Use skip_bits_long() for large skips
[ffmpeg.git] / libavcodec / mpc7.c
1 /*
2  * Musepack SV7 decoder
3  * Copyright (c) 2006 Konstantin Shishkov
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 /**
23  * @file libavcodec/mpc7.c Musepack SV7 decoder
24  * MPEG Audio Layer 1/2 -like codec with frames of 1152 samples
25  * divided into 32 subbands.
26  */
27
28 #include "libavutil/lfg.h"
29 #include "avcodec.h"
30 #include "get_bits.h"
31 #include "dsputil.h"
32 #include "mpegaudio.h"
33
34 #include "mpc.h"
35 #include "mpc7data.h"
36
37 #define BANDS            32
38 #define SAMPLES_PER_BAND 36
39 #define MPC_FRAME_SIZE   (BANDS * SAMPLES_PER_BAND)
40
41 static VLC scfi_vlc, dscf_vlc, hdr_vlc, quant_vlc[MPC7_QUANT_VLC_TABLES][2];
42
43 static const uint16_t quant_offsets[MPC7_QUANT_VLC_TABLES*2 + 1] =
44 {
45        0, 512, 1024, 1536, 2052, 2564, 3076, 3588, 4100, 4612, 5124,
46        5636, 6164, 6676, 7224
47 };
48
49
50 static av_cold int mpc7_decode_init(AVCodecContext * avctx)
51 {
52     int i, j;
53     MPCContext *c = avctx->priv_data;
54     GetBitContext gb;
55     uint8_t buf[16];
56     static int vlc_initialized = 0;
57
58     static VLC_TYPE scfi_table[1 << MPC7_SCFI_BITS][2];
59     static VLC_TYPE dscf_table[1 << MPC7_DSCF_BITS][2];
60     static VLC_TYPE hdr_table[1 << MPC7_HDR_BITS][2];
61     static VLC_TYPE quant_tables[7224][2];
62
63     if(avctx->extradata_size < 16){
64         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too small extradata size (%i)!\n", avctx->extradata_size);
65         return -1;
66     }
67     memset(c->oldDSCF, 0, sizeof(c->oldDSCF));
68     av_lfg_init(&c->rnd, 0xDEADBEEF);
69     dsputil_init(&c->dsp, avctx);
70     c->dsp.bswap_buf((uint32_t*)buf, (const uint32_t*)avctx->extradata, 4);
71     ff_mpc_init();
72     init_get_bits(&gb, buf, 128);
73
74     c->IS = get_bits1(&gb);
75     c->MSS = get_bits1(&gb);
76     c->maxbands = get_bits(&gb, 6);
77     if(c->maxbands >= BANDS){
78         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bands: %i\n", c->maxbands);
79         return -1;
80     }
81     skip_bits_long(&gb, 88);
82     c->gapless = get_bits1(&gb);
83     c->lastframelen = get_bits(&gb, 11);
84     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "IS: %d, MSS: %d, TG: %d, LFL: %d, bands: %d\n",
85             c->IS, c->MSS, c->gapless, c->lastframelen, c->maxbands);
86     c->frames_to_skip = 0;
87
88     if(vlc_initialized) return 0;
89     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Initing VLC\n");
90     scfi_vlc.table = scfi_table;
91     scfi_vlc.table_allocated = 1 << MPC7_SCFI_BITS;
92     if(init_vlc(&scfi_vlc, MPC7_SCFI_BITS, MPC7_SCFI_SIZE,
93                 &mpc7_scfi[1], 2, 1,
94                 &mpc7_scfi[0], 2, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC)){
95         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot init SCFI VLC\n");
96         return -1;
97     }
98     dscf_vlc.table = dscf_table;
99     dscf_vlc.table_allocated = 1 << MPC7_DSCF_BITS;
100     if(init_vlc(&dscf_vlc, MPC7_DSCF_BITS, MPC7_DSCF_SIZE,
101                 &mpc7_dscf[1], 2, 1,
102                 &mpc7_dscf[0], 2, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC)){
103         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot init DSCF VLC\n");
104         return -1;
105     }
106     hdr_vlc.table = hdr_table;
107     hdr_vlc.table_allocated = 1 << MPC7_HDR_BITS;
108     if(init_vlc(&hdr_vlc, MPC7_HDR_BITS, MPC7_HDR_SIZE,
109                 &mpc7_hdr[1], 2, 1,
110                 &mpc7_hdr[0], 2, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC)){
111         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot init HDR VLC\n");
112         return -1;
113     }
114     for(i = 0; i < MPC7_QUANT_VLC_TABLES; i++){
115         for(j = 0; j < 2; j++){
116             quant_vlc[i][j].table = &quant_tables[quant_offsets[i*2 + j]];
117             quant_vlc[i][j].table_allocated = quant_offsets[i*2 + j + 1] - quant_offsets[i*2 + j];
118             if(init_vlc(&quant_vlc[i][j], 9, mpc7_quant_vlc_sizes[i],
119                         &mpc7_quant_vlc[i][j][1], 4, 2,
120                         &mpc7_quant_vlc[i][j][0], 4, 2, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC)){
121                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot init QUANT VLC %i,%i\n",i,j);
122                 return -1;
123             }
124         }
125     }
126     vlc_initialized = 1;
127     avctx->sample_fmt = SAMPLE_FMT_S16;
128     avctx->channel_layout = (avctx->channels==2) ? CH_LAYOUT_STEREO : CH_LAYOUT_MONO;
129     return 0;
130 }
131
132 /**
133  * Fill samples for given subband
134  */
135 static inline void idx_to_quant(MPCContext *c, GetBitContext *gb, int idx, int *dst)
136 {
137     int i, i1, t;
138     switch(idx){
139     case -1:
140         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++){
141             *dst++ = (av_lfg_get(&c->rnd) & 0x3FC) - 510;
142         }
143         break;
144     case 1:
145         i1 = get_bits1(gb);
146         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND/3; i++){
147             t = get_vlc2(gb, quant_vlc[0][i1].table, 9, 2);
148             *dst++ = mpc7_idx30[t];
149             *dst++ = mpc7_idx31[t];
150             *dst++ = mpc7_idx32[t];
151         }
152         break;
153     case 2:
154         i1 = get_bits1(gb);
155         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND/2; i++){
156             t = get_vlc2(gb, quant_vlc[1][i1].table, 9, 2);
157             *dst++ = mpc7_idx50[t];
158             *dst++ = mpc7_idx51[t];
159         }
160         break;
161     case  3: case  4: case  5: case  6: case  7:
162         i1 = get_bits1(gb);
163         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++)
164             *dst++ = get_vlc2(gb, quant_vlc[idx-1][i1].table, 9, 2) - mpc7_quant_vlc_off[idx-1];
165         break;
166     case  8: case  9: case 10: case 11: case 12:
167     case 13: case 14: case 15: case 16: case 17:
168         t = (1 << (idx - 2)) - 1;
169         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++)
170             *dst++ = get_bits(gb, idx - 1) - t;
171         break;
172     default: // case 0 and -2..-17
173         return;
174     }
175 }
176
177 static int mpc7_decode_frame(AVCodecContext * avctx,
178                             void *data, int *data_size,
179                             AVPacket *avpkt)
180 {
181     const uint8_t *buf = avpkt->data;
182     int buf_size = avpkt->size;
183     MPCContext *c = avctx->priv_data;
184     GetBitContext gb;
185     uint8_t *bits;
186     int i, ch, t;
187     int mb = -1;
188     Band *bands = c->bands;
189     int off;
190     int bits_used, bits_avail;
191
192     memset(bands, 0, sizeof(bands));
193     if(buf_size <= 4){
194         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too small buffer passed (%i bytes)\n", buf_size);
195     }
196
197     bits = av_malloc(((buf_size - 1) & ~3) + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
198     c->dsp.bswap_buf((uint32_t*)bits, (const uint32_t*)(buf + 4), (buf_size - 4) >> 2);
199     init_get_bits(&gb, bits, (buf_size - 4)* 8);
200     skip_bits(&gb, buf[0]);
201
202     /* read subband indexes */
203     for(i = 0; i <= c->maxbands; i++){
204         for(ch = 0; ch < 2; ch++){
205             if(i) t = get_vlc2(&gb, hdr_vlc.table, MPC7_HDR_BITS, 1) - 5;
206             if(!i || (t == 4)) bands[i].res[ch] = get_bits(&gb, 4);
207             else bands[i].res[ch] = bands[i-1].res[ch] + t;
208         }
209
210         if(bands[i].res[0] || bands[i].res[1]){
211             mb = i;
212             if(c->MSS) bands[i].msf = get_bits1(&gb);
213         }
214     }
215     /* get scale indexes coding method */
216     for(i = 0; i <= mb; i++)
217         for(ch = 0; ch < 2; ch++)
218             if(bands[i].res[ch]) bands[i].scfi[ch] = get_vlc2(&gb, scfi_vlc.table, MPC7_SCFI_BITS, 1);
219     /* get scale indexes */
220     for(i = 0; i <= mb; i++){
221         for(ch = 0; ch < 2; ch++){
222             if(bands[i].res[ch]){
223                 bands[i].scf_idx[ch][2] = c->oldDSCF[ch][i];
224                 t = get_vlc2(&gb, dscf_vlc.table, MPC7_DSCF_BITS, 1) - 7;
225                 bands[i].scf_idx[ch][0] = (t == 8) ? get_bits(&gb, 6) : (bands[i].scf_idx[ch][2] + t);
226                 switch(bands[i].scfi[ch]){
227                 case 0:
228                     t = get_vlc2(&gb, dscf_vlc.table, MPC7_DSCF_BITS, 1) - 7;
229                     bands[i].scf_idx[ch][1] = (t == 8) ? get_bits(&gb, 6) : (bands[i].scf_idx[ch][0] + t);
230                     t = get_vlc2(&gb, dscf_vlc.table, MPC7_DSCF_BITS, 1) - 7;
231                     bands[i].scf_idx[ch][2] = (t == 8) ? get_bits(&gb, 6) : (bands[i].scf_idx[ch][1] + t);
232                     break;
233                 case 1:
234                     t = get_vlc2(&gb, dscf_vlc.table, MPC7_DSCF_BITS, 1) - 7;
235                     bands[i].scf_idx[ch][1] = (t == 8) ? get_bits(&gb, 6) : (bands[i].scf_idx[ch][0] + t);
236                     bands[i].scf_idx[ch][2] = bands[i].scf_idx[ch][1];
237                     break;
238                 case 2:
239                     bands[i].scf_idx[ch][1] = bands[i].scf_idx[ch][0];
240                     t = get_vlc2(&gb, dscf_vlc.table, MPC7_DSCF_BITS, 1) - 7;
241                     bands[i].scf_idx[ch][2] = (t == 8) ? get_bits(&gb, 6) : (bands[i].scf_idx[ch][1] + t);
242                     break;
243                 case 3:
244                     bands[i].scf_idx[ch][2] = bands[i].scf_idx[ch][1] = bands[i].scf_idx[ch][0];
245                     break;
246                 }
247                 c->oldDSCF[ch][i] = bands[i].scf_idx[ch][2];
248             }
249         }
250     }
251     /* get quantizers */
252     memset(c->Q, 0, sizeof(c->Q));
253     off = 0;
254     for(i = 0; i < BANDS; i++, off += SAMPLES_PER_BAND)
255         for(ch = 0; ch < 2; ch++)
256             idx_to_quant(c, &gb, bands[i].res[ch], c->Q[ch] + off);
257
258     ff_mpc_dequantize_and_synth(c, mb, data);
259
260     av_free(bits);
261
262     bits_used = get_bits_count(&gb);
263     bits_avail = (buf_size - 4) * 8;
264     if(!buf[1] && ((bits_avail < bits_used) || (bits_used + 32 <= bits_avail))){
265         av_log(NULL,0, "Error decoding frame: used %i of %i bits\n", bits_used, bits_avail);
266         return -1;
267     }
268     if(c->frames_to_skip){
269         c->frames_to_skip--;
270         *data_size = 0;
271         return buf_size;
272     }
273     *data_size = (buf[1] ? c->lastframelen : MPC_FRAME_SIZE) * 4;
274
275     return buf_size;
276 }
277
278 static void mpc7_decode_flush(AVCodecContext *avctx)
279 {
280     MPCContext *c = avctx->priv_data;
281
282     memset(c->oldDSCF, 0, sizeof(c->oldDSCF));
283     c->frames_to_skip = 32;
284 }
285
286 AVCodec mpc7_decoder = {
287     "mpc7",
288     CODEC_TYPE_AUDIO,
289     CODEC_ID_MUSEPACK7,
290     sizeof(MPCContext),
291     mpc7_decode_init,
292     NULL,
293     NULL,
294     mpc7_decode_frame,
295     .flush = mpc7_decode_flush,
296     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Musepack SV7"),
297 };