avcodec/dca: fix av_cold placement in declarations
[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, 128);
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 ((s->avctx->err_recognition & (AV_EF_CRCCHECK | AV_EF_CAREFUL))
127         && ff_dca_check_crc(&s->gb, header_pos, header_pos + header_size * 8)) {
128         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid XLL sub-header checksum\n");
129         return AVERROR_INVALIDDATA;
130     }
131
132     // Number of channels in the channel set
133     c->nchannels = get_bits(&s->gb, 4) + 1;
134     if (c->nchannels > DCA_XLL_CHANNELS_MAX) {
135         avpriv_request_sample(s->avctx, "%d XLL channels", c->nchannels);
136         return AVERROR_PATCHWELCOME;
137     }
138
139     // Residual type
140     c->residual_encode = get_bits(&s->gb, c->nchannels);
141
142     // PCM bit resolution
143     c->pcm_bit_res = get_bits(&s->gb, 5) + 1;
144
145     // Storage unit width
146     c->storage_bit_res = get_bits(&s->gb, 5) + 1;
147     if (c->storage_bit_res != 16 && c->storage_bit_res != 24) {
148         avpriv_request_sample(s->avctx, "%d-bit XLL storage resolution", c->storage_bit_res);
149         return AVERROR_PATCHWELCOME;
150     }
151
152     if (c->pcm_bit_res > c->storage_bit_res) {
153         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);
154         return AVERROR_INVALIDDATA;
155     }
156
157     // Original sampling frequency
158     c->freq = ff_dca_sampling_freqs[get_bits(&s->gb, 4)];
159     if (c->freq > 192000) {
160         avpriv_request_sample(s->avctx, "%d Hz XLL sampling frequency", c->freq);
161         return AVERROR_PATCHWELCOME;
162     }
163
164     // Sampling frequency modifier
165     if (get_bits(&s->gb, 2)) {
166         avpriv_request_sample(s->avctx, "XLL sampling frequency modifier");
167         return AVERROR_PATCHWELCOME;
168     }
169
170     // Which replacement set this channel set is member of
171     if (get_bits(&s->gb, 2)) {
172         avpriv_request_sample(s->avctx, "XLL replacement set");
173         return AVERROR_PATCHWELCOME;
174     }
175
176     if (asset->one_to_one_map_ch_to_spkr) {
177         // Primary channel set flag
178         c->primary_chset = get_bits1(&s->gb);
179         if (c->primary_chset != (c == p)) {
180             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "The first (and only) XLL channel set must be primary\n");
181             return AVERROR_INVALIDDATA;
182         }
183
184         // Downmix coefficients present in stream
185         c->dmix_coeffs_present = get_bits1(&s->gb);
186
187         // Downmix already performed by encoder
188         c->dmix_embedded = c->dmix_coeffs_present && get_bits1(&s->gb);
189
190         // Downmix type
191         if (c->dmix_coeffs_present && c->primary_chset) {
192             c->dmix_type = get_bits(&s->gb, 3);
193             if (c->dmix_type >= DCA_DMIX_TYPE_COUNT) {
194                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid XLL primary channel set downmix type\n");
195                 return AVERROR_INVALIDDATA;
196             }
197         }
198
199         // Whether the channel set is part of a hierarchy
200         c->hier_chset = get_bits1(&s->gb);
201         if (!c->hier_chset && s->nchsets != 1) {
202             avpriv_request_sample(s->avctx, "XLL channel set outside of hierarchy");
203             return AVERROR_PATCHWELCOME;
204         }
205
206         // Downmix coefficients
207         if (c->dmix_coeffs_present && (ret = parse_dmix_coeffs(s, c)) < 0)
208             return ret;
209
210         // Channel mask enabled
211         if (!get_bits1(&s->gb)) {
212             avpriv_request_sample(s->avctx, "Disabled XLL channel mask");
213             return AVERROR_PATCHWELCOME;
214         }
215
216         // Channel mask for set
217         c->ch_mask = get_bits_long(&s->gb, s->ch_mask_nbits);
218         if (av_popcount(c->ch_mask) != c->nchannels) {
219             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid XLL channel mask\n");
220             return AVERROR_INVALIDDATA;
221         }
222
223         // Build the channel to speaker map
224         for (i = 0, j = 0; i < s->ch_mask_nbits; i++)
225             if (c->ch_mask & (1U << i))
226                 c->ch_remap[j++] = i;
227     } else {
228         // Mapping coeffs present flag
229         if (c->nchannels != 2 || s->nchsets != 1 || get_bits1(&s->gb)) {
230             avpriv_request_sample(s->avctx, "Custom XLL channel to speaker mapping");
231             return AVERROR_PATCHWELCOME;
232         }
233
234         // Setup for LtRt decoding
235         c->primary_chset = 1;
236         c->dmix_coeffs_present = 0;
237         c->dmix_embedded = 0;
238         c->hier_chset = 0;
239         c->ch_mask = DCA_SPEAKER_LAYOUT_STEREO;
240         c->ch_remap[0] = DCA_SPEAKER_L;
241         c->ch_remap[1] = DCA_SPEAKER_R;
242     }
243
244     if (c->freq > 96000) {
245         // Extra frequency bands flag
246         if (get_bits1(&s->gb)) {
247             avpriv_request_sample(s->avctx, "Extra XLL frequency bands");
248             return AVERROR_PATCHWELCOME;
249         }
250         c->nfreqbands = 2;
251     } else {
252         c->nfreqbands = 1;
253     }
254
255     // Set the sampling frequency to that of the first frequency band.
256     // Frequency will be doubled again after bands assembly.
257     c->freq >>= c->nfreqbands - 1;
258
259     // Verify that all channel sets have the same audio characteristics
260     if (c != p && (c->nfreqbands != p->nfreqbands || c->freq != p->freq
261                    || c->pcm_bit_res != p->pcm_bit_res
262                    || c->storage_bit_res != p->storage_bit_res)) {
263         avpriv_request_sample(s->avctx, "Different XLL audio characteristics");
264         return AVERROR_PATCHWELCOME;
265     }
266
267     // Determine number of bits to read bit allocation coding parameter
268     if (c->storage_bit_res > 16)
269         c->nabits = 5;
270     else if (c->storage_bit_res > 8)
271         c->nabits = 4;
272     else
273         c->nabits = 3;
274
275     // Account for embedded downmix and decimator saturation
276     if ((s->nchsets > 1 || c->nfreqbands > 1) && c->nabits < 5)
277         c->nabits++;
278
279     for (band = 0, b = c->bands; band < c->nfreqbands; band++, b++) {
280         // Pairwise channel decorrelation
281         if ((b->decor_enabled = get_bits1(&s->gb)) && c->nchannels > 1) {
282             int ch_nbits = av_ceil_log2(c->nchannels);
283
284             // Original channel order
285             for (i = 0; i < c->nchannels; i++) {
286                 b->orig_order[i] = get_bits(&s->gb, ch_nbits);
287                 if (b->orig_order[i] >= c->nchannels) {
288                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid XLL original channel order\n");
289                     return AVERROR_INVALIDDATA;
290                 }
291             }
292
293             // Pairwise channel coefficients
294             for (i = 0; i < c->nchannels / 2; i++)
295                 b->decor_coeff[i] = get_bits1(&s->gb) ? get_linear(&s->gb, 7) : 0;
296         } else {
297             for (i = 0; i < c->nchannels; i++)
298                 b->orig_order[i] = i;
299             for (i = 0; i < c->nchannels / 2; i++)
300                 b->decor_coeff[i] = 0;
301         }
302
303         // Adaptive predictor order
304         b->highest_pred_order = 0;
305         for (i = 0; i < c->nchannels; i++) {
306             b->adapt_pred_order[i] = get_bits(&s->gb, 4);
307             if (b->adapt_pred_order[i] > b->highest_pred_order)
308                 b->highest_pred_order = b->adapt_pred_order[i];
309         }
310         if (b->highest_pred_order > s->nsegsamples) {
311             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid XLL adaptive predicition order\n");
312             return AVERROR_INVALIDDATA;
313         }
314
315         // Fixed predictor order
316         for (i = 0; i < c->nchannels; i++)
317             b->fixed_pred_order[i] = b->adapt_pred_order[i] ? 0 : get_bits(&s->gb, 2);
318
319         // Adaptive predictor quantized reflection coefficients
320         for (i = 0; i < c->nchannels; i++) {
321             for (j = 0; j < b->adapt_pred_order[i]; j++) {
322                 k = get_linear(&s->gb, 8);
323                 if (k == -128) {
324                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid XLL reflection coefficient index\n");
325                     return AVERROR_INVALIDDATA;
326                 }
327                 if (k < 0)
328                     b->adapt_refl_coeff[i][j] = -(int)ff_dca_xll_refl_coeff[-k];
329                 else
330                     b->adapt_refl_coeff[i][j] =  (int)ff_dca_xll_refl_coeff[ k];
331             }
332         }
333
334         // Downmix performed by encoder in extension frequency band
335         b->dmix_embedded = c->dmix_embedded && (band == 0 || get_bits1(&s->gb));
336
337         // MSB/LSB split flag in extension frequency band
338         if ((band == 0 && s->scalable_lsbs) || (band != 0 && get_bits1(&s->gb))) {
339             // Size of LSB section in any segment
340             b->lsb_section_size = get_bits_long(&s->gb, s->seg_size_nbits);
341             if (b->lsb_section_size < 0 || b->lsb_section_size > s->frame_size) {
342                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid LSB section size\n");
343                 return AVERROR_INVALIDDATA;
344             }
345
346             // Account for optional CRC bytes after LSB section
347             if (b->lsb_section_size && (s->band_crc_present > 2 ||
348                                         (band == 0 && s->band_crc_present > 1)))
349                 b->lsb_section_size += 2;
350
351             // Number of bits to represent the samples in LSB part
352             for (i = 0; i < c->nchannels; i++) {
353                 b->nscalablelsbs[i] = get_bits(&s->gb, 4);
354                 if (b->nscalablelsbs[i] && !b->lsb_section_size) {
355                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "LSB section missing with non-zero LSB width\n");
356                     return AVERROR_INVALIDDATA;
357                 }
358             }
359         } else {
360             b->lsb_section_size = 0;
361             for (i = 0; i < c->nchannels; i++)
362                 b->nscalablelsbs[i] = 0;
363         }
364
365         // Scalable resolution flag in extension frequency band
366         if ((band == 0 && s->scalable_lsbs) || (band != 0 && get_bits1(&s->gb))) {
367             // Number of bits discarded by authoring
368             for (i = 0; i < c->nchannels; i++)
369                 b->bit_width_adjust[i] = get_bits(&s->gb, 4);
370         } else {
371             for (i = 0; i < c->nchannels; i++)
372                 b->bit_width_adjust[i] = 0;
373         }
374     }
375
376     // Reserved
377     // Byte align
378     // CRC16 of channel set sub-header
379     if (ff_dca_seek_bits(&s->gb, header_pos + header_size * 8)) {
380         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Read past end of XLL sub-header\n");
381         return AVERROR_INVALIDDATA;
382     }
383
384     return 0;
385 }
386
387 static int chs_alloc_msb_band_data(DCAXllDecoder *s, DCAXllChSet *c)
388 {
389     int ndecisamples = c->nfreqbands > 1 ? DCA_XLL_DECI_HISTORY_MAX : 0;
390     int nchsamples = s->nframesamples + ndecisamples;
391     int i, j, nsamples = nchsamples * c->nchannels * c->nfreqbands;
392     int32_t *ptr;
393
394     // Reallocate MSB sample buffer
395     av_fast_malloc(&c->sample_buffer[0], &c->sample_size[0], nsamples * sizeof(int32_t));
396     if (!c->sample_buffer[0])
397         return AVERROR(ENOMEM);
398
399     ptr = c->sample_buffer[0] + ndecisamples;
400     for (i = 0; i < c->nfreqbands; i++) {
401         for (j = 0; j < c->nchannels; j++) {
402             c->bands[i].msb_sample_buffer[j] = ptr;
403             ptr += nchsamples;
404         }
405     }
406
407     return 0;
408 }
409
410 static int chs_alloc_lsb_band_data(DCAXllDecoder *s, DCAXllChSet *c)
411 {
412     int i, j, nsamples = 0;
413     int32_t *ptr;
414
415     // Determine number of frequency bands that have MSB/LSB split
416     for (i = 0; i < c->nfreqbands; i++)
417         if (c->bands[i].lsb_section_size)
418             nsamples += s->nframesamples * c->nchannels;
419     if (!nsamples)
420         return 0;
421
422     // Reallocate LSB sample buffer
423     av_fast_malloc(&c->sample_buffer[1], &c->sample_size[1], nsamples * sizeof(int32_t));
424     if (!c->sample_buffer[1])
425         return AVERROR(ENOMEM);
426
427     ptr = c->sample_buffer[1];
428     for (i = 0; i < c->nfreqbands; i++) {
429         if (c->bands[i].lsb_section_size) {
430             for (j = 0; j < c->nchannels; j++) {
431                 c->bands[i].lsb_sample_buffer[j] = ptr;
432                 ptr += s->nframesamples;
433             }
434         } else {
435             for (j = 0; j < c->nchannels; j++)
436                 c->bands[i].lsb_sample_buffer[j] = NULL;
437         }
438     }
439
440     return 0;
441 }
442
443 static int chs_parse_band_data(DCAXllDecoder *s, DCAXllChSet *c, int band, int seg, int band_data_end)
444 {
445     DCAXllBand *b = &c->bands[band];
446     int i, j, k;
447
448     // Start unpacking MSB portion of the segment
449     if (!(seg && get_bits1(&s->gb))) {
450         // Unpack segment type
451         // 0 - distinct coding parameters for each channel
452         // 1 - common coding parameters for all channels
453         c->seg_common = get_bits1(&s->gb);
454
455         // Determine number of coding parameters encoded in segment
456         k = c->seg_common ? 1 : c->nchannels;
457
458         // Unpack Rice coding parameters
459         for (i = 0; i < k; i++) {
460             // Unpack Rice coding flag
461             // 0 - linear code, 1 - Rice code
462             c->rice_code_flag[i] = get_bits1(&s->gb);
463             if (!c->seg_common && c->rice_code_flag[i]) {
464                 // Unpack Hybrid Rice coding flag
465                 // 0 - Rice code, 1 - Hybrid Rice code
466                 if (get_bits1(&s->gb))
467                     // Unpack binary code length for isolated samples
468                     c->bitalloc_hybrid_linear[i] = get_bits(&s->gb, c->nabits) + 1;
469                 else
470                     // 0 indicates no Hybrid Rice coding
471                     c->bitalloc_hybrid_linear[i] = 0;
472             } else {
473                 // 0 indicates no Hybrid Rice coding
474                 c->bitalloc_hybrid_linear[i] = 0;
475             }
476         }
477
478         // Unpack coding parameters
479         for (i = 0; i < k; i++) {
480             if (seg == 0) {
481                 // Unpack coding parameter for part A of segment 0
482                 c->bitalloc_part_a[i] = get_bits(&s->gb, c->nabits);
483
484                 // Adjust for the linear code
485                 if (!c->rice_code_flag[i] && c->bitalloc_part_a[i])
486                     c->bitalloc_part_a[i]++;
487
488                 if (!c->seg_common)
489                     c->nsamples_part_a[i] = b->adapt_pred_order[i];
490                 else
491                     c->nsamples_part_a[i] = b->highest_pred_order;
492             } else {
493                 c->bitalloc_part_a[i] = 0;
494                 c->nsamples_part_a[i] = 0;
495             }
496
497             // Unpack coding parameter for part B of segment
498             c->bitalloc_part_b[i] = get_bits(&s->gb, c->nabits);
499
500             // Adjust for the linear code
501             if (!c->rice_code_flag[i] && c->bitalloc_part_b[i])
502                 c->bitalloc_part_b[i]++;
503         }
504     }
505
506     // Unpack entropy codes
507     for (i = 0; i < c->nchannels; i++) {
508         int32_t *part_a, *part_b;
509         int nsamples_part_b;
510
511         // Select index of coding parameters
512         k = c->seg_common ? 0 : i;
513
514         // Slice the segment into parts A and B
515         part_a = b->msb_sample_buffer[i] + seg * s->nsegsamples;
516         part_b = part_a + c->nsamples_part_a[k];
517         nsamples_part_b = s->nsegsamples - c->nsamples_part_a[k];
518
519         if (get_bits_left(&s->gb) < 0)
520             return AVERROR_INVALIDDATA;
521
522         if (!c->rice_code_flag[k]) {
523             // Linear codes
524             // Unpack all residuals of part A of segment 0
525             get_linear_array(&s->gb, part_a, c->nsamples_part_a[k],
526                              c->bitalloc_part_a[k]);
527
528             // Unpack all residuals of part B of segment 0 and others
529             get_linear_array(&s->gb, part_b, nsamples_part_b,
530                              c->bitalloc_part_b[k]);
531         } else {
532             // Rice codes
533             // Unpack all residuals of part A of segment 0
534             get_rice_array(&s->gb, part_a, c->nsamples_part_a[k],
535                            c->bitalloc_part_a[k]);
536
537             if (c->bitalloc_hybrid_linear[k]) {
538                 // Hybrid Rice codes
539                 // Unpack the number of isolated samples
540                 int nisosamples = get_bits(&s->gb, s->nsegsamples_log2);
541
542                 // Set all locations to 0
543                 memset(part_b, 0, sizeof(*part_b) * nsamples_part_b);
544
545                 // Extract the locations of isolated samples and flag by -1
546                 for (j = 0; j < nisosamples; j++) {
547                     int loc = get_bits(&s->gb, s->nsegsamples_log2);
548                     if (loc >= nsamples_part_b) {
549                         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid isolated sample location\n");
550                         return AVERROR_INVALIDDATA;
551                     }
552                     part_b[loc] = -1;
553                 }
554
555                 // Unpack all residuals of part B of segment 0 and others
556                 for (j = 0; j < nsamples_part_b; j++) {
557                     if (part_b[j])
558                         part_b[j] = get_linear(&s->gb, c->bitalloc_hybrid_linear[k]);
559                     else
560                         part_b[j] = get_rice(&s->gb, c->bitalloc_part_b[k]);
561                 }
562             } else {
563                 // Rice codes
564                 // Unpack all residuals of part B of segment 0 and others
565                 get_rice_array(&s->gb, part_b, nsamples_part_b, c->bitalloc_part_b[k]);
566             }
567         }
568     }
569
570     // Unpack decimator history for frequency band 1
571     if (seg == 0 && band == 1) {
572         int nbits = get_bits(&s->gb, 5) + 1;
573         for (i = 0; i < c->nchannels; i++)
574             for (j = 1; j < DCA_XLL_DECI_HISTORY_MAX; j++)
575                 c->deci_history[i][j] = get_sbits_long(&s->gb, nbits);
576     }
577
578     // Start unpacking LSB portion of the segment
579     if (b->lsb_section_size) {
580         // Skip to the start of LSB portion
581         if (ff_dca_seek_bits(&s->gb, band_data_end - b->lsb_section_size * 8)) {
582             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Read past end of XLL band data\n");
583             return AVERROR_INVALIDDATA;
584         }
585
586         // Unpack all LSB parts of residuals of this segment
587         for (i = 0; i < c->nchannels; i++) {
588             if (b->nscalablelsbs[i]) {
589                 get_array(&s->gb,
590                           b->lsb_sample_buffer[i] + seg * s->nsegsamples,
591                           s->nsegsamples, b->nscalablelsbs[i]);
592             }
593         }
594     }
595
596     // Skip to the end of band data
597     if (ff_dca_seek_bits(&s->gb, band_data_end)) {
598         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Read past end of XLL band data\n");
599         return AVERROR_INVALIDDATA;
600     }
601
602     return 0;
603 }
604
605 static av_cold void chs_clear_band_data(DCAXllDecoder *s, DCAXllChSet *c, int band, int seg)
606 {
607     DCAXllBand *b = &c->bands[band];
608     int i, offset, nsamples;
609
610     if (seg < 0) {
611         offset = 0;
612         nsamples = s->nframesamples;
613     } else {
614         offset = seg * s->nsegsamples;
615         nsamples = s->nsegsamples;
616     }
617
618     for (i = 0; i < c->nchannels; i++) {
619         memset(b->msb_sample_buffer[i] + offset, 0, nsamples * sizeof(int32_t));
620         if (b->lsb_section_size)
621             memset(b->lsb_sample_buffer[i] + offset, 0, nsamples * sizeof(int32_t));
622     }
623
624     if (seg <= 0 && band)
625         memset(c->deci_history, 0, sizeof(c->deci_history));
626
627     if (seg < 0) {
628         memset(b->nscalablelsbs, 0, sizeof(b->nscalablelsbs));
629         memset(b->bit_width_adjust, 0, sizeof(b->bit_width_adjust));
630     }
631 }
632
633 static void chs_filter_band_data(DCAXllDecoder *s, DCAXllChSet *c, int band)
634 {
635     DCAXllBand *b = &c->bands[band];
636     int nsamples = s->nframesamples;
637     int i, j, k;
638
639     // Inverse adaptive or fixed prediction
640     for (i = 0; i < c->nchannels; i++) {
641         int32_t *buf = b->msb_sample_buffer[i];
642         int order = b->adapt_pred_order[i];
643         if (order > 0) {
644             int coeff[DCA_XLL_ADAPT_PRED_ORDER_MAX];
645             // Conversion from reflection coefficients to direct form coefficients
646             for (j = 0; j < order; j++) {
647                 int rc = b->adapt_refl_coeff[i][j];
648                 for (k = 0; k < (j + 1) / 2; k++) {
649                     int tmp1 = coeff[    k    ];
650                     int tmp2 = coeff[j - k - 1];
651                     coeff[    k    ] = tmp1 + mul16(rc, tmp2);
652                     coeff[j - k - 1] = tmp2 + mul16(rc, tmp1);
653                 }
654                 coeff[j] = rc;
655             }
656             // Inverse adaptive prediction
657             for (j = 0; j < nsamples - order; j++) {
658                 int64_t err = 0;
659                 for (k = 0; k < order; k++)
660                     err += (int64_t)buf[j + k] * coeff[order - k - 1];
661                 buf[j + k] -= clip23(norm16(err));
662             }
663         } else {
664             // Inverse fixed coefficient prediction
665             for (j = 0; j < b->fixed_pred_order[i]; j++)
666                 for (k = 1; k < nsamples; k++)
667                     buf[k] += buf[k - 1];
668         }
669     }
670
671     // Inverse pairwise channel decorrellation
672     if (b->decor_enabled) {
673         int32_t *tmp[DCA_XLL_CHANNELS_MAX];
674
675         for (i = 0; i < c->nchannels / 2; i++) {
676             int coeff = b->decor_coeff[i];
677             if (coeff) {
678                 s->dcadsp->decor(b->msb_sample_buffer[i * 2 + 1],
679                                  b->msb_sample_buffer[i * 2    ],
680                                  coeff, nsamples);
681             }
682         }
683
684         // Reorder channel pointers to the original order
685         for (i = 0; i < c->nchannels; i++)
686             tmp[i] = b->msb_sample_buffer[i];
687
688         for (i = 0; i < c->nchannels; i++)
689             b->msb_sample_buffer[b->orig_order[i]] = tmp[i];
690     }
691
692     // Map output channel pointers for frequency band 0
693     if (c->nfreqbands == 1)
694         for (i = 0; i < c->nchannels; i++)
695             s->output_samples[c->ch_remap[i]] = b->msb_sample_buffer[i];
696 }
697
698 static int chs_get_lsb_width(DCAXllDecoder *s, DCAXllChSet *c, int band, int ch)
699 {
700     int adj = c->bands[band].bit_width_adjust[ch];
701     int shift = c->bands[band].nscalablelsbs[ch];
702
703     if (s->fixed_lsb_width)
704         shift = s->fixed_lsb_width;
705     else if (shift && adj)
706         shift += adj - 1;
707     else
708         shift += adj;
709
710     return shift;
711 }
712
713 static void chs_assemble_msbs_lsbs(DCAXllDecoder *s, DCAXllChSet *c, int band)
714 {
715     DCAXllBand *b = &c->bands[band];
716     int n, ch, nsamples = s->nframesamples;
717
718     for (ch = 0; ch < c->nchannels; ch++) {
719         int shift = chs_get_lsb_width(s, c, band, ch);
720         if (shift) {
721             int32_t *msb = b->msb_sample_buffer[ch];
722             if (b->nscalablelsbs[ch]) {
723                 int32_t *lsb = b->lsb_sample_buffer[ch];
724                 int adj = b->bit_width_adjust[ch];
725                 for (n = 0; n < nsamples; n++)
726                     msb[n] = msb[n] * (1 << shift) + (lsb[n] << adj);
727             } else {
728                 for (n = 0; n < nsamples; n++)
729                     msb[n] = msb[n] * (1 << shift);
730             }
731         }
732     }
733 }
734
735 static int chs_assemble_freq_bands(DCAXllDecoder *s, DCAXllChSet *c)
736 {
737     int ch, nsamples = s->nframesamples;
738     int32_t *ptr;
739
740     av_assert1(c->nfreqbands > 1);
741
742     // Reallocate frequency band assembly buffer
743     av_fast_malloc(&c->sample_buffer[2], &c->sample_size[2],
744                    2 * nsamples * c->nchannels * sizeof(int32_t));
745     if (!c->sample_buffer[2])
746         return AVERROR(ENOMEM);
747
748     // Assemble frequency bands 0 and 1
749     ptr = c->sample_buffer[2];
750     for (ch = 0; ch < c->nchannels; ch++) {
751         int32_t *band0 = c->bands[0].msb_sample_buffer[ch];
752         int32_t *band1 = c->bands[1].msb_sample_buffer[ch];
753
754         // Copy decimator history
755         memcpy(band0 - DCA_XLL_DECI_HISTORY_MAX,
756                c->deci_history[ch], sizeof(c->deci_history[0]));
757
758         // Filter
759         s->dcadsp->assemble_freq_bands(ptr, band0, band1,
760                                        ff_dca_xll_band_coeff,
761                                        nsamples);
762
763         // Remap output channel pointer to assembly buffer
764         s->output_samples[c->ch_remap[ch]] = ptr;
765         ptr += nsamples * 2;
766     }
767
768     return 0;
769 }
770
771 static int parse_common_header(DCAXllDecoder *s)
772 {
773     int stream_ver, header_size, frame_size_nbits, nframesegs_log2;
774
775     // XLL extension sync word
776     if (get_bits_long(&s->gb, 32) != DCA_SYNCWORD_XLL) {
777         av_log(s->avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Invalid XLL sync word\n");
778         return AVERROR(EAGAIN);
779     }
780
781     // Version number
782     stream_ver = get_bits(&s->gb, 4) + 1;
783     if (stream_ver > 1) {
784         avpriv_request_sample(s->avctx, "XLL stream version %d", stream_ver);
785         return AVERROR_PATCHWELCOME;
786     }
787
788     // Lossless frame header length
789     header_size = get_bits(&s->gb, 8) + 1;
790
791     // Check CRC
792     if ((s->avctx->err_recognition & (AV_EF_CRCCHECK | AV_EF_CAREFUL))
793         && ff_dca_check_crc(&s->gb, 32, header_size * 8)) {
794         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid XLL common header checksum\n");
795         return AVERROR_INVALIDDATA;
796     }
797
798     // Number of bits used to read frame size
799     frame_size_nbits = get_bits(&s->gb, 5) + 1;
800
801     // Number of bytes in a lossless frame
802     s->frame_size = get_bits_long(&s->gb, frame_size_nbits);
803     if (s->frame_size < 0 || s->frame_size >= DCA_XLL_PBR_BUFFER_MAX) {
804         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid XLL frame size (%d bytes)\n", s->frame_size);
805         return AVERROR_INVALIDDATA;
806     }
807     s->frame_size++;
808
809     // Number of channels sets per frame
810     s->nchsets = get_bits(&s->gb, 4) + 1;
811     if (s->nchsets > DCA_XLL_CHSETS_MAX) {
812         avpriv_request_sample(s->avctx, "%d XLL channel sets", s->nchsets);
813         return AVERROR_PATCHWELCOME;
814     }
815
816     // Number of segments per frame
817     nframesegs_log2 = get_bits(&s->gb, 4);
818     s->nframesegs = 1 << nframesegs_log2;
819     if (s->nframesegs > 1024) {
820         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many segments per XLL frame\n");
821         return AVERROR_INVALIDDATA;
822     }
823
824     // Samples in segment per one frequency band for the first channel set
825     // Maximum value is 256 for sampling frequencies <= 48 kHz
826     // Maximum value is 512 for sampling frequencies > 48 kHz
827     s->nsegsamples_log2 = get_bits(&s->gb, 4);
828     if (!s->nsegsamples_log2) {
829         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too few samples per XLL segment\n");
830         return AVERROR_INVALIDDATA;
831     }
832     s->nsegsamples = 1 << s->nsegsamples_log2;
833     if (s->nsegsamples > 512) {
834         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many samples per XLL segment\n");
835         return AVERROR_INVALIDDATA;
836     }
837
838     // Samples in frame per one frequency band for the first channel set
839     s->nframesamples_log2 = s->nsegsamples_log2 + nframesegs_log2;
840     s->nframesamples = 1 << s->nframesamples_log2;
841     if (s->nframesamples > 65536) {
842         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many samples per XLL frame\n");
843         return AVERROR_INVALIDDATA;
844     }
845
846     // Number of bits used to read segment size
847     s->seg_size_nbits = get_bits(&s->gb, 5) + 1;
848
849     // Presence of CRC16 within each frequency band
850     // 0 - No CRC16 within band
851     // 1 - CRC16 placed at the end of MSB0
852     // 2 - CRC16 placed at the end of MSB0 and LSB0
853     // 3 - CRC16 placed at the end of MSB0 and LSB0 and other frequency bands
854     s->band_crc_present = get_bits(&s->gb, 2);
855
856     // MSB/LSB split flag
857     s->scalable_lsbs = get_bits1(&s->gb);
858
859     // Channel position mask
860     s->ch_mask_nbits = get_bits(&s->gb, 5) + 1;
861
862     // Fixed LSB width
863     if (s->scalable_lsbs)
864         s->fixed_lsb_width = get_bits(&s->gb, 4);
865     else
866         s->fixed_lsb_width = 0;
867
868     // Reserved
869     // Byte align
870     // Header CRC16 protection
871     if (ff_dca_seek_bits(&s->gb, header_size * 8)) {
872         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Read past end of XLL common header\n");
873         return AVERROR_INVALIDDATA;
874     }
875
876     return 0;
877 }
878
879 static int is_hier_dmix_chset(DCAXllChSet *c)
880 {
881     return !c->primary_chset && c->dmix_embedded && c->hier_chset;
882 }
883
884 static DCAXllChSet *find_next_hier_dmix_chset(DCAXllDecoder *s, DCAXllChSet *c)
885 {
886     if (c->hier_chset)
887         while (++c < &s->chset[s->nchsets])
888             if (is_hier_dmix_chset(c))
889                 return c;
890
891     return NULL;
892 }
893
894 static void prescale_down_mix(DCAXllChSet *c, DCAXllChSet *o)
895 {
896     int i, j, *coeff_ptr = c->dmix_coeff;
897
898     for (i = 0; i < c->hier_ofs; i++) {
899         int scale = o->dmix_scale[i];
900         int scale_inv = o->dmix_scale_inv[i];
901         c->dmix_scale[i] = mul15(c->dmix_scale[i], scale);
902         c->dmix_scale_inv[i] = mul16(c->dmix_scale_inv[i], scale_inv);
903         for (j = 0; j < c->nchannels; j++) {
904             int coeff = mul16(*coeff_ptr, scale_inv);
905             *coeff_ptr++ = mul15(coeff, o->dmix_scale[c->hier_ofs + j]);
906         }
907     }
908 }
909
910 static int parse_sub_headers(DCAXllDecoder *s, DCAExssAsset *asset)
911 {
912     DCAContext *dca = s->avctx->priv_data;
913     DCAXllChSet *c;
914     int i, ret;
915
916     // Parse channel set headers
917     s->nfreqbands = 0;
918     s->nchannels = 0;
919     s->nreschsets = 0;
920     for (i = 0, c = s->chset; i < s->nchsets; i++, c++) {
921         c->hier_ofs = s->nchannels;
922         if ((ret = chs_parse_header(s, c, asset)) < 0)
923             return ret;
924         if (c->nfreqbands > s->nfreqbands)
925             s->nfreqbands = c->nfreqbands;
926         if (c->hier_chset)
927             s->nchannels += c->nchannels;
928         if (c->residual_encode != (1 << c->nchannels) - 1)
929             s->nreschsets++;
930     }
931
932     // Pre-scale downmixing coefficients for all non-primary channel sets
933     for (i = s->nchsets - 1, c = &s->chset[i]; i > 0; i--, c--) {
934         if (is_hier_dmix_chset(c)) {
935             DCAXllChSet *o = find_next_hier_dmix_chset(s, c);
936             if (o)
937                 prescale_down_mix(c, o);
938         }
939     }
940
941     // Determine number of active channel sets to decode
942     switch (dca->request_channel_layout) {
943     case DCA_SPEAKER_LAYOUT_STEREO:
944         s->nactivechsets = 1;
945         break;
946     case DCA_SPEAKER_LAYOUT_5POINT0:
947     case DCA_SPEAKER_LAYOUT_5POINT1:
948         s->nactivechsets = (s->chset[0].nchannels < 5 && s->nchsets > 1) ? 2 : 1;
949         break;
950     default:
951         s->nactivechsets = s->nchsets;
952         break;
953     }
954
955     return 0;
956 }
957
958 static int parse_navi_table(DCAXllDecoder *s)
959 {
960     int chs, seg, band, navi_nb, navi_pos, *navi_ptr;
961     DCAXllChSet *c;
962
963     // Determine size of NAVI table
964     navi_nb = s->nfreqbands * s->nframesegs * s->nchsets;
965     if (navi_nb > 1024) {
966         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many NAVI entries (%d)\n", navi_nb);
967         return AVERROR_INVALIDDATA;
968     }
969
970     // Reallocate NAVI table
971     av_fast_malloc(&s->navi, &s->navi_size, navi_nb * sizeof(*s->navi));
972     if (!s->navi)
973         return AVERROR(ENOMEM);
974
975     // Parse NAVI
976     navi_pos = get_bits_count(&s->gb);
977     navi_ptr = s->navi;
978     for (band = 0; band < s->nfreqbands; band++) {
979         for (seg = 0; seg < s->nframesegs; seg++) {
980             for (chs = 0, c = s->chset; chs < s->nchsets; chs++, c++) {
981                 int size = 0;
982                 if (c->nfreqbands > band) {
983                     size = get_bits_long(&s->gb, s->seg_size_nbits);
984                     if (size < 0 || size >= s->frame_size) {
985                         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid NAVI segment size (%d bytes)\n", size);
986                         return AVERROR_INVALIDDATA;
987                     }
988                     size++;
989                 }
990                 *navi_ptr++ = size;
991             }
992         }
993     }
994
995     // Byte align
996     // CRC16
997     skip_bits(&s->gb, -get_bits_count(&s->gb) & 7);
998     skip_bits(&s->gb, 16);
999
1000     // Check CRC
1001     if ((s->avctx->err_recognition & (AV_EF_CRCCHECK | AV_EF_CAREFUL))
1002         && ff_dca_check_crc(&s->gb, navi_pos, get_bits_count(&s->gb))) {
1003         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid NAVI checksum\n");
1004         return AVERROR_INVALIDDATA;
1005     }
1006
1007     return 0;
1008 }
1009
1010 static int parse_band_data(DCAXllDecoder *s)
1011 {
1012     int ret, chs, seg, band, navi_pos, *navi_ptr;
1013     DCAXllChSet *c;
1014
1015     for (chs = 0, c = s->chset; chs < s->nactivechsets; chs++, c++) {
1016         if ((ret = chs_alloc_msb_band_data(s, c)) < 0)
1017             return ret;
1018         if ((ret = chs_alloc_lsb_band_data(s, c)) < 0)
1019             return ret;
1020     }
1021
1022     navi_pos = get_bits_count(&s->gb);
1023     navi_ptr = s->navi;
1024     for (band = 0; band < s->nfreqbands; band++) {
1025         for (seg = 0; seg < s->nframesegs; seg++) {
1026             for (chs = 0, c = s->chset; chs < s->nchsets; chs++, c++) {
1027                 if (c->nfreqbands > band) {
1028                     navi_pos += *navi_ptr * 8;
1029                     if (navi_pos > s->gb.size_in_bits) {
1030                         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid NAVI position\n");
1031                         return AVERROR_INVALIDDATA;
1032                     }
1033                     if (chs < s->nactivechsets &&
1034                         (ret = chs_parse_band_data(s, c, band, seg, navi_pos)) < 0) {
1035                         if (s->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE)
1036                             return ret;
1037                         chs_clear_band_data(s, c, band, seg);
1038                     }
1039                     s->gb.index = navi_pos;
1040                 }
1041                 navi_ptr++;
1042             }
1043         }
1044     }
1045
1046     return 0;
1047 }
1048
1049 static int parse_frame(DCAXllDecoder *s, uint8_t *data, int size, DCAExssAsset *asset)
1050 {
1051     int ret;
1052
1053     if ((ret = init_get_bits8(&s->gb, data, size)) < 0)
1054         return ret;
1055     if ((ret = parse_common_header(s)) < 0)
1056         return ret;
1057     if ((ret = parse_sub_headers(s, asset)) < 0)
1058         return ret;
1059     if ((ret = parse_navi_table(s)) < 0)
1060         return ret;
1061     if ((ret = parse_band_data(s)) < 0)
1062         return ret;
1063     if (ff_dca_seek_bits(&s->gb, s->frame_size * 8)) {
1064         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Read past end of XLL frame\n");
1065         return AVERROR_INVALIDDATA;
1066     }
1067     return ret;
1068 }
1069
1070 static void clear_pbr(DCAXllDecoder *s)
1071 {
1072     s->pbr_length = 0;
1073     s->pbr_delay = 0;
1074 }
1075
1076 static int copy_to_pbr(DCAXllDecoder *s, uint8_t *data, int size, int delay)
1077 {
1078     if (size > DCA_XLL_PBR_BUFFER_MAX)
1079         return AVERROR(ENOSPC);
1080
1081     if (!s->pbr_buffer && !(s->pbr_buffer = av_malloc(DCA_XLL_PBR_BUFFER_MAX + DCA_BUFFER_PADDING_SIZE)))
1082         return AVERROR(ENOMEM);
1083
1084     memcpy(s->pbr_buffer, data, size);
1085     s->pbr_length = size;
1086     s->pbr_delay = delay;
1087     return 0;
1088 }
1089
1090 static int parse_frame_no_pbr(DCAXllDecoder *s, uint8_t *data, int size, DCAExssAsset *asset)
1091 {
1092     int ret = parse_frame(s, data, size, asset);
1093
1094     // If XLL packet data didn't start with a sync word, we must have jumped
1095     // right into the middle of PBR smoothing period
1096     if (ret == AVERROR(EAGAIN) && asset->xll_sync_present && asset->xll_sync_offset < size) {
1097         // Skip to the next sync word in this packet
1098         data += asset->xll_sync_offset;
1099         size -= asset->xll_sync_offset;
1100
1101         // If decoding delay is set, put the frame into PBR buffer and return
1102         // failure code. Higher level decoder is expected to switch to lossy
1103         // core decoding or mute its output until decoding delay expires.
1104         if (asset->xll_delay_nframes > 0) {
1105             if ((ret = copy_to_pbr(s, data, size, asset->xll_delay_nframes)) < 0)
1106                 return ret;
1107             return AVERROR(EAGAIN);
1108         }
1109
1110         // No decoding delay, just parse the frame in place
1111         ret = parse_frame(s, data, size, asset);
1112     }
1113
1114     if (ret < 0)
1115         return ret;
1116
1117     if (s->frame_size > size)
1118         return AVERROR(EINVAL);
1119
1120     // If the XLL decoder didn't consume full packet, start PBR smoothing period
1121     if (s->frame_size < size)
1122         if ((ret = copy_to_pbr(s, data + s->frame_size, size - s->frame_size, 0)) < 0)
1123             return ret;
1124
1125     return 0;
1126 }
1127
1128 static int parse_frame_pbr(DCAXllDecoder *s, uint8_t *data, int size, DCAExssAsset *asset)
1129 {
1130     int ret;
1131
1132     if (size > DCA_XLL_PBR_BUFFER_MAX - s->pbr_length) {
1133         ret = AVERROR(ENOSPC);
1134         goto fail;
1135     }
1136
1137     memcpy(s->pbr_buffer + s->pbr_length, data, size);
1138     s->pbr_length += size;
1139
1140     // Respect decoding delay after synchronization error
1141     if (s->pbr_delay > 0 && --s->pbr_delay)
1142         return AVERROR(EAGAIN);
1143
1144     if ((ret = parse_frame(s, s->pbr_buffer, s->pbr_length, asset)) < 0)
1145         goto fail;
1146
1147     if (s->frame_size > s->pbr_length) {
1148         ret = AVERROR(EINVAL);
1149         goto fail;
1150     }
1151
1152     if (s->frame_size == s->pbr_length) {
1153         // End of PBR smoothing period
1154         clear_pbr(s);
1155     } else {
1156         s->pbr_length -= s->frame_size;
1157         memmove(s->pbr_buffer, s->pbr_buffer + s->frame_size, s->pbr_length);
1158     }
1159
1160     return 0;
1161
1162 fail:
1163     // For now, throw out all PBR state on failure.
1164     // Perhaps we can be smarter and try to resync somehow.
1165     clear_pbr(s);
1166     return ret;
1167 }
1168
1169 int ff_dca_xll_parse(DCAXllDecoder *s, uint8_t *data, DCAExssAsset *asset)
1170 {
1171     int ret;
1172
1173     if (s->hd_stream_id != asset->hd_stream_id) {
1174         clear_pbr(s);
1175         s->hd_stream_id = asset->hd_stream_id;
1176     }
1177
1178     if (s->pbr_length)
1179         ret = parse_frame_pbr(s, data + asset->xll_offset, asset->xll_size, asset);
1180     else
1181         ret = parse_frame_no_pbr(s, data + asset->xll_offset, asset->xll_size, asset);
1182
1183     return ret;
1184 }
1185
1186 static void undo_down_mix(DCAXllDecoder *s, DCAXllChSet *o, int band)
1187 {
1188     int i, j, k, nchannels = 0, *coeff_ptr = o->dmix_coeff;
1189     DCAXllChSet *c;
1190
1191     for (i = 0, c = s->chset; i < s->nactivechsets; i++, c++) {
1192         if (!c->hier_chset)
1193             continue;
1194
1195         av_assert1(band < c->nfreqbands);
1196         for (j = 0; j < c->nchannels; j++) {
1197             for (k = 0; k < o->nchannels; k++) {
1198                 int coeff = *coeff_ptr++;
1199                 if (coeff) {
1200                     s->dcadsp->dmix_sub(c->bands[band].msb_sample_buffer[j],
1201                                         o->bands[band].msb_sample_buffer[k],
1202                                         coeff, s->nframesamples);
1203                     if (band)
1204                         s->dcadsp->dmix_sub(c->deci_history[j],
1205                                             o->deci_history[k],
1206                                             coeff, DCA_XLL_DECI_HISTORY_MAX);
1207                 }
1208             }
1209         }
1210
1211         nchannels += c->nchannels;
1212         if (nchannels >= o->hier_ofs)
1213             break;
1214     }
1215 }
1216
1217 static void scale_down_mix(DCAXllDecoder *s, DCAXllChSet *o, int band)
1218 {
1219     int i, j, nchannels = 0;
1220     DCAXllChSet *c;
1221
1222     for (i = 0, c = s->chset; i < s->nactivechsets; i++, c++) {
1223         if (!c->hier_chset)
1224             continue;
1225
1226         av_assert1(band < c->nfreqbands);
1227         for (j = 0; j < c->nchannels; j++) {
1228             int scale = o->dmix_scale[nchannels++];
1229             if (scale != (1 << 15)) {
1230                 s->dcadsp->dmix_scale(c->bands[band].msb_sample_buffer[j],
1231                                       scale, s->nframesamples);
1232                 if (band)
1233                     s->dcadsp->dmix_scale(c->deci_history[j],
1234                                           scale, DCA_XLL_DECI_HISTORY_MAX);
1235             }
1236         }
1237
1238         if (nchannels >= o->hier_ofs)
1239             break;
1240     }
1241 }
1242
1243 // Clear all band data and replace non-residual encoded channels with lossy
1244 // counterparts
1245 static av_cold void force_lossy_output(DCAXllDecoder *s, DCAXllChSet *c)
1246 {
1247     DCAContext *dca = s->avctx->priv_data;
1248     int band, ch;
1249
1250     for (band = 0; band < c->nfreqbands; band++)
1251         chs_clear_band_data(s, c, band, -1);
1252
1253     for (ch = 0; ch < c->nchannels; ch++) {
1254         if (!(c->residual_encode & (1 << ch)))
1255             continue;
1256         if (ff_dca_core_map_spkr(&dca->core, c->ch_remap[ch]) < 0)
1257             continue;
1258         c->residual_encode &= ~(1 << ch);
1259     }
1260 }
1261
1262 static int combine_residual_frame(DCAXllDecoder *s, DCAXllChSet *c)
1263 {
1264     DCAContext *dca = s->avctx->priv_data;
1265     int ch, nsamples = s->nframesamples;
1266     DCAXllChSet *o;
1267
1268     // Verify that core is compatible
1269     if (!(dca->packet & DCA_PACKET_CORE)) {
1270         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Residual encoded channels are present without core\n");
1271         return AVERROR(EINVAL);
1272     }
1273
1274     if (c->freq != dca->core.output_rate) {
1275         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);
1276         return AVERROR_INVALIDDATA;
1277     }
1278
1279     if (nsamples != dca->core.npcmsamples) {
1280         av_log(s->avctx, AV_LOG_WARNING, "Number of samples per frame mismatch between core (%d) and XLL (%d)\n", dca->core.npcmsamples, nsamples);
1281         return AVERROR_INVALIDDATA;
1282     }
1283
1284     // See if this channel set is downmixed and find the next channel set in
1285     // hierarchy. If downmixed, undo core pre-scaling before combining with
1286     // residual (residual is not scaled).
1287     o = find_next_hier_dmix_chset(s, c);
1288
1289     // Reduce core bit width and combine with residual
1290     for (ch = 0; ch < c->nchannels; ch++) {
1291         int n, spkr, shift, round;
1292         int32_t *src, *dst;
1293
1294         if (c->residual_encode & (1 << ch))
1295             continue;
1296
1297         // Map this channel to core speaker
1298         spkr = ff_dca_core_map_spkr(&dca->core, c->ch_remap[ch]);
1299         if (spkr < 0) {
1300             av_log(s->avctx, AV_LOG_WARNING, "Residual encoded channel (%d) references unavailable core channel\n", c->ch_remap[ch]);
1301             return AVERROR_INVALIDDATA;
1302         }
1303
1304         // Account for LSB width
1305         shift = 24 - c->pcm_bit_res + chs_get_lsb_width(s, c, 0, ch);
1306         if (shift > 24) {
1307             av_log(s->avctx, AV_LOG_WARNING, "Invalid core shift (%d bits)\n", shift);
1308             return AVERROR_INVALIDDATA;
1309         }
1310
1311         round = shift > 0 ? 1 << (shift - 1) : 0;
1312
1313         src = dca->core.output_samples[spkr];
1314         dst = c->bands[0].msb_sample_buffer[ch];
1315         if (o) {
1316             // Undo embedded core downmix pre-scaling
1317             int scale_inv = o->dmix_scale_inv[c->hier_ofs + ch];
1318             for (n = 0; n < nsamples; n++)
1319                 dst[n] += clip23((mul16(src[n], scale_inv) + round) >> shift);
1320         } else {
1321             // No downmix scaling
1322             for (n = 0; n < nsamples; n++)
1323                 dst[n] += (src[n] + round) >> shift;
1324         }
1325     }
1326
1327     return 0;
1328 }
1329
1330 int ff_dca_xll_filter_frame(DCAXllDecoder *s, AVFrame *frame)
1331 {
1332     AVCodecContext *avctx = s->avctx;
1333     DCAContext *dca = avctx->priv_data;
1334     DCAExssAsset *asset = &dca->exss.assets[0];
1335     DCAXllChSet *p = &s->chset[0], *c;
1336     enum AVMatrixEncoding matrix_encoding = AV_MATRIX_ENCODING_NONE;
1337     int i, j, k, ret, shift, nsamples, request_mask;
1338     int ch_remap[DCA_SPEAKER_COUNT];
1339
1340     // Force lossy downmixed output during recovery
1341     if (dca->packet & DCA_PACKET_RECOVERY) {
1342         for (i = 0, c = s->chset; i < s->nchsets; i++, c++) {
1343             if (i < s->nactivechsets)
1344                 force_lossy_output(s, c);
1345
1346             if (!c->primary_chset)
1347                 c->dmix_embedded = 0;
1348         }
1349
1350         s->scalable_lsbs = 0;
1351         s->fixed_lsb_width = 0;
1352     }
1353
1354     // Filter frequency bands for active channel sets
1355     s->output_mask = 0;
1356     for (i = 0, c = s->chset; i < s->nactivechsets; i++, c++) {
1357         chs_filter_band_data(s, c, 0);
1358
1359         if (c->residual_encode != (1 << c->nchannels) - 1
1360             && (ret = combine_residual_frame(s, c)) < 0)
1361             return ret;
1362
1363         if (s->scalable_lsbs)
1364             chs_assemble_msbs_lsbs(s, c, 0);
1365
1366         if (c->nfreqbands > 1) {
1367             chs_filter_band_data(s, c, 1);
1368             chs_assemble_msbs_lsbs(s, c, 1);
1369         }
1370
1371         s->output_mask |= c->ch_mask;
1372     }
1373
1374     // Undo hierarchial downmix and/or apply scaling
1375     for (i = 1, c = &s->chset[1]; i < s->nchsets; i++, c++) {
1376         if (!is_hier_dmix_chset(c))
1377             continue;
1378
1379         if (i >= s->nactivechsets) {
1380             for (j = 0; j < c->nfreqbands; j++)
1381                 if (c->bands[j].dmix_embedded)
1382                     scale_down_mix(s, c, j);
1383             break;
1384         }
1385
1386         for (j = 0; j < c->nfreqbands; j++)
1387             if (c->bands[j].dmix_embedded)
1388                 undo_down_mix(s, c, j);
1389     }
1390
1391     // Assemble frequency bands for active channel sets
1392     if (s->nfreqbands > 1) {
1393         for (i = 0; i < s->nactivechsets; i++)
1394             if ((ret = chs_assemble_freq_bands(s, &s->chset[i])) < 0)
1395                 return ret;
1396     }
1397
1398     // Normalize to regular 5.1 layout if downmixing
1399     if (dca->request_channel_layout) {
1400         if (s->output_mask & DCA_SPEAKER_MASK_Lss) {
1401             s->output_samples[DCA_SPEAKER_Ls] = s->output_samples[DCA_SPEAKER_Lss];
1402             s->output_mask = (s->output_mask & ~DCA_SPEAKER_MASK_Lss) | DCA_SPEAKER_MASK_Ls;
1403         }
1404         if (s->output_mask & DCA_SPEAKER_MASK_Rss) {
1405             s->output_samples[DCA_SPEAKER_Rs] = s->output_samples[DCA_SPEAKER_Rss];
1406             s->output_mask = (s->output_mask & ~DCA_SPEAKER_MASK_Rss) | DCA_SPEAKER_MASK_Rs;
1407         }
1408     }
1409
1410     // Handle downmixing to stereo request
1411     if (dca->request_channel_layout == DCA_SPEAKER_LAYOUT_STEREO
1412         && DCA_HAS_STEREO(s->output_mask) && p->dmix_embedded
1413         && (p->dmix_type == DCA_DMIX_TYPE_LoRo ||
1414             p->dmix_type == DCA_DMIX_TYPE_LtRt))
1415         request_mask = DCA_SPEAKER_LAYOUT_STEREO;
1416     else
1417         request_mask = s->output_mask;
1418     if (!ff_dca_set_channel_layout(avctx, ch_remap, request_mask))
1419         return AVERROR(EINVAL);
1420
1421     avctx->sample_rate = p->freq << (s->nfreqbands - 1);
1422
1423     switch (p->storage_bit_res) {
1424     case 16:
1425         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16P;
1426         break;
1427     case 24:
1428         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S32P;
1429         break;
1430     default:
1431         return AVERROR(EINVAL);
1432     }
1433
1434     avctx->bits_per_raw_sample = p->storage_bit_res;
1435     avctx->profile = FF_PROFILE_DTS_HD_MA;
1436     avctx->bit_rate = 0;
1437
1438     frame->nb_samples = nsamples = s->nframesamples << (s->nfreqbands - 1);
1439     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
1440         return ret;
1441
1442     // Downmix primary channel set to stereo
1443     if (request_mask != s->output_mask) {
1444         ff_dca_downmix_to_stereo_fixed(s->dcadsp, s->output_samples,
1445                                        p->dmix_coeff, nsamples,
1446                                        s->output_mask);
1447     }
1448
1449     shift = p->storage_bit_res - p->pcm_bit_res;
1450     for (i = 0; i < avctx->channels; i++) {
1451         int32_t *samples = s->output_samples[ch_remap[i]];
1452         if (frame->format == AV_SAMPLE_FMT_S16P) {
1453             int16_t *plane = (int16_t *)frame->extended_data[i];
1454             for (k = 0; k < nsamples; k++)
1455                 plane[k] = av_clip_int16(samples[k] * (1 << shift));
1456         } else {
1457             int32_t *plane = (int32_t *)frame->extended_data[i];
1458             for (k = 0; k < nsamples; k++)
1459                 plane[k] = clip23(samples[k] * (1 << shift)) * (1 << 8);
1460         }
1461     }
1462
1463     if (!asset->one_to_one_map_ch_to_spkr) {
1464         if (asset->representation_type == DCA_REPR_TYPE_LtRt)
1465             matrix_encoding = AV_MATRIX_ENCODING_DOLBY;
1466         else if (asset->representation_type == DCA_REPR_TYPE_LhRh)
1467             matrix_encoding = AV_MATRIX_ENCODING_DOLBYHEADPHONE;
1468     } else if (request_mask != s->output_mask && p->dmix_type == DCA_DMIX_TYPE_LtRt) {
1469         matrix_encoding = AV_MATRIX_ENCODING_DOLBY;
1470     }
1471     if ((ret = ff_side_data_update_matrix_encoding(frame, matrix_encoding)) < 0)
1472         return ret;
1473
1474     return 0;
1475 }
1476
1477 av_cold void ff_dca_xll_flush(DCAXllDecoder *s)
1478 {
1479     clear_pbr(s);
1480 }
1481
1482 av_cold void ff_dca_xll_close(DCAXllDecoder *s)
1483 {
1484     DCAXllChSet *c;
1485     int i, j;
1486
1487     for (i = 0, c = s->chset; i < DCA_XLL_CHSETS_MAX; i++, c++) {
1488         for (j = 0; j < DCA_XLL_SAMPLE_BUFFERS_MAX; j++) {
1489             av_freep(&c->sample_buffer[j]);
1490             c->sample_size[j] = 0;
1491         }
1492     }
1493
1494     av_freep(&s->navi);
1495     s->navi_size = 0;
1496
1497     av_freep(&s->pbr_buffer);
1498     clear_pbr(s);
1499 }