diracdsp: add dequantization SIMD
[ffmpeg.git] / libavcodec / dca_xll.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2016 foo86
3  *
4  * This file is part of FFmpeg.
5  *
6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8  * License as published by the Free Software Foundation; either
9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14  * Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
19  */
20
21 #include "dcadec.h"
22 #include "dcadata.h"
23 #include "dcamath.h"
24 #include "dca_syncwords.h"
25 #include "unary.h"
26
27 static int get_linear(GetBitContext *gb, int n)
28 {
29     unsigned int v = get_bits_long(gb, n);
30     return (v >> 1) ^ -(v & 1);
31 }
32
33 static int get_rice_un(GetBitContext *gb, int k)
34 {
35     unsigned int v = get_unary(gb, 1, get_bits_left(gb));
36     return (v << k) | get_bits_long(gb, k);
37 }
38
39 static int get_rice(GetBitContext *gb, int k)
40 {
41     unsigned int v = get_rice_un(gb, k);
42     return (v >> 1) ^ -(v & 1);
43 }
44
45 static void get_array(GetBitContext *gb, int32_t *array, int size, int n)
46 {
47     int i;
48
49     for (i = 0; i < size; i++)
50         array[i] = get_bits(gb, n);
51 }
52
53 static void get_linear_array(GetBitContext *gb, int32_t *array, int size, int n)
54 {
55     int i;
56
57     if (n == 0)
58         memset(array, 0, sizeof(*array) * size);
59     else for (i = 0; i < size; i++)
60         array[i] = get_linear(gb, n);
61 }
62
63 static void get_rice_array(GetBitContext *gb, int32_t *array, int size, int k)
64 {
65     int i;
66
67     for (i = 0; i < size; i++)
68         array[i] = get_rice(gb, k);
69 }
70
71 static int parse_dmix_coeffs(DCAXllDecoder *s, DCAXllChSet *c)
72 {
73     // Size of downmix coefficient matrix
74     int m = c->primary_chset ? ff_dca_dmix_primary_nch[c->dmix_type] : c->hier_ofs;
75     int i, j, *coeff_ptr = c->dmix_coeff;
76
77     for (i = 0; i < m; i++) {
78         int code, sign, coeff, scale, scale_inv = 0;
79         unsigned int index;
80
81         // Downmix scale (only for non-primary channel sets)
82         if (!c->primary_chset) {
83             code = get_bits(&s->gb, 9);
84             sign = (code >> 8) - 1;
85             index = (code & 0xff) - FF_DCA_DMIXTABLE_OFFSET;
86             if (index >= FF_DCA_INV_DMIXTABLE_SIZE) {
87                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid XLL downmix scale index\n");
88                 return AVERROR_INVALIDDATA;
89             }
90             scale = ff_dca_dmixtable[index + FF_DCA_DMIXTABLE_OFFSET];
91             scale_inv = ff_dca_inv_dmixtable[index];
92             c->dmix_scale[i] = (scale ^ sign) - sign;
93             c->dmix_scale_inv[i] = (scale_inv ^ sign) - sign;
94         }
95
96         // Downmix coefficients
97         for (j = 0; j < c->nchannels; j++) {
98             code = get_bits(&s->gb, 9);
99             sign = (code >> 8) - 1;
100             index = code & 0xff;
101             if (index >= FF_DCA_DMIXTABLE_SIZE) {
102                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid XLL downmix coefficient index\n");
103                 return AVERROR_INVALIDDATA;
104             }
105             coeff = ff_dca_dmixtable[index];
106             if (!c->primary_chset)
107                 // Multiply by |InvDmixScale| to get |UndoDmixScale|
108                 coeff = mul16(scale_inv, coeff);
109             *coeff_ptr++ = (coeff ^ sign) - sign;
110         }
111     }
112
113     return 0;
114 }
115
116 static int chs_parse_header(DCAXllDecoder *s, DCAXllChSet *c, DCAExssAsset *asset)
117 {
118     int i, j, k, ret, band, header_size, header_pos = get_bits_count(&s->gb);
119     DCAXllChSet *p = &s->chset[0];
120     DCAXllBand *b;
121
122     // Size of channel set sub-header
123     header_size = get_bits(&s->gb, 10) + 1;
124
125     // Check CRC
126     if (ff_dca_check_crc(s->avctx, &s->gb, header_pos, header_pos + header_size * 8)) {
127         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid XLL sub-header checksum\n");
128         return AVERROR_INVALIDDATA;
129     }
130
131     // Number of channels in the channel set
132     c->nchannels = get_bits(&s->gb, 4) + 1;
133     if (c->nchannels > DCA_XLL_CHANNELS_MAX) {
134         avpriv_request_sample(s->avctx, "%d XLL channels", c->nchannels);
135         return AVERROR_PATCHWELCOME;
136     }
137
138     // Residual type
139     c->residual_encode = get_bits(&s->gb, c->nchannels);
140
141     // PCM bit resolution
142     c->pcm_bit_res = get_bits(&s->gb, 5) + 1;
143
144     // Storage unit width
145     c->storage_bit_res = get_bits(&s->gb, 5) + 1;
146     if (c->storage_bit_res != 16 && c->storage_bit_res != 24) {
147         avpriv_request_sample(s->avctx, "%d-bit XLL storage resolution", c->storage_bit_res);
148         return AVERROR_PATCHWELCOME;
149     }
150
151     if (c->pcm_bit_res > c->storage_bit_res) {
152         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid PCM bit resolution for XLL channel set (%d > %d)\n", c->pcm_bit_res, c->storage_bit_res);
153         return AVERROR_INVALIDDATA;
154     }
155
156     // Original sampling frequency
157     c->freq = ff_dca_sampling_freqs[get_bits(&s->gb, 4)];
158     if (c->freq > 192000) {
159         avpriv_request_sample(s->avctx, "%d Hz XLL sampling frequency", c->freq);
160         return AVERROR_PATCHWELCOME;
161     }
162
163     // Sampling frequency modifier
164     if (get_bits(&s->gb, 2)) {
165         avpriv_request_sample(s->avctx, "XLL sampling frequency modifier");
166         return AVERROR_PATCHWELCOME;
167     }
168
169     // Which replacement set this channel set is member of
170     if (get_bits(&s->gb, 2)) {
171         avpriv_request_sample(s->avctx, "XLL replacement set");
172         return AVERROR_PATCHWELCOME;
173     }
174
175     if (asset->one_to_one_map_ch_to_spkr) {
176         // Primary channel set flag
177         c->primary_chset = get_bits1(&s->gb);
178         if (c->primary_chset != (c == p)) {
179             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "The first (and only) XLL channel set must be primary\n");
180             return AVERROR_INVALIDDATA;
181         }
182
183         // Downmix coefficients present in stream
184         c->dmix_coeffs_present = get_bits1(&s->gb);
185
186         // Downmix already performed by encoder
187         c->dmix_embedded = c->dmix_coeffs_present && get_bits1(&s->gb);
188
189         // Downmix type
190         if (c->dmix_coeffs_present && c->primary_chset) {
191             c->dmix_type = get_bits(&s->gb, 3);
192             if (c->dmix_type >= DCA_DMIX_TYPE_COUNT) {
193                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid XLL primary channel set downmix type\n");
194                 return AVERROR_INVALIDDATA;
195             }
196         }
197
198         // Whether the channel set is part of a hierarchy
199         c->hier_chset = get_bits1(&s->gb);
200         if (!c->hier_chset && s->nchsets != 1) {
201             avpriv_request_sample(s->avctx, "XLL channel set outside of hierarchy");
202             return AVERROR_PATCHWELCOME;
203         }
204
205         // Downmix coefficients
206         if (c->dmix_coeffs_present && (ret = parse_dmix_coeffs(s, c)) < 0)
207             return ret;
208
209         // Channel mask enabled
210         if (!get_bits1(&s->gb)) {
211             avpriv_request_sample(s->avctx, "Disabled XLL channel mask");
212             return AVERROR_PATCHWELCOME;
213         }
214
215         // Channel mask for set
216         c->ch_mask = get_bits_long(&s->gb, s->ch_mask_nbits);
217         if (av_popcount(c->ch_mask) != c->nchannels) {
218             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid XLL channel mask\n");
219             return AVERROR_INVALIDDATA;
220         }
221
222         // Build the channel to speaker map
223         for (i = 0, j = 0; i < s->ch_mask_nbits; i++)
224             if (c->ch_mask & (1U << i))
225                 c->ch_remap[j++] = i;
226     } else {
227         // Mapping coeffs present flag
228         if (c->nchannels != 2 || s->nchsets != 1 || get_bits1(&s->gb)) {
229             avpriv_request_sample(s->avctx, "Custom XLL channel to speaker mapping");
230             return AVERROR_PATCHWELCOME;
231         }
232
233         // Setup for LtRt decoding
234         c->primary_chset = 1;
235         c->dmix_coeffs_present = 0;
236         c->dmix_embedded = 0;
237         c->hier_chset = 0;
238         c->ch_mask = DCA_SPEAKER_LAYOUT_STEREO;
239         c->ch_remap[0] = DCA_SPEAKER_L;
240         c->ch_remap[1] = DCA_SPEAKER_R;
241     }
242
243     if (c->freq > 96000) {
244         // Extra frequency bands flag
245         if (get_bits1(&s->gb)) {
246             avpriv_request_sample(s->avctx, "Extra XLL frequency bands");
247             return AVERROR_PATCHWELCOME;
248         }
249         c->nfreqbands = 2;
250     } else {
251         c->nfreqbands = 1;
252     }
253
254     // Set the sampling frequency to that of the first frequency band.
255     // Frequency will be doubled again after bands assembly.
256     c->freq >>= c->nfreqbands - 1;
257
258     // Verify that all channel sets have the same audio characteristics
259     if (c != p && (c->nfreqbands != p->nfreqbands || c->freq != p->freq
260                    || c->pcm_bit_res != p->pcm_bit_res
261                    || c->storage_bit_res != p->storage_bit_res)) {
262         avpriv_request_sample(s->avctx, "Different XLL audio characteristics");
263         return AVERROR_PATCHWELCOME;
264     }
265
266     // Determine number of bits to read bit allocation coding parameter
267     if (c->storage_bit_res > 16)
268         c->nabits = 5;
269     else if (c->storage_bit_res > 8)
270         c->nabits = 4;
271     else
272         c->nabits = 3;
273
274     // Account for embedded downmix and decimator saturation
275     if ((s->nchsets > 1 || c->nfreqbands > 1) && c->nabits < 5)
276         c->nabits++;
277
278     for (band = 0, b = c->bands; band < c->nfreqbands; band++, b++) {
279         // Pairwise channel decorrelation
280         if ((b->decor_enabled = get_bits1(&s->gb)) && c->nchannels > 1) {
281             int ch_nbits = av_ceil_log2(c->nchannels);
282
283             // Original channel order
284             for (i = 0; i < c->nchannels; i++) {
285                 b->orig_order[i] = get_bits(&s->gb, ch_nbits);
286                 if (b->orig_order[i] >= c->nchannels) {
287                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid XLL original channel order\n");
288                     return AVERROR_INVALIDDATA;
289                 }
290             }
291
292             // Pairwise channel coefficients
293             for (i = 0; i < c->nchannels / 2; i++)
294                 b->decor_coeff[i] = get_bits1(&s->gb) ? get_linear(&s->gb, 7) : 0;
295         } else {
296             for (i = 0; i < c->nchannels; i++)
297                 b->orig_order[i] = i;
298             for (i = 0; i < c->nchannels / 2; i++)
299                 b->decor_coeff[i] = 0;
300         }
301
302         // Adaptive predictor order
303         b->highest_pred_order = 0;
304         for (i = 0; i < c->nchannels; i++) {
305             b->adapt_pred_order[i] = get_bits(&s->gb, 4);
306             if (b->adapt_pred_order[i] > b->highest_pred_order)
307                 b->highest_pred_order = b->adapt_pred_order[i];
308         }
309         if (b->highest_pred_order > s->nsegsamples) {
310             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid XLL adaptive predicition order\n");
311             return AVERROR_INVALIDDATA;
312         }
313
314         // Fixed predictor order
315         for (i = 0; i < c->nchannels; i++)
316             b->fixed_pred_order[i] = b->adapt_pred_order[i] ? 0 : get_bits(&s->gb, 2);
317
318         // Adaptive predictor quantized reflection coefficients
319         for (i = 0; i < c->nchannels; i++) {
320             for (j = 0; j < b->adapt_pred_order[i]; j++) {
321                 k = get_linear(&s->gb, 8);
322                 if (k == -128) {
323                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid XLL reflection coefficient index\n");
324                     return AVERROR_INVALIDDATA;
325                 }
326                 if (k < 0)
327                     b->adapt_refl_coeff[i][j] = -(int)ff_dca_xll_refl_coeff[-k];
328                 else
329                     b->adapt_refl_coeff[i][j] =  (int)ff_dca_xll_refl_coeff[ k];
330             }
331         }
332
333         // Downmix performed by encoder in extension frequency band
334         b->dmix_embedded = c->dmix_embedded && (band == 0 || get_bits1(&s->gb));
335
336         // MSB/LSB split flag in extension frequency band
337         if ((band == 0 && s->scalable_lsbs) || (band != 0 && get_bits1(&s->gb))) {
338             // Size of LSB section in any segment
339             b->lsb_section_size = get_bits_long(&s->gb, s->seg_size_nbits);
340             if (b->lsb_section_size < 0 || b->lsb_section_size > s->frame_size) {
341                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid LSB section size\n");
342                 return AVERROR_INVALIDDATA;
343             }
344
345             // Account for optional CRC bytes after LSB section
346             if (b->lsb_section_size && (s->band_crc_present > 2 ||
347                                         (band == 0 && s->band_crc_present > 1)))
348                 b->lsb_section_size += 2;
349
350             // Number of bits to represent the samples in LSB part
351             for (i = 0; i < c->nchannels; i++) {
352                 b->nscalablelsbs[i] = get_bits(&s->gb, 4);
353                 if (b->nscalablelsbs[i] && !b->lsb_section_size) {
354                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "LSB section missing with non-zero LSB width\n");
355                     return AVERROR_INVALIDDATA;
356                 }
357             }
358         } else {
359             b->lsb_section_size = 0;
360             for (i = 0; i < c->nchannels; i++)
361                 b->nscalablelsbs[i] = 0;
362         }
363
364         // Scalable resolution flag in extension frequency band
365         if ((band == 0 && s->scalable_lsbs) || (band != 0 && get_bits1(&s->gb))) {
366             // Number of bits discarded by authoring
367             for (i = 0; i < c->nchannels; i++)
368                 b->bit_width_adjust[i] = get_bits(&s->gb, 4);
369         } else {
370             for (i = 0; i < c->nchannels; i++)
371                 b->bit_width_adjust[i] = 0;
372         }
373     }
374
375     // Reserved
376     // Byte align
377     // CRC16 of channel set sub-header
378     if (ff_dca_seek_bits(&s->gb, header_pos + header_size * 8)) {
379         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Read past end of XLL sub-header\n");
380         return AVERROR_INVALIDDATA;
381     }
382
383     return 0;
384 }
385
386 static int chs_alloc_msb_band_data(DCAXllDecoder *s, DCAXllChSet *c)
387 {
388     int ndecisamples = c->nfreqbands > 1 ? DCA_XLL_DECI_HISTORY_MAX : 0;
389     int nchsamples = s->nframesamples + ndecisamples;
390     int i, j, nsamples = nchsamples * c->nchannels * c->nfreqbands;
391     int32_t *ptr;
392
393     // Reallocate MSB sample buffer
394     av_fast_malloc(&c->sample_buffer[0], &c->sample_size[0], nsamples * sizeof(int32_t));
395     if (!c->sample_buffer[0])
396         return AVERROR(ENOMEM);
397
398     ptr = c->sample_buffer[0] + ndecisamples;
399     for (i = 0; i < c->nfreqbands; i++) {
400         for (j = 0; j < c->nchannels; j++) {
401             c->bands[i].msb_sample_buffer[j] = ptr;
402             ptr += nchsamples;
403         }
404     }
405
406     return 0;
407 }
408
409 static int chs_alloc_lsb_band_data(DCAXllDecoder *s, DCAXllChSet *c)
410 {
411     int i, j, nsamples = 0;
412     int32_t *ptr;
413
414     // Determine number of frequency bands that have MSB/LSB split
415     for (i = 0; i < c->nfreqbands; i++)
416         if (c->bands[i].lsb_section_size)
417             nsamples += s->nframesamples * c->nchannels;
418     if (!nsamples)
419         return 0;
420
421     // Reallocate LSB sample buffer
422     av_fast_malloc(&c->sample_buffer[1], &c->sample_size[1], nsamples * sizeof(int32_t));
423     if (!c->sample_buffer[1])
424         return AVERROR(ENOMEM);
425
426     ptr = c->sample_buffer[1];
427     for (i = 0; i < c->nfreqbands; i++) {
428         if (c->bands[i].lsb_section_size) {
429             for (j = 0; j < c->nchannels; j++) {
430                 c->bands[i].lsb_sample_buffer[j] = ptr;
431                 ptr += s->nframesamples;
432             }
433         } else {
434             for (j = 0; j < c->nchannels; j++)
435                 c->bands[i].lsb_sample_buffer[j] = NULL;
436         }
437     }
438
439     return 0;
440 }
441
442 static int chs_parse_band_data(DCAXllDecoder *s, DCAXllChSet *c, int band, int seg, int band_data_end)
443 {
444     DCAXllBand *b = &c->bands[band];
445     int i, j, k;
446
447     // Start unpacking MSB portion of the segment
448     if (!(seg && get_bits1(&s->gb))) {
449         // Unpack segment type
450         // 0 - distinct coding parameters for each channel
451         // 1 - common coding parameters for all channels
452         c->seg_common = get_bits1(&s->gb);
453
454         // Determine number of coding parameters encoded in segment
455         k = c->seg_common ? 1 : c->nchannels;
456
457         // Unpack Rice coding parameters
458         for (i = 0; i < k; i++) {
459             // Unpack Rice coding flag
460             // 0 - linear code, 1 - Rice code
461             c->rice_code_flag[i] = get_bits1(&s->gb);
462             // Unpack Hybrid Rice coding flag
463             // 0 - Rice code, 1 - Hybrid Rice code
464             if (!c->seg_common && c->rice_code_flag[i] && get_bits1(&s->gb))
465                 // Unpack binary code length for isolated samples
466                 c->bitalloc_hybrid_linear[i] = get_bits(&s->gb, c->nabits) + 1;
467             else
468                 // 0 indicates no Hybrid Rice coding
469                 c->bitalloc_hybrid_linear[i] = 0;
470         }
471
472         // Unpack coding parameters
473         for (i = 0; i < k; i++) {
474             if (seg == 0) {
475                 // Unpack coding parameter for part A of segment 0
476                 c->bitalloc_part_a[i] = get_bits(&s->gb, c->nabits);
477
478                 // Adjust for the linear code
479                 if (!c->rice_code_flag[i] && c->bitalloc_part_a[i])
480                     c->bitalloc_part_a[i]++;
481
482                 if (!c->seg_common)
483                     c->nsamples_part_a[i] = b->adapt_pred_order[i];
484                 else
485                     c->nsamples_part_a[i] = b->highest_pred_order;
486             } else {
487                 c->bitalloc_part_a[i] = 0;
488                 c->nsamples_part_a[i] = 0;
489             }
490
491             // Unpack coding parameter for part B of segment
492             c->bitalloc_part_b[i] = get_bits(&s->gb, c->nabits);
493
494             // Adjust for the linear code
495             if (!c->rice_code_flag[i] && c->bitalloc_part_b[i])
496                 c->bitalloc_part_b[i]++;
497         }
498     }
499
500     // Unpack entropy codes
501     for (i = 0; i < c->nchannels; i++) {
502         int32_t *part_a, *part_b;
503         int nsamples_part_b;
504
505         // Select index of coding parameters
506         k = c->seg_common ? 0 : i;
507
508         // Slice the segment into parts A and B
509         part_a = b->msb_sample_buffer[i] + seg * s->nsegsamples;
510         part_b = part_a + c->nsamples_part_a[k];
511         nsamples_part_b = s->nsegsamples - c->nsamples_part_a[k];
512
513         if (get_bits_left(&s->gb) < 0)
514             return AVERROR_INVALIDDATA;
515
516         if (!c->rice_code_flag[k]) {
517             // Linear codes
518             // Unpack all residuals of part A of segment 0
519             get_linear_array(&s->gb, part_a, c->nsamples_part_a[k],
520                              c->bitalloc_part_a[k]);
521
522             // Unpack all residuals of part B of segment 0 and others
523             get_linear_array(&s->gb, part_b, nsamples_part_b,
524                              c->bitalloc_part_b[k]);
525         } else {
526             // Rice codes
527             // Unpack all residuals of part A of segment 0
528             get_rice_array(&s->gb, part_a, c->nsamples_part_a[k],
529                            c->bitalloc_part_a[k]);
530
531             if (c->bitalloc_hybrid_linear[k]) {
532                 // Hybrid Rice codes
533                 // Unpack the number of isolated samples
534                 int nisosamples = get_bits(&s->gb, s->nsegsamples_log2);
535
536                 // Set all locations to 0
537                 memset(part_b, 0, sizeof(*part_b) * nsamples_part_b);
538
539                 // Extract the locations of isolated samples and flag by -1
540                 for (j = 0; j < nisosamples; j++) {
541                     int loc = get_bits(&s->gb, s->nsegsamples_log2);
542                     if (loc >= nsamples_part_b) {
543                         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid isolated sample location\n");
544                         return AVERROR_INVALIDDATA;
545                     }
546                     part_b[loc] = -1;
547                 }
548
549                 // Unpack all residuals of part B of segment 0 and others
550                 for (j = 0; j < nsamples_part_b; j++) {
551                     if (part_b[j])
552                         part_b[j] = get_linear(&s->gb, c->bitalloc_hybrid_linear[k]);
553                     else
554                         part_b[j] = get_rice(&s->gb, c->bitalloc_part_b[k]);
555                 }
556             } else {
557                 // Rice codes
558                 // Unpack all residuals of part B of segment 0 and others
559                 get_rice_array(&s->gb, part_b, nsamples_part_b, c->bitalloc_part_b[k]);
560             }
561         }
562     }
563
564     // Unpack decimator history for frequency band 1
565     if (seg == 0 && band == 1) {
566         int nbits = get_bits(&s->gb, 5) + 1;
567         for (i = 0; i < c->nchannels; i++)
568             for (j = 1; j < DCA_XLL_DECI_HISTORY_MAX; j++)
569                 c->deci_history[i][j] = get_sbits_long(&s->gb, nbits);
570     }
571
572     // Start unpacking LSB portion of the segment
573     if (b->lsb_section_size) {
574         // Skip to the start of LSB portion
575         if (ff_dca_seek_bits(&s->gb, band_data_end - b->lsb_section_size * 8)) {
576             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Read past end of XLL band data\n");
577             return AVERROR_INVALIDDATA;
578         }
579
580         // Unpack all LSB parts of residuals of this segment
581         for (i = 0; i < c->nchannels; i++) {
582             if (b->nscalablelsbs[i]) {
583                 get_array(&s->gb,
584                           b->lsb_sample_buffer[i] + seg * s->nsegsamples,
585                           s->nsegsamples, b->nscalablelsbs[i]);
586             }
587         }
588     }
589
590     // Skip to the end of band data
591     if (ff_dca_seek_bits(&s->gb, band_data_end)) {
592         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Read past end of XLL band data\n");
593         return AVERROR_INVALIDDATA;
594     }
595
596     return 0;
597 }
598
599 static av_cold void chs_clear_band_data(DCAXllDecoder *s, DCAXllChSet *c, int band, int seg)
600 {
601     DCAXllBand *b = &c->bands[band];
602     int i, offset, nsamples;
603
604     if (seg < 0) {
605         offset = 0;
606         nsamples = s->nframesamples;
607     } else {
608         offset = seg * s->nsegsamples;
609         nsamples = s->nsegsamples;
610     }
611
612     for (i = 0; i < c->nchannels; i++) {
613         memset(b->msb_sample_buffer[i] + offset, 0, nsamples * sizeof(int32_t));
614         if (b->lsb_section_size)
615             memset(b->lsb_sample_buffer[i] + offset, 0, nsamples * sizeof(int32_t));
616     }
617
618     if (seg <= 0 && band)
619         memset(c->deci_history, 0, sizeof(c->deci_history));
620
621     if (seg < 0) {
622         memset(b->nscalablelsbs, 0, sizeof(b->nscalablelsbs));
623         memset(b->bit_width_adjust, 0, sizeof(b->bit_width_adjust));
624     }
625 }
626
627 static void chs_filter_band_data(DCAXllDecoder *s, DCAXllChSet *c, int band)
628 {
629     DCAXllBand *b = &c->bands[band];
630     int nsamples = s->nframesamples;
631     int i, j, k;
632
633     // Inverse adaptive or fixed prediction
634     for (i = 0; i < c->nchannels; i++) {
635         int32_t *buf = b->msb_sample_buffer[i];
636         int order = b->adapt_pred_order[i];
637         if (order > 0) {
638             int coeff[DCA_XLL_ADAPT_PRED_ORDER_MAX];
639             // Conversion from reflection coefficients to direct form coefficients
640             for (j = 0; j < order; j++) {
641                 int rc = b->adapt_refl_coeff[i][j];
642                 for (k = 0; k < (j + 1) / 2; k++) {
643                     int tmp1 = coeff[    k    ];
644                     int tmp2 = coeff[j - k - 1];
645                     coeff[    k    ] = tmp1 + mul16(rc, tmp2);
646                     coeff[j - k - 1] = tmp2 + mul16(rc, tmp1);
647                 }
648                 coeff[j] = rc;
649             }
650             // Inverse adaptive prediction
651             for (j = 0; j < nsamples - order; j++) {
652                 int64_t err = 0;
653                 for (k = 0; k < order; k++)
654                     err += (int64_t)buf[j + k] * coeff[order - k - 1];
655                 buf[j + k] -= clip23(norm16(err));
656             }
657         } else {
658             // Inverse fixed coefficient prediction
659             for (j = 0; j < b->fixed_pred_order[i]; j++)
660                 for (k = 1; k < nsamples; k++)
661                     buf[k] += buf[k - 1];
662         }
663     }
664
665     // Inverse pairwise channel decorrellation
666     if (b->decor_enabled) {
667         int32_t *tmp[DCA_XLL_CHANNELS_MAX];
668
669         for (i = 0; i < c->nchannels / 2; i++) {
670             int coeff = b->decor_coeff[i];
671             if (coeff) {
672                 s->dcadsp->decor(b->msb_sample_buffer[i * 2 + 1],
673                                  b->msb_sample_buffer[i * 2    ],
674                                  coeff, nsamples);
675             }
676         }
677
678         // Reorder channel pointers to the original order
679         for (i = 0; i < c->nchannels; i++)
680             tmp[i] = b->msb_sample_buffer[i];
681
682         for (i = 0; i < c->nchannels; i++)
683             b->msb_sample_buffer[b->orig_order[i]] = tmp[i];
684     }
685
686     // Map output channel pointers for frequency band 0
687     if (c->nfreqbands == 1)
688         for (i = 0; i < c->nchannels; i++)
689             s->output_samples[c->ch_remap[i]] = b->msb_sample_buffer[i];
690 }
691
692 static int chs_get_lsb_width(DCAXllDecoder *s, DCAXllChSet *c, int band, int ch)
693 {
694     int adj = c->bands[band].bit_width_adjust[ch];
695     int shift = c->bands[band].nscalablelsbs[ch];
696
697     if (s->fixed_lsb_width)
698         shift = s->fixed_lsb_width;
699     else if (shift && adj)
700         shift += adj - 1;
701     else
702         shift += adj;
703
704     return shift;
705 }
706
707 static void chs_assemble_msbs_lsbs(DCAXllDecoder *s, DCAXllChSet *c, int band)
708 {
709     DCAXllBand *b = &c->bands[band];
710     int n, ch, nsamples = s->nframesamples;
711
712     for (ch = 0; ch < c->nchannels; ch++) {
713         int shift = chs_get_lsb_width(s, c, band, ch);
714         if (shift) {
715             int32_t *msb = b->msb_sample_buffer[ch];
716             if (b->nscalablelsbs[ch]) {
717                 int32_t *lsb = b->lsb_sample_buffer[ch];
718                 int adj = b->bit_width_adjust[ch];
719                 for (n = 0; n < nsamples; n++)
720                     msb[n] = msb[n] * (1 << shift) + (lsb[n] << adj);
721             } else {
722                 for (n = 0; n < nsamples; n++)
723                     msb[n] = msb[n] * (1 << shift);
724             }
725         }
726     }
727 }
728
729 static int chs_assemble_freq_bands(DCAXllDecoder *s, DCAXllChSet *c)
730 {
731     int ch, nsamples = s->nframesamples;
732     int32_t *ptr;
733
734     av_assert1(c->nfreqbands > 1);
735
736     // Reallocate frequency band assembly buffer
737     av_fast_malloc(&c->sample_buffer[2], &c->sample_size[2],
738                    2 * nsamples * c->nchannels * sizeof(int32_t));
739     if (!c->sample_buffer[2])
740         return AVERROR(ENOMEM);
741
742     // Assemble frequency bands 0 and 1
743     ptr = c->sample_buffer[2];
744     for (ch = 0; ch < c->nchannels; ch++) {
745         int32_t *band0 = c->bands[0].msb_sample_buffer[ch];
746         int32_t *band1 = c->bands[1].msb_sample_buffer[ch];
747
748         // Copy decimator history
749         memcpy(band0 - DCA_XLL_DECI_HISTORY_MAX,
750                c->deci_history[ch], sizeof(c->deci_history[0]));
751
752         // Filter
753         s->dcadsp->assemble_freq_bands(ptr, band0, band1,
754                                        ff_dca_xll_band_coeff,
755                                        nsamples);
756
757         // Remap output channel pointer to assembly buffer
758         s->output_samples[c->ch_remap[ch]] = ptr;
759         ptr += nsamples * 2;
760     }
761
762     return 0;
763 }
764
765 static int parse_common_header(DCAXllDecoder *s)
766 {
767     int stream_ver, header_size, frame_size_nbits, nframesegs_log2;
768
769     // XLL extension sync word
770     if (get_bits_long(&s->gb, 32) != DCA_SYNCWORD_XLL) {
771         av_log(s->avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Invalid XLL sync word\n");
772         return AVERROR(EAGAIN);
773     }
774
775     // Version number
776     stream_ver = get_bits(&s->gb, 4) + 1;
777     if (stream_ver > 1) {
778         avpriv_request_sample(s->avctx, "XLL stream version %d", stream_ver);
779         return AVERROR_PATCHWELCOME;
780     }
781
782     // Lossless frame header length
783     header_size = get_bits(&s->gb, 8) + 1;
784
785     // Check CRC
786     if (ff_dca_check_crc(s->avctx, &s->gb, 32, header_size * 8)) {
787         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid XLL common header checksum\n");
788         return AVERROR_INVALIDDATA;
789     }
790
791     // Number of bits used to read frame size
792     frame_size_nbits = get_bits(&s->gb, 5) + 1;
793
794     // Number of bytes in a lossless frame
795     s->frame_size = get_bits_long(&s->gb, frame_size_nbits);
796     if (s->frame_size < 0 || s->frame_size >= DCA_XLL_PBR_BUFFER_MAX) {
797         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid XLL frame size (%d bytes)\n", s->frame_size);
798         return AVERROR_INVALIDDATA;
799     }
800     s->frame_size++;
801
802     // Number of channels sets per frame
803     s->nchsets = get_bits(&s->gb, 4) + 1;
804     if (s->nchsets > DCA_XLL_CHSETS_MAX) {
805         avpriv_request_sample(s->avctx, "%d XLL channel sets", s->nchsets);
806         return AVERROR_PATCHWELCOME;
807     }
808
809     // Number of segments per frame
810     nframesegs_log2 = get_bits(&s->gb, 4);
811     s->nframesegs = 1 << nframesegs_log2;
812     if (s->nframesegs > 1024) {
813         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many segments per XLL frame\n");
814         return AVERROR_INVALIDDATA;
815     }
816
817     // Samples in segment per one frequency band for the first channel set
818     // Maximum value is 256 for sampling frequencies <= 48 kHz
819     // Maximum value is 512 for sampling frequencies > 48 kHz
820     s->nsegsamples_log2 = get_bits(&s->gb, 4);
821     if (!s->nsegsamples_log2) {
822         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too few samples per XLL segment\n");
823         return AVERROR_INVALIDDATA;
824     }
825     s->nsegsamples = 1 << s->nsegsamples_log2;
826     if (s->nsegsamples > 512) {
827         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many samples per XLL segment\n");
828         return AVERROR_INVALIDDATA;
829     }
830
831     // Samples in frame per one frequency band for the first channel set
832     s->nframesamples_log2 = s->nsegsamples_log2 + nframesegs_log2;
833     s->nframesamples = 1 << s->nframesamples_log2;
834     if (s->nframesamples > 65536) {
835         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many samples per XLL frame\n");
836         return AVERROR_INVALIDDATA;
837     }
838
839     // Number of bits used to read segment size
840     s->seg_size_nbits = get_bits(&s->gb, 5) + 1;
841
842     // Presence of CRC16 within each frequency band
843     // 0 - No CRC16 within band
844     // 1 - CRC16 placed at the end of MSB0
845     // 2 - CRC16 placed at the end of MSB0 and LSB0
846     // 3 - CRC16 placed at the end of MSB0 and LSB0 and other frequency bands
847     s->band_crc_present = get_bits(&s->gb, 2);
848
849     // MSB/LSB split flag
850     s->scalable_lsbs = get_bits1(&s->gb);
851
852     // Channel position mask
853     s->ch_mask_nbits = get_bits(&s->gb, 5) + 1;
854
855     // Fixed LSB width
856     if (s->scalable_lsbs)
857         s->fixed_lsb_width = get_bits(&s->gb, 4);
858     else
859         s->fixed_lsb_width = 0;
860
861     // Reserved
862     // Byte align
863     // Header CRC16 protection
864     if (ff_dca_seek_bits(&s->gb, header_size * 8)) {
865         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Read past end of XLL common header\n");
866         return AVERROR_INVALIDDATA;
867     }
868
869     return 0;
870 }
871
872 static int is_hier_dmix_chset(DCAXllChSet *c)
873 {
874     return !c->primary_chset && c->dmix_embedded && c->hier_chset;
875 }
876
877 static DCAXllChSet *find_next_hier_dmix_chset(DCAXllDecoder *s, DCAXllChSet *c)
878 {
879     if (c->hier_chset)
880         while (++c < &s->chset[s->nchsets])
881             if (is_hier_dmix_chset(c))
882                 return c;
883
884     return NULL;
885 }
886
887 static void prescale_down_mix(DCAXllChSet *c, DCAXllChSet *o)
888 {
889     int i, j, *coeff_ptr = c->dmix_coeff;
890
891     for (i = 0; i < c->hier_ofs; i++) {
892         int scale = o->dmix_scale[i];
893         int scale_inv = o->dmix_scale_inv[i];
894         c->dmix_scale[i] = mul15(c->dmix_scale[i], scale);
895         c->dmix_scale_inv[i] = mul16(c->dmix_scale_inv[i], scale_inv);
896         for (j = 0; j < c->nchannels; j++) {
897             int coeff = mul16(*coeff_ptr, scale_inv);
898             *coeff_ptr++ = mul15(coeff, o->dmix_scale[c->hier_ofs + j]);
899         }
900     }
901 }
902
903 static int parse_sub_headers(DCAXllDecoder *s, DCAExssAsset *asset)
904 {
905     DCAContext *dca = s->avctx->priv_data;
906     DCAXllChSet *c;
907     int i, ret;
908
909     // Parse channel set headers
910     s->nfreqbands = 0;
911     s->nchannels = 0;
912     s->nreschsets = 0;
913     for (i = 0, c = s->chset; i < s->nchsets; i++, c++) {
914         c->hier_ofs = s->nchannels;
915         if ((ret = chs_parse_header(s, c, asset)) < 0)
916             return ret;
917         if (c->nfreqbands > s->nfreqbands)
918             s->nfreqbands = c->nfreqbands;
919         if (c->hier_chset)
920             s->nchannels += c->nchannels;
921         if (c->residual_encode != (1 << c->nchannels) - 1)
922             s->nreschsets++;
923     }
924
925     // Pre-scale downmixing coefficients for all non-primary channel sets
926     for (i = s->nchsets - 1, c = &s->chset[i]; i > 0; i--, c--) {
927         if (is_hier_dmix_chset(c)) {
928             DCAXllChSet *o = find_next_hier_dmix_chset(s, c);
929             if (o)
930                 prescale_down_mix(c, o);
931         }
932     }
933
934     // Determine number of active channel sets to decode
935     switch (dca->request_channel_layout) {
936     case DCA_SPEAKER_LAYOUT_STEREO:
937         s->nactivechsets = 1;
938         break;
939     case DCA_SPEAKER_LAYOUT_5POINT0:
940     case DCA_SPEAKER_LAYOUT_5POINT1:
941         s->nactivechsets = (s->chset[0].nchannels < 5 && s->nchsets > 1) ? 2 : 1;
942         break;
943     default:
944         s->nactivechsets = s->nchsets;
945         break;
946     }
947
948     return 0;
949 }
950
951 static int parse_navi_table(DCAXllDecoder *s)
952 {
953     int chs, seg, band, navi_nb, navi_pos, *navi_ptr;
954     DCAXllChSet *c;
955
956     // Determine size of NAVI table
957     navi_nb = s->nfreqbands * s->nframesegs * s->nchsets;
958     if (navi_nb > 1024) {
959         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many NAVI entries (%d)\n", navi_nb);
960         return AVERROR_INVALIDDATA;
961     }
962
963     // Reallocate NAVI table
964     av_fast_malloc(&s->navi, &s->navi_size, navi_nb * sizeof(*s->navi));
965     if (!s->navi)
966         return AVERROR(ENOMEM);
967
968     // Parse NAVI
969     navi_pos = get_bits_count(&s->gb);
970     navi_ptr = s->navi;
971     for (band = 0; band < s->nfreqbands; band++) {
972         for (seg = 0; seg < s->nframesegs; seg++) {
973             for (chs = 0, c = s->chset; chs < s->nchsets; chs++, c++) {
974                 int size = 0;
975                 if (c->nfreqbands > band) {
976                     size = get_bits_long(&s->gb, s->seg_size_nbits);
977                     if (size < 0 || size >= s->frame_size) {
978                         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid NAVI segment size (%d bytes)\n", size);
979                         return AVERROR_INVALIDDATA;
980                     }
981                     size++;
982                 }
983                 *navi_ptr++ = size;
984             }
985         }
986     }
987
988     // Byte align
989     // CRC16
990     skip_bits(&s->gb, -get_bits_count(&s->gb) & 7);
991     skip_bits(&s->gb, 16);
992
993     // Check CRC
994     if (ff_dca_check_crc(s->avctx, &s->gb, navi_pos, get_bits_count(&s->gb))) {
995         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid NAVI checksum\n");
996         return AVERROR_INVALIDDATA;
997     }
998
999     return 0;
1000 }
1001
1002 static int parse_band_data(DCAXllDecoder *s)
1003 {
1004     int ret, chs, seg, band, navi_pos, *navi_ptr;
1005     DCAXllChSet *c;
1006
1007     for (chs = 0, c = s->chset; chs < s->nactivechsets; chs++, c++) {
1008         if ((ret = chs_alloc_msb_band_data(s, c)) < 0)
1009             return ret;
1010         if ((ret = chs_alloc_lsb_band_data(s, c)) < 0)
1011             return ret;
1012     }
1013
1014     navi_pos = get_bits_count(&s->gb);
1015     navi_ptr = s->navi;
1016     for (band = 0; band < s->nfreqbands; band++) {
1017         for (seg = 0; seg < s->nframesegs; seg++) {
1018             for (chs = 0, c = s->chset; chs < s->nchsets; chs++, c++) {
1019                 if (c->nfreqbands > band) {
1020                     navi_pos += *navi_ptr * 8;
1021                     if (navi_pos > s->gb.size_in_bits) {
1022                         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid NAVI position\n");
1023                         return AVERROR_INVALIDDATA;
1024                     }
1025                     if (chs < s->nactivechsets &&
1026                         (ret = chs_parse_band_data(s, c, band, seg, navi_pos)) < 0) {
1027                         if (s->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE)
1028                             return ret;
1029                         chs_clear_band_data(s, c, band, seg);
1030                     }
1031                     s->gb.index = navi_pos;
1032                 }
1033                 navi_ptr++;
1034             }
1035         }
1036     }
1037
1038     return 0;
1039 }
1040
1041 static int parse_frame(DCAXllDecoder *s, uint8_t *data, int size, DCAExssAsset *asset)
1042 {
1043     int ret;
1044
1045     if ((ret = init_get_bits8(&s->gb, data, size)) < 0)
1046         return ret;
1047     if ((ret = parse_common_header(s)) < 0)
1048         return ret;
1049     if ((ret = parse_sub_headers(s, asset)) < 0)
1050         return ret;
1051     if ((ret = parse_navi_table(s)) < 0)
1052         return ret;
1053     if ((ret = parse_band_data(s)) < 0)
1054         return ret;
1055     if (ff_dca_seek_bits(&s->gb, s->frame_size * 8)) {
1056         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Read past end of XLL frame\n");
1057         return AVERROR_INVALIDDATA;
1058     }
1059     return ret;
1060 }
1061
1062 static void clear_pbr(DCAXllDecoder *s)
1063 {
1064     s->pbr_length = 0;
1065     s->pbr_delay = 0;
1066 }
1067
1068 static int copy_to_pbr(DCAXllDecoder *s, uint8_t *data, int size, int delay)
1069 {
1070     if (size > DCA_XLL_PBR_BUFFER_MAX)
1071         return AVERROR(ENOSPC);
1072
1073     if (!s->pbr_buffer && !(s->pbr_buffer = av_malloc(DCA_XLL_PBR_BUFFER_MAX + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE)))
1074         return AVERROR(ENOMEM);
1075
1076     memcpy(s->pbr_buffer, data, size);
1077     s->pbr_length = size;
1078     s->pbr_delay = delay;
1079     return 0;
1080 }
1081
1082 static int parse_frame_no_pbr(DCAXllDecoder *s, uint8_t *data, int size, DCAExssAsset *asset)
1083 {
1084     int ret = parse_frame(s, data, size, asset);
1085
1086     // If XLL packet data didn't start with a sync word, we must have jumped
1087     // right into the middle of PBR smoothing period
1088     if (ret == AVERROR(EAGAIN) && asset->xll_sync_present && asset->xll_sync_offset < size) {
1089         // Skip to the next sync word in this packet
1090         data += asset->xll_sync_offset;
1091         size -= asset->xll_sync_offset;
1092
1093         // If decoding delay is set, put the frame into PBR buffer and return
1094         // failure code. Higher level decoder is expected to switch to lossy
1095         // core decoding or mute its output until decoding delay expires.
1096         if (asset->xll_delay_nframes > 0) {
1097             if ((ret = copy_to_pbr(s, data, size, asset->xll_delay_nframes)) < 0)
1098                 return ret;
1099             return AVERROR(EAGAIN);
1100         }
1101
1102         // No decoding delay, just parse the frame in place
1103         ret = parse_frame(s, data, size, asset);
1104     }
1105
1106     if (ret < 0)
1107         return ret;
1108
1109     if (s->frame_size > size)
1110         return AVERROR(EINVAL);
1111
1112     // If the XLL decoder didn't consume full packet, start PBR smoothing period
1113     if (s->frame_size < size)
1114         if ((ret = copy_to_pbr(s, data + s->frame_size, size - s->frame_size, 0)) < 0)
1115             return ret;
1116
1117     return 0;
1118 }
1119
1120 static int parse_frame_pbr(DCAXllDecoder *s, uint8_t *data, int size, DCAExssAsset *asset)
1121 {
1122     int ret;
1123
1124     if (size > DCA_XLL_PBR_BUFFER_MAX - s->pbr_length) {
1125         ret = AVERROR(ENOSPC);
1126         goto fail;
1127     }
1128
1129     memcpy(s->pbr_buffer + s->pbr_length, data, size);
1130     s->pbr_length += size;
1131
1132     // Respect decoding delay after synchronization error
1133     if (s->pbr_delay > 0 && --s->pbr_delay)
1134         return AVERROR(EAGAIN);
1135
1136     if ((ret = parse_frame(s, s->pbr_buffer, s->pbr_length, asset)) < 0)
1137         goto fail;
1138
1139     if (s->frame_size > s->pbr_length) {
1140         ret = AVERROR(EINVAL);
1141         goto fail;
1142     }
1143
1144     if (s->frame_size == s->pbr_length) {
1145         // End of PBR smoothing period
1146         clear_pbr(s);
1147     } else {
1148         s->pbr_length -= s->frame_size;
1149         memmove(s->pbr_buffer, s->pbr_buffer + s->frame_size, s->pbr_length);
1150     }
1151
1152     return 0;
1153
1154 fail:
1155     // For now, throw out all PBR state on failure.
1156     // Perhaps we can be smarter and try to resync somehow.
1157     clear_pbr(s);
1158     return ret;
1159 }
1160
1161 int ff_dca_xll_parse(DCAXllDecoder *s, uint8_t *data, DCAExssAsset *asset)
1162 {
1163     int ret;
1164
1165     if (s->hd_stream_id != asset->hd_stream_id) {
1166         clear_pbr(s);
1167         s->hd_stream_id = asset->hd_stream_id;
1168     }
1169
1170     if (s->pbr_length)
1171         ret = parse_frame_pbr(s, data + asset->xll_offset, asset->xll_size, asset);
1172     else
1173         ret = parse_frame_no_pbr(s, data + asset->xll_offset, asset->xll_size, asset);
1174
1175     return ret;
1176 }
1177
1178 static void undo_down_mix(DCAXllDecoder *s, DCAXllChSet *o, int band)
1179 {
1180     int i, j, k, nchannels = 0, *coeff_ptr = o->dmix_coeff;
1181     DCAXllChSet *c;
1182
1183     for (i = 0, c = s->chset; i < s->nactivechsets; i++, c++) {
1184         if (!c->hier_chset)
1185             continue;
1186
1187         av_assert1(band < c->nfreqbands);
1188         for (j = 0; j < c->nchannels; j++) {
1189             for (k = 0; k < o->nchannels; k++) {
1190                 int coeff = *coeff_ptr++;
1191                 if (coeff) {
1192                     s->dcadsp->dmix_sub(c->bands[band].msb_sample_buffer[j],
1193                                         o->bands[band].msb_sample_buffer[k],
1194                                         coeff, s->nframesamples);
1195                     if (band)
1196                         s->dcadsp->dmix_sub(c->deci_history[j],
1197                                             o->deci_history[k],
1198                                             coeff, DCA_XLL_DECI_HISTORY_MAX);
1199                 }
1200             }
1201         }
1202
1203         nchannels += c->nchannels;
1204         if (nchannels >= o->hier_ofs)
1205             break;
1206     }
1207 }
1208
1209 static void scale_down_mix(DCAXllDecoder *s, DCAXllChSet *o, int band)
1210 {
1211     int i, j, nchannels = 0;
1212     DCAXllChSet *c;
1213
1214     for (i = 0, c = s->chset; i < s->nactivechsets; i++, c++) {
1215         if (!c->hier_chset)
1216             continue;
1217
1218         av_assert1(band < c->nfreqbands);
1219         for (j = 0; j < c->nchannels; j++) {
1220             int scale = o->dmix_scale[nchannels++];
1221             if (scale != (1 << 15)) {
1222                 s->dcadsp->dmix_scale(c->bands[band].msb_sample_buffer[j],
1223                                       scale, s->nframesamples);
1224                 if (band)
1225                     s->dcadsp->dmix_scale(c->deci_history[j],
1226                                           scale, DCA_XLL_DECI_HISTORY_MAX);
1227             }
1228         }
1229
1230         if (nchannels >= o->hier_ofs)
1231             break;
1232     }
1233 }
1234
1235 // Clear all band data and replace non-residual encoded channels with lossy
1236 // counterparts
1237 static av_cold void force_lossy_output(DCAXllDecoder *s, DCAXllChSet *c)
1238 {
1239     DCAContext *dca = s->avctx->priv_data;
1240     int band, ch;
1241
1242     for (band = 0; band < c->nfreqbands; band++)
1243         chs_clear_band_data(s, c, band, -1);
1244
1245     for (ch = 0; ch < c->nchannels; ch++) {
1246         if (!(c->residual_encode & (1 << ch)))
1247             continue;
1248         if (ff_dca_core_map_spkr(&dca->core, c->ch_remap[ch]) < 0)
1249             continue;
1250         c->residual_encode &= ~(1 << ch);
1251     }
1252 }
1253
1254 static int combine_residual_frame(DCAXllDecoder *s, DCAXllChSet *c)
1255 {
1256     DCAContext *dca = s->avctx->priv_data;
1257     int ch, nsamples = s->nframesamples;
1258     DCAXllChSet *o;
1259
1260     // Verify that core is compatible
1261     if (!(dca->packet & DCA_PACKET_CORE)) {
1262         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Residual encoded channels are present without core\n");
1263         return AVERROR(EINVAL);
1264     }
1265
1266     if (c->freq != dca->core.output_rate) {
1267         av_log(s->avctx, AV_LOG_WARNING, "Sample rate mismatch between core (%d Hz) and XLL (%d Hz)\n", dca->core.output_rate, c->freq);
1268         return AVERROR_INVALIDDATA;
1269     }
1270
1271     if (nsamples != dca->core.npcmsamples) {
1272         av_log(s->avctx, AV_LOG_WARNING, "Number of samples per frame mismatch between core (%d) and XLL (%d)\n", dca->core.npcmsamples, nsamples);
1273         return AVERROR_INVALIDDATA;
1274     }
1275
1276     // See if this channel set is downmixed and find the next channel set in
1277     // hierarchy. If downmixed, undo core pre-scaling before combining with
1278     // residual (residual is not scaled).
1279     o = find_next_hier_dmix_chset(s, c);
1280
1281     // Reduce core bit width and combine with residual
1282     for (ch = 0; ch < c->nchannels; ch++) {
1283         int n, spkr, shift, round;
1284         int32_t *src, *dst;
1285
1286         if (c->residual_encode & (1 << ch))
1287             continue;
1288
1289         // Map this channel to core speaker
1290         spkr = ff_dca_core_map_spkr(&dca->core, c->ch_remap[ch]);
1291         if (spkr < 0) {
1292             av_log(s->avctx, AV_LOG_WARNING, "Residual encoded channel (%d) references unavailable core channel\n", c->ch_remap[ch]);
1293             return AVERROR_INVALIDDATA;
1294         }
1295
1296         // Account for LSB width
1297         shift = 24 - c->pcm_bit_res + chs_get_lsb_width(s, c, 0, ch);
1298         if (shift > 24) {
1299             av_log(s->avctx, AV_LOG_WARNING, "Invalid core shift (%d bits)\n", shift);
1300             return AVERROR_INVALIDDATA;
1301         }
1302
1303         round = shift > 0 ? 1 << (shift - 1) : 0;
1304
1305         src = dca->core.output_samples[spkr];
1306         dst = c->bands[0].msb_sample_buffer[ch];
1307         if (o) {
1308             // Undo embedded core downmix pre-scaling
1309             int scale_inv = o->dmix_scale_inv[c->hier_ofs + ch];
1310             for (n = 0; n < nsamples; n++)
1311                 dst[n] += clip23((mul16(src[n], scale_inv) + round) >> shift);
1312         } else {
1313             // No downmix scaling
1314             for (n = 0; n < nsamples; n++)
1315                 dst[n] += (src[n] + round) >> shift;
1316         }
1317     }
1318
1319     return 0;
1320 }
1321
1322 int ff_dca_xll_filter_frame(DCAXllDecoder *s, AVFrame *frame)
1323 {
1324     AVCodecContext *avctx = s->avctx;
1325     DCAContext *dca = avctx->priv_data;
1326     DCAExssAsset *asset = &dca->exss.assets[0];
1327     DCAXllChSet *p = &s->chset[0], *c;
1328     enum AVMatrixEncoding matrix_encoding = AV_MATRIX_ENCODING_NONE;
1329     int i, j, k, ret, shift, nsamples, request_mask;
1330     int ch_remap[DCA_SPEAKER_COUNT];
1331
1332     // Force lossy downmixed output during recovery
1333     if (dca->packet & DCA_PACKET_RECOVERY) {
1334         for (i = 0, c = s->chset; i < s->nchsets; i++, c++) {
1335             if (i < s->nactivechsets)
1336                 force_lossy_output(s, c);
1337
1338             if (!c->primary_chset)
1339                 c->dmix_embedded = 0;
1340         }
1341
1342         s->scalable_lsbs = 0;
1343         s->fixed_lsb_width = 0;
1344     }
1345
1346     // Filter frequency bands for active channel sets
1347     s->output_mask = 0;
1348     for (i = 0, c = s->chset; i < s->nactivechsets; i++, c++) {
1349         chs_filter_band_data(s, c, 0);
1350
1351         if (c->residual_encode != (1 << c->nchannels) - 1
1352             && (ret = combine_residual_frame(s, c)) < 0)
1353             return ret;
1354
1355         if (s->scalable_lsbs)
1356             chs_assemble_msbs_lsbs(s, c, 0);
1357
1358         if (c->nfreqbands > 1) {
1359             chs_filter_band_data(s, c, 1);
1360             chs_assemble_msbs_lsbs(s, c, 1);
1361         }
1362
1363         s->output_mask |= c->ch_mask;
1364     }
1365
1366     // Undo hierarchial downmix and/or apply scaling
1367     for (i = 1, c = &s->chset[1]; i < s->nchsets; i++, c++) {
1368         if (!is_hier_dmix_chset(c))
1369             continue;
1370
1371         if (i >= s->nactivechsets) {
1372             for (j = 0; j < c->nfreqbands; j++)
1373                 if (c->bands[j].dmix_embedded)
1374                     scale_down_mix(s, c, j);
1375             break;
1376         }
1377
1378         for (j = 0; j < c->nfreqbands; j++)
1379             if (c->bands[j].dmix_embedded)
1380                 undo_down_mix(s, c, j);
1381     }
1382
1383     // Assemble frequency bands for active channel sets
1384     if (s->nfreqbands > 1) {
1385         for (i = 0; i < s->nactivechsets; i++)
1386             if ((ret = chs_assemble_freq_bands(s, &s->chset[i])) < 0)
1387                 return ret;
1388     }
1389
1390     // Normalize to regular 5.1 layout if downmixing
1391     if (dca->request_channel_layout) {
1392         if (s->output_mask & DCA_SPEAKER_MASK_Lss) {
1393             s->output_samples[DCA_SPEAKER_Ls] = s->output_samples[DCA_SPEAKER_Lss];
1394             s->output_mask = (s->output_mask & ~DCA_SPEAKER_MASK_Lss) | DCA_SPEAKER_MASK_Ls;
1395         }
1396         if (s->output_mask & DCA_SPEAKER_MASK_Rss) {
1397             s->output_samples[DCA_SPEAKER_Rs] = s->output_samples[DCA_SPEAKER_Rss];
1398             s->output_mask = (s->output_mask & ~DCA_SPEAKER_MASK_Rss) | DCA_SPEAKER_MASK_Rs;
1399         }
1400     }
1401
1402     // Handle downmixing to stereo request
1403     if (dca->request_channel_layout == DCA_SPEAKER_LAYOUT_STEREO
1404         && DCA_HAS_STEREO(s->output_mask) && p->dmix_embedded
1405         && (p->dmix_type == DCA_DMIX_TYPE_LoRo ||
1406             p->dmix_type == DCA_DMIX_TYPE_LtRt))
1407         request_mask = DCA_SPEAKER_LAYOUT_STEREO;
1408     else
1409         request_mask = s->output_mask;
1410     if (!ff_dca_set_channel_layout(avctx, ch_remap, request_mask))
1411         return AVERROR(EINVAL);
1412
1413     avctx->sample_rate = p->freq << (s->nfreqbands - 1);
1414
1415     switch (p->storage_bit_res) {
1416     case 16:
1417         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16P;
1418         break;
1419     case 24:
1420         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S32P;
1421         break;
1422     default:
1423         return AVERROR(EINVAL);
1424     }
1425
1426     avctx->bits_per_raw_sample = p->storage_bit_res;
1427     avctx->profile = FF_PROFILE_DTS_HD_MA;
1428     avctx->bit_rate = 0;
1429
1430     frame->nb_samples = nsamples = s->nframesamples << (s->nfreqbands - 1);
1431     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
1432         return ret;
1433
1434     // Downmix primary channel set to stereo
1435     if (request_mask != s->output_mask) {
1436         ff_dca_downmix_to_stereo_fixed(s->dcadsp, s->output_samples,
1437                                        p->dmix_coeff, nsamples,
1438                                        s->output_mask);
1439     }
1440
1441     shift = p->storage_bit_res - p->pcm_bit_res;
1442     for (i = 0; i < avctx->channels; i++) {
1443         int32_t *samples = s->output_samples[ch_remap[i]];
1444         if (frame->format == AV_SAMPLE_FMT_S16P) {
1445             int16_t *plane = (int16_t *)frame->extended_data[i];
1446             for (k = 0; k < nsamples; k++)
1447                 plane[k] = av_clip_int16(samples[k] * (1 << shift));
1448         } else {
1449             int32_t *plane = (int32_t *)frame->extended_data[i];
1450             for (k = 0; k < nsamples; k++)
1451                 plane[k] = clip23(samples[k] * (1 << shift)) * (1 << 8);
1452         }
1453     }
1454
1455     if (!asset->one_to_one_map_ch_to_spkr) {
1456         if (asset->representation_type == DCA_REPR_TYPE_LtRt)
1457             matrix_encoding = AV_MATRIX_ENCODING_DOLBY;
1458         else if (asset->representation_type == DCA_REPR_TYPE_LhRh)
1459             matrix_encoding = AV_MATRIX_ENCODING_DOLBYHEADPHONE;
1460     } else if (request_mask != s->output_mask && p->dmix_type == DCA_DMIX_TYPE_LtRt) {
1461         matrix_encoding = AV_MATRIX_ENCODING_DOLBY;
1462     }
1463     if ((ret = ff_side_data_update_matrix_encoding(frame, matrix_encoding)) < 0)
1464         return ret;
1465
1466     return 0;
1467 }
1468
1469 av_cold void ff_dca_xll_flush(DCAXllDecoder *s)
1470 {
1471     clear_pbr(s);
1472 }
1473
1474 av_cold void ff_dca_xll_close(DCAXllDecoder *s)
1475 {
1476     DCAXllChSet *c;
1477     int i, j;
1478
1479     for (i = 0, c = s->chset; i < DCA_XLL_CHSETS_MAX; i++, c++) {
1480         for (j = 0; j < DCA_XLL_SAMPLE_BUFFERS_MAX; j++) {
1481             av_freep(&c->sample_buffer[j]);
1482             c->sample_size[j] = 0;
1483         }
1484     }
1485
1486     av_freep(&s->navi);
1487     s->navi_size = 0;
1488
1489     av_freep(&s->pbr_buffer);
1490     clear_pbr(s);
1491 }