else if (!k) {
434         q >>= 1;
435     }
436     return r ? q : ~q;
437 }
438
439
440 /** Converts PARCOR coefficient k to direct filter coefficient.
441  */
442 static void parcor_to_lpc(unsigned int k, const int32_t *par, int32_t *cof)
443 {
444     int i, j;
445
446     for (i = 0, j = k - 1; i < j; i++, j--) {
447         int tmp1 = ((MUL64(par[k], cof[j]) + (1 << 19)) >> 20);
448         cof[j]  += ((MUL64(par[k], cof[i]) + (1 << 19)) >> 20);
449         cof[i]  += tmp1;
450     }
451     if (i == j)
452         cof[i] += ((MUL64(par[k], cof[j]) + (1 << 19)) >> 20);
453
454     cof[k] = par[k];
455 }
456
457
458 /** Reads block switching field if necessary and sets actual block sizes.
459  *  Also assures that the block sizes of the last frame correspond to the
460  *  actual number of samples.
461  */
462 static void get_block_sizes(ALSDecContext *ctx, unsigned int *div_blocks,
463                             uint32_t *bs_info)
464 {
465     ALSSpecificConfig *sconf     = &ctx->sconf;
466     GetBitContext *gb            = &ctx->gb;
467     unsigned int *ptr_div_blocks = div_blocks;
468     unsigned int b;
469
470     if (sconf->block_switching) {
471         unsigned int bs_info_len = 1 << (sconf->block_switching + 2);
472         *bs_info = get_bits_long(gb, bs_info_len);
473         *bs_info <<= (32 - bs_info_len);
474     }
475
476     ctx->num_blocks = 0;
477     parse_bs_info(*bs_info, 0, 0, &ptr_div_blocks, &ctx->num_blocks);
478
479     // The last frame may have an overdetermined block structure given in
480     // the bitstream. In that case the defined block structure would need
481     // more samples than available to be consistent.
482     // The block structure is actually used but the block sizes are adapted
483     // to fit the actual number of available samples.
484     // Example: 5 samples, 2nd level block sizes: 2 2 2 2.
485     // This results in the actual block sizes:    2 2 1 0.
486     // This is not specified in 14496-3 but actually done by the reference
487     // codec RM22 revision 2.
488     // This appears to happen in case of an odd number of samples in the last
489     // frame which is actually not allowed by the block length switching part
490     // of 14496-3.
491     // The ALS conformance files feature an odd number of samples in the last
492     // frame.
493
494     for (b = 0; b < ctx->num_blocks; b++)
495         div_blocks[b] = ctx->sconf.frame_length >> div_blocks[b];
496
497     if (ctx->cur_frame_length != ctx->sconf.frame_length) {
498         unsigned int remaining = ctx->cur_frame_length;
499
500         for (b = 0; b < ctx->num_blocks; b++) {
501             if (remaining < div_blocks[b]) {
502                 div_blocks[b] = remaining;
503                 ctx->num_blocks = b + 1;
504                 break;
505             }
506
507             remaining -= div_blocks[b];
508         }
509     }
510 }
511
512
513 /** Reads the block data for a constant block
514  */
515 static void read_const_block_data(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
516 {
517     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
518     AVCodecContext *avctx    = ctx->avctx;
519     GetBitContext *gb        = &ctx->gb;
520
521     bd->const_val    = 0;
522     bd->const_block  = get_bits1(gb);    // 1 = constant value, 0 = zero block (silence)
523     bd->js_blocks    = get_bits1(gb);
524
525     // skip 5 reserved bits
526     skip_bits(gb, 5);
527
528     if (bd->const_block) {
529         unsigned int const_val_bits = sconf->floating ? 24 : avctx->bits_per_raw_sample;
530         bd->const_val = get_sbits_long(gb, const_val_bits);
531     }
532
533     // ensure constant block decoding by reusing this field
534     bd->const_block = 1;
535 }
536
537
538 /** Decodes the block data for a constant block
539  */
540 static void decode_const_block_data(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
541 {
542     int      smp = bd->block_length;
543     int32_t  val = bd->const_val;
544     int32_t *dst = bd->raw_samples;
545
546     // write raw samples into buffer
547     for (; smp; smp--)
548         *dst++ = val;
549 }
550
551
552 /** Reads the block data for a non-constant block
553  */
554 static int read_var_block_data(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
555 {
556     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
557     AVCodecContext *avctx    = ctx->avctx;
558     GetBitContext *gb        = &ctx->gb;
559     unsigned int k;
560     unsigned int s[8];
561     unsigned int sub_blocks, log2_sub_blocks, sb_length;
562     unsigned int start      = 0;
563     unsigned int opt_order;
564     int          sb;
565     int32_t      *quant_cof = bd->quant_cof;
566
567
568     // ensure variable block decoding by reusing this field
569     bd->const_block = 0;
570
571     bd->opt_order   = 1;
572     bd->js_blocks   = get_bits1(gb);
573
574     opt_order       = bd->opt_order;
575
576     // determine the number of subblocks for entropy decoding
577     if (!sconf->bgmc && !sconf->sb_part) {
578         log2_sub_blocks = 0;
579     } else {
580         if (sconf->bgmc && sconf->sb_part)
581             log2_sub_blocks = get_bits(gb, 2);
582         else
583             log2_sub_blocks = 2 * get_bits1(gb);
584     }
585
586     sub_blocks = 1 << log2_sub_blocks;
587
588     // do not continue in case of a damaged stream since
589     // block_length must be evenly divisible by sub_blocks
590     if (bd->block_length & (sub_blocks - 1)) {
591         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
592                "Block length is not evenly divisible by the number of subblocks.\n");
593         return -1;
594     }
595
596     sb_length = bd->block_length >> log2_sub_blocks;
597
598
599     if (sconf->bgmc) {
600         // TODO: BGMC mode
601     } else {
602         s[0] = get_bits(gb, 4 + (sconf->resolution > 1));
603         for (k = 1; k < sub_blocks; k++)
604             s[k] = s[k - 1] + decode_rice(gb, 0);
605     }
606
607     if (get_bits1(gb))
608         bd->shift_lsbs = get_bits(gb, 4) + 1;
609
610     bd->store_prev_samples = (bd->js_blocks && bd->raw_other) || bd->shift_lsbs;
611
612
613     if (!sconf->rlslms) {
614         if (sconf->adapt_order) {
615             int opt_order_length = av_ceil_log2(av_clip((bd->block_length >> 3) - 1,
616                                                 2, sconf->max_order + 1));
617             bd->opt_order        = get_bits(gb, opt_order_length);
618         } else {
619             bd->opt_order = sconf->max_order;
620         }
621
622         opt_order = bd->opt_order;
623
624         if (opt_order) {
625             int add_base;
626
627             if (sconf->coef_table == 3) {
628                 add_base = 0x7F;
629
630                 // read coefficient 0
631                 quant_cof[0] = 32 * parcor_scaled_values[get_bits(gb, 7)];
632
633                 // read coefficient 1
634                 if (opt_order > 1)
635                     quant_cof[1] = -32 * parcor_scaled_values[get_bits(gb, 7)];
636
637                 // read coefficients 2 to opt_order
638                 for (k = 2; k < opt_order; k++)
639                     quant_cof[k] = get_bits(gb, 7);
640             } else {
641                 int k_max;
642                 add_base = 1;
643
644                 // read coefficient 0 to 19
645                 k_max = FFMIN(opt_order, 20);
646                 for (k = 0; k < k_max; k++) {
647                     int rice_param = parcor_rice_table[sconf->coef_table][k][1];
648                     int offset     = parcor_rice_table[sconf->coef_table][k][0];
649                     quant_cof[k] = decode_rice(gb, rice_param) + offset;
650                 }
651
652                 // read coefficients 20 to 126
653                 k_max = FFMIN(opt_order, 127);
654                 for (; k < k_max; k++)
655                     quant_cof[k] = decode_rice(gb, 2) + (k & 1);
656
657                 // read coefficients 127 to opt_order
658                 for (; k < opt_order; k++)
659                     quant_cof[k] = decode_rice(gb, 1);
660
661                 quant_cof[0] = 32 * parcor_scaled_values[quant_cof[0] + 64];
662
663                 if (opt_order > 1)
664                     quant_cof[1] = -32 * parcor_scaled_values[quant_cof[1] + 64];
665             }
666
667             for (k = 2; k < opt_order; k++)
668                 quant_cof[k] = (quant_cof[k] << 14) + (add_base << 13);
669         }
670     }
671
672     // read LTP gain and lag values
673     if (sconf->long_term_prediction) {
674         *bd->use_ltp = get_bits1(gb);
675
676         if (*bd->use_ltp) {
677             bd->ltp_gain[0]   = decode_rice(gb, 1) << 3;
678             bd->ltp_gain[1]   = decode_rice(gb, 2) << 3;
679
680             bd->ltp_gain[2]   = ltp_gain_values[get_unary(gb, 0, 4)][get_bits(gb, 2)];
681
682             bd->ltp_gain[3]   = decode_rice(gb, 2) << 3;
683             bd->ltp_gain[4]   = decode_rice(gb, 1) << 3;
684
685             *bd->ltp_lag      = get_bits(gb, ctx->ltp_lag_length);
686             *bd->ltp_lag     += FFMAX(4, opt_order + 1);
687         }
688     }
689
690     // read first value and residuals in case of a random access block
691     if (bd->ra_block) {
692         if (opt_order)
693             bd->raw_samples[0] = decode_rice(gb, avctx->bits_per_raw_sample - 4);
694         if (opt_order > 1)
695             bd->raw_samples[1] = decode_rice(gb, s[0] + 3);
696         if (opt_order > 2)
697             bd->raw_samples[2] = decode_rice(gb, s[0] + 1);
698
699         start = FFMIN(opt_order, 3);
700     }
701
702     // read all residuals
703     if (sconf->bgmc) {
704         // TODO: BGMC mode
705     } else {
706         int32_t *current_res = bd->raw_samples + start;
707
708         for (sb = 0; sb < sub_blocks; sb++, start = 0)
709             for (; start < sb_length; start++)
710                 *current_res++ = decode_rice(gb, s[sb]);
711      }
712
713     if (!sconf->mc_coding || ctx->js_switch)
714         align_get_bits(gb);
715
716     return 0;
717 }
718
719
720 /** Decodes the block data for a non-constant block
721  */
722 static int decode_var_block_data(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
723 {
724     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
725     unsigned int block_length = bd->block_length;
726     unsigned int smp = 0;
727     unsigned int k;
728     int opt_order             = bd->opt_order;
729     int sb;
730     int64_t y;
731     int32_t *quant_cof        = bd->quant_cof;
732     int32_t *lpc_cof          = bd->lpc_cof;
733     int32_t *raw_samples      = bd->raw_samples;
734     int32_t *raw_samples_end  = bd->raw_samples + bd->block_length;
735     int32_t *lpc_cof_reversed = ctx->lpc_cof_reversed_buffer;
736
737     // reverse long-term prediction
738     if (*bd->use_ltp) {
739         int ltp_smp;
740
741         for (ltp_smp = FFMAX(*bd->ltp_lag - 2, 0); ltp_smp < block_length; ltp_smp++) {
742             int center = ltp_smp - *bd->ltp_lag;
743             int begin  = FFMAX(0, center - 2);
744             int end    = center + 3;
745             int tab    = 5 - (end - begin);
746             int base;
747
748             y = 1 << 6;
749
750             for (base = begin; base < end; base++, tab++)
751                 y += MUL64(bd->ltp_gain[tab], raw_samples[base]);
752
753             raw_samples[ltp_smp] += y >> 7;
754         }
755     }
756
757     // reconstruct all samples from residuals
758     if (bd->ra_block) {
759         for (smp = 0; smp < opt_order; smp++) {
760             y = 1 << 19;
761
762             for (sb = 0; sb < smp; sb++)
763                 y += MUL64(lpc_cof[sb], raw_samples[-(sb + 1)]);
764
765             *raw_samples++ -= y >> 20;
766             parcor_to_lpc(smp, quant_cof, lpc_cof);
767         }
768     } else {
769         for (k = 0; k < opt_order; k++)
770             parcor_to_lpc(k, quant_cof, lpc_cof);
771
772         // store previous samples in case that they have to be altered
773         if (bd->store_prev_samples)
774             memcpy(bd->prev_raw_samples, raw_samples - sconf->max_order,
775                    sizeof(*bd->prev_raw_samples) * sconf->max_order);
776
777         // reconstruct difference signal for prediction (joint-stereo)
778         if (bd->js_blocks && bd->raw_other) {
779             int32_t *left, *right;
780
781             if (bd->raw_other > raw_samples) {  // D = R - L
782                 left  = raw_samples;
783                 right = bd->raw_other;
784             } else {                                // D = R - L
785                 left  = bd->raw_other;
786                 right = raw_samples;
787             }
788
789             for (sb = -1; sb >= -sconf->max_order; sb--)
790                 raw_samples[sb] = right[sb] - left[sb];
791         }
792
793         // reconstruct shifted signal
794         if (bd->shift_lsbs)
795             for (sb = -1; sb >= -sconf->max_order; sb--)
796                 raw_samples[sb] >>= bd->shift_lsbs;
797     }
798
799     // reverse linear prediction coefficients for efficiency
800     lpc_cof = lpc_cof + opt_order;
801
802     for (sb = 0; sb < opt_order; sb++)
803         lpc_cof_reversed[sb] = lpc_cof[-(sb + 1)];
804
805     // reconstruct raw samples
806     raw_samples = bd->raw_samples + smp;
807     lpc_cof     = lpc_cof_reversed + opt_order;
808
809     for (; raw_samples < raw_samples_end; raw_samples++) {
810         y = 1 << 19;
811
812         for (sb = -opt_order; sb < 0; sb++)
813             y += MUL64(lpc_cof[sb], raw_samples[sb]);
814
815         *raw_samples -= y >> 20;
816     }
817
818     raw_samples = bd->raw_samples;
819
820     // restore previous samples in case that they have been altered
821     if (bd->store_prev_samples)
822         memcpy(raw_samples - sconf->max_order, bd->prev_raw_samples,
823                sizeof(*raw_samples) * sconf->max_order);
824
825     return 0;
826 }
827
828
829 /** Reads the block data.
830  */
831 static int read_block(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
832 {
833     GetBitContext *gb        = &ctx->gb;
834
835     // read block type flag and read the samples accordingly
836     if (get_bits1(gb)) {
837         if (read_var_block_data(ctx, bd))
838             return -1;
839     } else {
840         read_const_block_data(ctx, bd);
841     }
842
843     return 0;
844 }
845
846
847 /** Decodes the block data.
848  */
849 static int decode_block(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
850 {
851     unsigned int smp;
852
853     // read block type flag and read the samples accordingly
854     if (bd->const_block)
855         decode_const_block_data(ctx, bd);
856     else if (decode_var_block_data(ctx, bd))
857         return -1;
858
859     // TODO: read RLSLMS extension data
860
861     if (bd->shift_lsbs)
862         for (smp = 0; smp < bd->block_length; smp++)
863             bd->raw_samples[smp] <<= bd->shift_lsbs;
864
865     return 0;
866 }
867
868
869 /** Reads and decodes block data successively.
870  */
871 static int read_decode_block(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd)
872 {
873     int ret;
874
875     ret = read_block(ctx, bd);
876
877     if (ret)
878         return ret;
879
880     ret = decode_block(ctx, bd);
881
882     return ret;
883 }
884
885
886 /** Computes the number of samples left to decode for the current frame and
887  *  sets these samples to zero.
888  */
889 static void zero_remaining(unsigned int b, unsigned int b_max,
890                            const unsigned int *div_blocks, int32_t *buf)
891 {
892     unsigned int count = 0;
893
894     while (b < b_max)
895         count += div_blocks[b];
896
897     if (count)
898         memset(buf, 0, sizeof(*buf) * count);
899 }
900
901
902 /** Decodes blocks independently.
903  */
904 static int decode_blocks_ind(ALSDecContext *ctx, unsigned int ra_frame,
905                              unsigned int c, const unsigned int *div_blocks,
906                              unsigned int *js_blocks)
907 {
908     unsigned int b;
909     ALSBlockData bd;
910
911     memset(&bd, 0, sizeof(ALSBlockData));
912
913     bd.ra_block         = ra_frame;
914     bd.use_ltp          = ctx->use_ltp;
915     bd.ltp_lag          = ctx->ltp_lag;
916     bd.ltp_gain         = ctx->ltp_gain[0];
917     bd.quant_cof        = ctx->quant_cof[0];
918     bd.lpc_cof          = ctx->lpc_cof[0];
919     bd.prev_raw_samples = ctx->prev_raw_samples;
920     bd.raw_samples      = ctx->raw_samples[c];
921
922
923     for (b = 0; b < ctx->num_blocks; b++) {
924         bd.shift_lsbs       = 0;
925         bd.block_length     = div_blocks[b];
926
927         if (read_decode_block(ctx, &bd)) {
928             // damaged block, write zero for the rest of the frame
929             zero_remaining(b, ctx->num_blocks, div_blocks, bd.raw_samples);
930             return -1;
931         }
932         bd.raw_samples += div_blocks[b];
933         bd.ra_block     = 0;
934     }
935
936     return 0;
937 }
938
939
940 /** Decodes blocks dependently.
941  */
942 static int decode_blocks(ALSDecContext *ctx, unsigned int ra_frame,
943                          unsigned int c, const unsigned int *div_blocks,
944                          unsigned int *js_blocks)
945 {
946     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
947     unsigned int offset = 0;
948     unsigned int b;
949     ALSBlockData bd[2];
950
951     memset(bd, 0, 2 * sizeof(ALSBlockData));
952
953     bd[0].ra_block         = ra_frame;
954     bd[0].use_ltp          = ctx->use_ltp;
955     bd[0].ltp_lag          = ctx->ltp_lag;
956     bd[0].ltp_gain         = ctx->ltp_gain[0];
957     bd[0].quant_cof        = ctx->quant_cof[0];
958     bd[0].lpc_cof          = ctx->lpc_cof[0];
959     bd[0].prev_raw_samples = ctx->prev_raw_samples;
960     bd[0].js_blocks        = *js_blocks;
961
962     bd[1].ra_block         = ra_frame;
963     bd[1].use_ltp          = ctx->use_ltp;
964     bd[1].ltp_lag          = ctx->ltp_lag;
965     bd[1].ltp_gain         = ctx->ltp_gain[0];
966     bd[1].quant_cof        = ctx->quant_cof[0];
967     bd[1].lpc_cof          = ctx->lpc_cof[0];
968     bd[1].prev_raw_samples = ctx->prev_raw_samples;
969     bd[1].js_blocks        = *(js_blocks + 1);
970
971     // decode all blocks
972     for (b = 0; b < ctx->num_blocks; b++) {
973         unsigned int s;
974
975         bd[0].shift_lsbs   = 0;
976         bd[1].shift_lsbs   = 0;
977
978         bd[0].block_length = div_blocks[b];
979         bd[1].block_length = div_blocks[b];
980
981         bd[0].raw_samples  = ctx->raw_samples[c    ] + offset;
982         bd[1].raw_samples  = ctx->raw_samples[c + 1] + offset;
983
984         bd[0].raw_other    = bd[1].raw_samples;
985         bd[1].raw_other    = bd[0].raw_samples;
986
987         if(read_decode_block(ctx, &bd[0]) || read_decode_block(ctx, &bd[1])) {
988             // damaged block, write zero for the rest of the frame
989             zero_remaining(b, ctx->num_blocks, div_blocks, bd[0].raw_samples);
990             zero_remaining(b, ctx->num_blocks, div_blocks, bd[1].raw_samples);
991             return -1;
992         }
993
994         // reconstruct joint-stereo blocks
995         if (bd[0].js_blocks) {
996             if (bd[1].js_blocks)
997                 av_log(ctx->avctx, AV_LOG_WARNING, "Invalid channel pair!\n");
998
999             for (s = 0; s < div_blocks[b]; s++)
1000                 bd[0].raw_samples[s] = bd[1].raw_samples[s] - bd[0].raw_samples[s];
1001         } else if (bd[1].js_blocks) {
1002             for (s = 0; s < div_blocks[b]; s++)
1003                 bd[1].raw_samples[s] = bd[1].raw_samples[s] + bd[0].raw_samples[s];
1004         }
1005
1006         offset  += div_blocks[b];
1007         bd[0].ra_block = 0;
1008         bd[1].ra_block = 0;
1009     }
1010
1011     // store carryover raw samples,
1012     // the others channel raw samples are stored by the calling function.
1013     memmove(ctx->raw_samples[c] - sconf->max_order,
1014             ctx->raw_samples[c] - sconf->max_order + sconf->frame_length,
1015             sizeof(*ctx->raw_samples[c]) * sconf->max_order);
1016
1017     return 0;
1018 }
1019
1020
1021 /** Reads the channel data.
1022   */
1023 static int read_channel_data(ALSDecContext *ctx, ALSChannelData *cd, int c)
1024 {
1025     GetBitContext *gb       = &ctx->gb;
1026     ALSChannelData *current = cd;
1027     unsigned int channels   = ctx->avctx->channels;
1028     int entries             = 0;
1029
1030     while (entries < channels && !(current->stop_flag = get_bits1(gb))) {
1031         current->master_channel = get_bits_long(gb, av_ceil_log2(channels));
1032
1033         if (current->master_channel >= channels) {
1034             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid master channel!\n");
1035             return -1;
1036         }
1037
1038         if (current->master_channel != c) {
1039             current->time_diff_flag = get_bits1(gb);
1040             current->weighting[0]   = mcc_weightings[av_clip(decode_rice(gb, 1) + 16, 0, 32)];
1041             current->weighting[1]   = mcc_weightings[av_clip(decode_rice(gb, 2) + 14, 0, 32)];
1042             current->weighting[2]   = mcc_weightings[av_clip(decode_rice(gb, 1) + 16, 0, 32)];
1043
1044             if (current->time_diff_flag) {
1045                 current->weighting[3] = mcc_weightings[av_clip(decode_rice(gb, 1) + 16, 0, 32)];
1046                 current->weighting[4] = mcc_weightings[av_clip(decode_rice(gb, 1) + 16, 0, 32)];
1047                 current->weighting[5] = mcc_weightings[av_clip(decode_rice(gb, 1) + 16, 0, 32)];
1048
1049                 current->time_diff_sign  = get_bits1(gb);
1050                 current->time_diff_index = get_bits(gb, ctx->ltp_lag_length - 3) + 3;
1051             }
1052         }
1053
1054         current++;
1055         entries++;
1056     }
1057
1058     if (entries == channels) {
1059         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Damaged channel data!\n");
1060         return -1;
1061     }
1062
1063     align_get_bits(gb);
1064     return 0;
1065 }
1066
1067
1068 /** Recursively reverts the inter-channel correlation for a block.
1069  */
1070 static int revert_channel_correlation(ALSDecContext *ctx, ALSBlockData *bd,
1071                                        ALSChannelData **cd, int *reverted,
1072                                        unsigned int offset, int c)
1073 {
1074     ALSChannelData *ch = cd[c];
1075     unsigned int   dep = 0;
1076     unsigned int channels = ctx->avctx->channels;
1077
1078     if (reverted[c])
1079         return 0;
1080
1081     reverted[c] = 1;
1082
1083     while (dep < channels && !ch[dep].stop_flag) {
1084         revert_channel_correlation(ctx, bd, cd, reverted, offset,
1085                                    ch[dep].master_channel);
1086
1087         dep++;
1088     }
1089
1090     if (dep == channels) {
1091         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_WARNING, "Invalid channel correlation!\n");
1092         return -1;
1093     }
1094
1095     bd->use_ltp     = ctx->use_ltp + c;
1096     bd->ltp_lag     = ctx->ltp_lag + c;
1097     bd->ltp_gain    = ctx->ltp_gain[c];
1098     bd->lpc_cof     = ctx->lpc_cof[c];
1099     bd->quant_cof   = ctx->quant_cof[c];
1100     bd->raw_samples = ctx->raw_samples[c] + offset;
1101
1102     dep = 0;
1103     while (!ch[dep].stop_flag) {
1104         unsigned int smp;
1105         unsigned int begin = 1;
1106         unsigned int end   = bd->block_length - 1;
1107         int64_t y;
1108         int32_t *master = ctx->raw_samples[ch[dep].master_channel] + offset;
1109
1110         if (ch[dep].time_diff_flag) {
1111             int t = ch[dep].time_diff_index;
1112
1113             if (ch[dep].time_diff_sign) {
1114                 t      = -t;
1115                 begin -= t;
1116             } else {
1117                 end   -= t;
1118             }
1119
1120             for (smp = begin; smp < end; smp++) {
1121                 y  = (1 << 6) +
1122                      MUL64(ch[dep].weighting[0], master[smp - 1    ]) +
1123                      MUL64(ch[dep].weighting[1], master[smp        ]) +
1124                      MUL64(ch[dep].weighting[2], master[smp + 1    ]) +
1125                      MUL64(ch[dep].weighting[3], master[smp - 1 + t]) +
1126                      MUL64(ch[dep].weighting[4], master[smp     + t]) +
1127                      MUL64(ch[dep].weighting[5], master[smp + 1 + t]);
1128
1129                 bd->raw_samples[smp] += y >> 7;
1130             }
1131         } else {
1132             for (smp = begin; smp < end; smp++) {
1133                 y  = (1 << 6) +
1134                      MUL64(ch[dep].weighting[0], master[smp - 1]) +
1135                      MUL64(ch[dep].weighting[1], master[smp    ]) +
1136                      MUL64(ch[dep].weighting[2], master[smp + 1]);
1137
1138                 bd->raw_samples[smp] += y >> 7;
1139             }
1140         }
1141
1142         dep++;
1143     }
1144
1145     return 0;
1146 }
1147
1148
1149 /** Reads the frame data.
1150  */
1151 static int read_frame_data(ALSDecContext *ctx, unsigned int ra_frame)
1152 {
1153     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
1154     AVCodecContext *avctx    = ctx->avctx;
1155     GetBitContext *gb = &ctx->gb;
1156     unsigned int div_blocks[32];                ///< block sizes.
1157     unsigned int c;
1158     unsigned int js_blocks[2];
1159
1160     uint32_t bs_info = 0;
1161
1162     // skip the size of the ra unit if present in the frame
1163     if (sconf->ra_flag == RA_FLAG_FRAMES && ra_frame)
1164         skip_bits_long(gb, 32);
1165
1166     if (sconf->mc_coding && sconf->joint_stereo) {
1167         ctx->js_switch = get_bits1(gb);
1168         align_get_bits(gb);
1169     }
1170
1171     if (!sconf->mc_coding || ctx->js_switch) {
1172         int independent_bs = !sconf->joint_stereo;
1173
1174         for (c = 0; c < avctx->channels; c++) {
1175             js_blocks[0] = 0;
1176             js_blocks[1] = 0;
1177
1178             get_block_sizes(ctx, div_blocks, &bs_info);
1179
1180             // if joint_stereo and block_switching is set, independent decoding
1181             // is signaled via the first bit of bs_info
1182             if (sconf->joint_stereo && sconf->block_switching)
1183                 if (bs_info >> 31)
1184                     independent_bs = 2;
1185
1186             // if this is the last channel, it has to be decoded independently
1187             if (c == avctx->channels - 1)
1188                 independent_bs = 1;
1189
1190             if (independent_bs) {
1191                 if (decode_blocks_ind(ctx, ra_frame, c, div_blocks, js_blocks))
1192                     return -1;
1193
1194                 independent_bs--;
1195             } else {
1196                 if (decode_blocks(ctx, ra_frame, c, div_blocks, js_blocks))
1197                     return -1;
1198
1199                 c++;
1200             }
1201
1202             // store carryover raw samples
1203             memmove(ctx->raw_samples[c] - sconf->max_order,
1204                     ctx->raw_samples[c] - sconf->max_order + sconf->frame_length,
1205                     sizeof(*ctx->raw_samples[c]) * sconf->max_order);
1206         }
1207     } else { // multi-channel coding
1208         ALSBlockData   bd;
1209         int            b;
1210         int            *reverted_channels = ctx->reverted_channels;
1211         unsigned int   offset             = 0;
1212
1213         for (c = 0; c < avctx->channels; c++)
1214             if (ctx->chan_data[c] < ctx->chan_data_buffer) {
1215                 av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid channel data!\n");
1216                 return -1;
1217             }
1218
1219         memset(&bd,               0, sizeof(ALSBlockData));
1220         memset(reverted_channels, 0, sizeof(*reverted_channels) * avctx->channels);
1221
1222         bd.ra_block         = ra_frame;
1223         bd.prev_raw_samples = ctx->prev_raw_samples;
1224
1225         get_block_sizes(ctx, div_blocks, &bs_info);
1226
1227         for (b = 0; b < ctx->num_blocks; b++) {
1228             bd.shift_lsbs   = 0;
1229             bd.block_length = div_blocks[b];
1230
1231             for (c = 0; c < avctx->channels; c++) {
1232                 bd.use_ltp     = ctx->use_ltp + c;
1233                 bd.ltp_lag     = ctx->ltp_lag + c;
1234                 bd.ltp_gain    = ctx->ltp_gain[c];
1235                 bd.lpc_cof     = ctx->lpc_cof[c];
1236                 bd.quant_cof   = ctx->quant_cof[c];
1237                 bd.raw_samples = ctx->raw_samples[c] + offset;
1238                 bd.raw_other   = NULL;
1239
1240                 read_block(ctx, &bd);
1241                 if (read_channel_data(ctx, ctx->chan_data[c], c))
1242                     return -1;
1243             }
1244
1245             for (c = 0; c < avctx->channels; c++)
1246                 if (revert_channel_correlation(ctx, &bd, ctx->chan_data,
1247                                                reverted_channels, offset, c))
1248                     return -1;
1249
1250             for (c = 0; c < avctx->channels; c++) {
1251                 bd.use_ltp     = ctx->use_ltp + c;
1252                 bd.ltp_lag     = ctx->ltp_lag + c;
1253                 bd.ltp_gain    = ctx->ltp_gain[c];
1254                 bd.lpc_cof     = ctx->lpc_cof[c];
1255                 bd.quant_cof   = ctx->quant_cof[c];
1256                 bd.raw_samples = ctx->raw_samples[c] + offset;
1257                 decode_block(ctx, &bd);
1258             }
1259
1260             memset(reverted_channels, 0, avctx->channels * sizeof(*reverted_channels));
1261             offset      += div_blocks[b];
1262             bd.ra_block  = 0;
1263         }
1264
1265         // store carryover raw samples
1266         for (c = 0; c < avctx->channels; c++)
1267             memmove(ctx->raw_samples[c] - sconf->max_order,
1268                     ctx->raw_samples[c] - sconf->max_order + sconf->frame_length,
1269                     sizeof(*ctx->raw_samples[c]) * sconf->max_order);
1270     }
1271
1272     // TODO: read_diff_float_data
1273
1274     return 0;
1275 }
1276
1277
1278 /** Decodes an ALS frame.
1279  */
1280 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
1281                         void *data, int *data_size,
1282                         AVPacket *avpkt)
1283 {
1284     ALSDecContext *ctx       = avctx->priv_data;
1285     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
1286     const uint8_t *buffer    = avpkt->data;
1287     int buffer_size          = avpkt->size;
1288     int invalid_frame, size;
1289     unsigned int c, sample, ra_frame, bytes_read, shift;
1290
1291     init_get_bits(&ctx->gb, buffer, buffer_size * 8);
1292
1293     // In the case that the distance between random access frames is set to zero
1294     // (sconf->ra_distance == 0) no frame is treated as a random access frame.
1295     // For the first frame, if prediction is used, all samples used from the
1296     // previous frame are assumed to be zero.
1297     ra_frame = sconf->ra_distance && !(ctx->frame_id % sconf->ra_distance);
1298
1299     // the last frame to decode might have a different length
1300     if (sconf->samples != 0xFFFFFFFF)
1301         ctx->cur_frame_length = FFMIN(sconf->samples - ctx->frame_id * (uint64_t) sconf->frame_length,
1302                                       sconf->frame_length);
1303     else
1304         ctx->cur_frame_length = sconf->frame_length;
1305
1306     // decode the frame data
1307     if ((invalid_frame = read_frame_data(ctx, ra_frame) < 0))
1308         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_WARNING,
1309                "Reading frame data failed. Skipping RA unit.\n");
1310
1311     ctx->frame_id++;
1312
1313     // check for size of decoded data
1314     size = ctx->cur_frame_length * avctx->channels *
1315            (av_get_bits_per_sample_format(avctx->sample_fmt) >> 3);
1316
1317     if (size > *data_size) {
1318         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Decoded data exceeds buffer size.\n");
1319         return -1;
1320     }
1321
1322     *data_size = size;
1323
1324     // transform decoded frame into output format
1325     #define INTERLEAVE_OUTPUT(bps)                                 \
1326     {                                                              \
1327         int##bps##_t *dest = (int##bps##_t*) data;                 \
1328         shift = bps - ctx->avctx->bits_per_raw_sample;             \
1329         for (sample = 0; sample < ctx->cur_frame_length; sample++) \
1330             for (c = 0; c < avctx->channels; c++)                  \
1331                 *dest++ = ctx->raw_samples[c][sample] << shift;    \
1332     }
1333
1334     if (ctx->avctx->bits_per_raw_sample <= 16) {
1335         INTERLEAVE_OUTPUT(16)
1336     } else {
1337         INTERLEAVE_OUTPUT(32)
1338     }
1339
1340     bytes_read = invalid_frame ? buffer_size :
1341                                  (get_bits_count(&ctx->gb) + 7) >> 3;
1342
1343     return bytes_read;
1344 }
1345
1346
1347 /** Uninitializes the ALS decoder.
1348  */
1349 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
1350 {
1351     ALSDecContext *ctx = avctx->priv_data;
1352
1353     av_freep(&ctx->sconf.chan_pos);
1354
1355     av_freep(&ctx->use_ltp);
1356     av_freep(&ctx->ltp_lag);
1357     av_freep(&ctx->ltp_gain);
1358     av_freep(&ctx->ltp_gain_buffer);
1359     av_freep(&ctx->quant_cof);
1360     av_freep(&ctx->lpc_cof);
1361     av_freep(&ctx->quant_cof_buffer);
1362     av_freep(&ctx->lpc_cof_buffer);
1363     av_freep(&ctx->lpc_cof_reversed_buffer);
1364     av_freep(&ctx->prev_raw_samples);
1365     av_freep(&ctx->raw_samples);
1366     av_freep(&ctx->raw_buffer);
1367     av_freep(&ctx->chan_data);
1368     av_freep(&ctx->chan_data_buffer);
1369     av_freep(&ctx->reverted_channels);
1370
1371     return 0;
1372 }
1373
1374
1375 /** Initializes the ALS decoder.
1376  */
1377 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
1378 {
1379     unsigned int c;
1380     unsigned int channel_size;
1381     int num_buffers;
1382     ALSDecContext *ctx = avctx->priv_data;
1383     ALSSpecificConfig *sconf = &ctx->sconf;
1384     ctx->avctx = avctx;
1385
1386     if (!avctx->extradata) {
1387         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Missing required ALS extradata.\n");
1388         return -1;
1389     }
1390
1391     if (read_specific_config(ctx)) {
1392         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Reading ALSSpecificConfig failed.\n");
1393         decode_end(avctx);
1394         return -1;
1395     }
1396
1397     if (check_specific_config(ctx)) {
1398         decode_end(avctx);
1399         return -1;
1400     }
1401
1402     if (sconf->floating) {
1403         avctx->sample_fmt          = SAMPLE_FMT_FLT;
1404         avctx->bits_per_raw_sample = 32;
1405     } else {
1406         avctx->sample_fmt          = sconf->resolution > 1
1407                                      ? SAMPLE_FMT_S32 : SAMPLE_FMT_S16;
1408         avctx->bits_per_raw_sample = (sconf->resolution + 1) * 8;
1409     }
1410
1411     // set lag value for long-term prediction
1412     ctx->ltp_lag_length = 8 + (avctx->sample_rate >=  96000) +
1413                               (avctx->sample_rate >= 192000);
1414
1415     // allocate quantized parcor coefficient buffer
1416     num_buffers = sconf->mc_coding ? avctx->channels : 1;
1417
1418     ctx->quant_cof        = av_malloc(sizeof(*ctx->quant_cof) * num_buffers);
1419     ctx->lpc_cof          = av_malloc(sizeof(*ctx->lpc_cof)   * num_buffers);
1420     ctx->quant_cof_buffer = av_malloc(sizeof(*ctx->quant_cof_buffer) *
1421                                       num_buffers * sconf->max_order);
1422     ctx->lpc_cof_buffer   = av_malloc(sizeof(*ctx->lpc_cof_buffer) *
1423                                       num_buffers * sconf->max_order);
1424     ctx->lpc_cof_reversed_buffer = av_malloc(sizeof(*ctx->lpc_cof_buffer) *
1425                                              sconf->max_order);
1426
1427     if (!ctx->quant_cof        || !ctx->lpc_cof       ||
1428         !ctx->quant_cof_buffer || !ctx->lpc_cof_buffer ||
1429         !ctx->lpc_cof_reversed_buffer) {
1430         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Allocating buffer memory failed.\n");
1431         return AVERROR(ENOMEM);
1432     }
1433
1434     // assign quantized parcor coefficient buffers
1435     for (c = 0; c < num_buffers; c++) {
1436         ctx->quant_cof[c] = ctx->quant_cof_buffer + c * sconf->max_order;
1437         ctx->lpc_cof[c]   = ctx->lpc_cof_buffer   + c * sconf->max_order;
1438     }
1439
1440     // allocate and assign lag and gain data buffer for ltp mode
1441     ctx->use_ltp         = av_mallocz(sizeof(*ctx->use_ltp)  * num_buffers);
1442     ctx->ltp_lag         = av_malloc (sizeof(*ctx->ltp_lag)  * num_buffers);
1443     ctx->ltp_gain        = av_malloc (sizeof(*ctx->ltp_gain) * num_buffers);
1444     ctx->ltp_gain_buffer = av_malloc (sizeof(*ctx->ltp_gain_buffer) *
1445                                       num_buffers * 5);
1446
1447     if (!ctx->use_ltp  || !ctx->ltp_lag ||
1448         !ctx->ltp_gain || !ctx->ltp_gain_buffer) {
1449         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Allocating buffer memory failed.\n");
1450         decode_end(avctx);
1451         return AVERROR(ENOMEM);
1452     }
1453
1454     for (c = 0; c < num_buffers; c++)
1455         ctx->ltp_gain[c] = ctx->ltp_gain_buffer + c * 5;
1456
1457     // allocate and assign channel data buffer for mcc mode
1458     if (sconf->mc_coding) {
1459         ctx->chan_data_buffer  = av_malloc(sizeof(*ctx->chan_data_buffer) *
1460                                            num_buffers);
1461         ctx->chan_data         = av_malloc(sizeof(ALSChannelData) *
1462                                            num_buffers);
1463         ctx->reverted_channels = av_malloc(sizeof(*ctx->reverted_channels) *
1464                                            num_buffers);
1465
1466         if (!ctx->chan_data_buffer || !ctx->chan_data || !ctx->reverted_channels) {
1467             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Allocating buffer memory failed.\n");
1468             decode_end(avctx);
1469             return AVERROR(ENOMEM);
1470         }
1471
1472         for (c = 0; c < num_buffers; c++)
1473             ctx->chan_data[c] = ctx->chan_data_buffer + c;
1474     } else {
1475         ctx->chan_data         = NULL;
1476         ctx->chan_data_buffer  = NULL;
1477         ctx->reverted_channels = NULL;
1478     }
1479
1480     avctx->frame_size = sconf->frame_length;
1481     channel_size      = sconf->frame_length + sconf->max_order;
1482
1483     ctx->prev_raw_samples = av_malloc (sizeof(*ctx->prev_raw_samples) * sconf->max_order);
1484     ctx->raw_buffer       = av_mallocz(sizeof(*ctx->     raw_buffer)  * avctx->channels * channel_size);
1485     ctx->raw_samples      = av_malloc (sizeof(*ctx->     raw_samples) * avctx->channels);
1486
1487     // allocate previous raw sample buffer
1488     if (!ctx->prev_raw_samples || !ctx->raw_buffer|| !ctx->raw_samples) {
1489         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Allocating buffer memory failed.\n");
1490         decode_end(avctx);
1491         return AVERROR(ENOMEM);
1492     }
1493
1494     // assign raw samples buffers
1495     ctx->raw_samples[0] = ctx->raw_buffer + sconf->max_order;
1496     for (c = 1; c < avctx->channels; c++)
1497         ctx->raw_samples[c] = ctx->raw_samples[c - 1] + channel_size;
1498
1499     return 0;
1500 }
1501
1502
1503 /** Flushes (resets) the frame ID after seeking.
1504  */
1505 static av_cold void flush(AVCodecContext *avctx)
1506 {
1507     ALSDecContext *ctx = avctx->priv_data;
1508
1509     ctx->frame_id = 0;
1510 }
1511
1512
1513 AVCodec als_decoder = {
1514     "als",
1515     CODEC_TYPE_AUDIO,
1516     CODEC_ID_MP4ALS,
1517     sizeof(ALSDecContext),
1518     decode_init,
1519     NULL,
1520     decode_end,
1521     decode_frame,
1522     .flush = flush,
1523     .capabilities = CODEC_CAP_SUBFRAMES,
1524     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MPEG-4 Audio Lossless Coding (ALS)"),
1525 };
1526