build: Generalize yasm/nasm-related variable names
[ffmpeg.git] / libavcodec / mpc8.c
1 /*
2  * Musepack SV8 decoder
3  * Copyright (c) 2007 Konstantin Shishkov
4  *
5  * This file is part of Libav.
6  *
7  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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
24  * MPEG Audio Layer 1/2 -like codec with frames of 1152 samples
25  * divided into 32 subbands.
26  */
27
28 #include "libavutil/channel_layout.h"
29 #include "libavutil/lfg.h"
30
31 #include "avcodec.h"
32 #include "bitstream.h"
33 #include "internal.h"
34 #include "mpegaudiodsp.h"
35
36 #include "mpc.h"
37 #include "mpc8data.h"
38 #include "mpc8huff.h"
39
40 static VLC band_vlc, scfi_vlc[2], dscf_vlc[2], res_vlc[2];
41 static VLC q1_vlc, q2_vlc[2], q3_vlc[2], quant_vlc[4][2], q9up_vlc;
42
43 static const int q3_offsets[2] = { MPC8_Q3_OFFSET, MPC8_Q4_OFFSET };
44 static const int quant_offsets[6] = { MPC8_Q5_OFFSET, MPC8_Q6_OFFSET, MPC8_Q7_OFFSET, MPC8_Q8_OFFSET };
45
46 static inline int mpc8_dec_base(BitstreamContext *bc, int k, int n)
47 {
48     int len = mpc8_cnk_len[k-1][n-1] - 1;
49     int code = len ? bitstream_read(bc, len) : 0;
50
51     if (code >= mpc8_cnk_lost[k-1][n-1])
52         code = ((code << 1) | bitstream_read_bit(bc)) - mpc8_cnk_lost[k - 1][n - 1];
53
54     return code;
55 }
56
57 static inline int mpc8_dec_enum(BitstreamContext *bc, int k, int n)
58 {
59     int bits = 0;
60     const uint32_t * C = mpc8_cnk[k-1];
61     int code = mpc8_dec_base(bc, k, n);
62
63     do {
64         n--;
65         if (code >= C[n]) {
66             bits |= 1 << n;
67             code -= C[n];
68             C -= 32;
69             k--;
70         }
71     } while(k > 0);
72
73     return bits;
74 }
75
76 static inline int mpc8_get_mod_golomb(BitstreamContext *bc, int m)
77 {
78     if(mpc8_cnk_len[0][m] < 1) return 0;
79     return mpc8_dec_base(bc, 1, m + 1);
80 }
81
82 static int mpc8_get_mask(BitstreamContext *bc, int size, int t)
83 {
84     int mask = 0;
85
86     if(t && t != size)
87          mask = mpc8_dec_enum(bc, FFMIN(t, size - t), size);
88     if((t << 1) > size) mask = ~mask;
89
90     return mask;
91 }
92
93 static const uint16_t vlc_offsets[13] = {
94     0, 640, 1184, 1748, 2298, 2426, 2554, 3066, 3578, 4106, 4618, 5196, 5708
95 };
96
97 static av_cold int mpc8_decode_init(AVCodecContext * avctx)
98 {
99     int i;
100     MPCContext *c = avctx->priv_data;
101     BitstreamContext bc;
102     static int vlc_initialized = 0;
103     int channels;
104
105     static VLC_TYPE band_table[542][2];
106     static VLC_TYPE q1_table[520][2];
107     static VLC_TYPE q9up_table[524][2];
108     static VLC_TYPE scfi0_table[1 << MPC8_SCFI0_BITS][2];
109     static VLC_TYPE scfi1_table[1 << MPC8_SCFI1_BITS][2];
110     static VLC_TYPE dscf0_table[560][2];
111     static VLC_TYPE dscf1_table[598][2];
112     static VLC_TYPE q3_0_table[512][2];
113     static VLC_TYPE q3_1_table[516][2];
114     static VLC_TYPE codes_table[5708][2];
115
116     if(avctx->extradata_size < 2){
117         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too small extradata size (%i)!\n", avctx->extradata_size);
118         return -1;
119     }
120     memset(c->oldDSCF, 0, sizeof(c->oldDSCF));
121     av_lfg_init(&c->rnd, 0xDEADBEEF);
122     ff_mpadsp_init(&c->mpadsp);
123
124     ff_mpc_init();
125
126     bitstream_init(&bc, avctx->extradata, 16);
127
128     bitstream_skip(&bc, 3); // sample rate
129     c->maxbands = bitstream_read(&bc, 5) + 1;
130     channels    = bitstream_read(&bc, 4) + 1;
131     if (channels > 2) {
132         avpriv_request_sample(avctx, "Multichannel MPC SV8");
133         return AVERROR_PATCHWELCOME;
134     }
135     c->MSS    = bitstream_read_bit(&bc);
136     c->frames = 1 << (bitstream_read(&bc, 3) * 2);
137
138     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16P;
139     avctx->channel_layout = (avctx->channels==2) ? AV_CH_LAYOUT_STEREO : AV_CH_LAYOUT_MONO;
140
141     if(vlc_initialized) return 0;
142     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Initing VLC\n");
143
144     band_vlc.table = band_table;
145     band_vlc.table_allocated = 542;
146     init_vlc(&band_vlc, MPC8_BANDS_BITS, MPC8_BANDS_SIZE,
147              mpc8_bands_bits,  1, 1,
148              mpc8_bands_codes, 1, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC);
149
150     q1_vlc.table = q1_table;
151     q1_vlc.table_allocated = 520;
152     init_vlc(&q1_vlc, MPC8_Q1_BITS, MPC8_Q1_SIZE,
153              mpc8_q1_bits,  1, 1,
154              mpc8_q1_codes, 1, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC);
155     q9up_vlc.table = q9up_table;
156     q9up_vlc.table_allocated = 524;
157     init_vlc(&q9up_vlc, MPC8_Q9UP_BITS, MPC8_Q9UP_SIZE,
158              mpc8_q9up_bits,  1, 1,
159              mpc8_q9up_codes, 1, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC);
160
161     scfi_vlc[0].table = scfi0_table;
162     scfi_vlc[0].table_allocated = 1 << MPC8_SCFI0_BITS;
163     init_vlc(&scfi_vlc[0], MPC8_SCFI0_BITS, MPC8_SCFI0_SIZE,
164              mpc8_scfi0_bits,  1, 1,
165              mpc8_scfi0_codes, 1, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC);
166     scfi_vlc[1].table = scfi1_table;
167     scfi_vlc[1].table_allocated = 1 << MPC8_SCFI1_BITS;
168     init_vlc(&scfi_vlc[1], MPC8_SCFI1_BITS, MPC8_SCFI1_SIZE,
169              mpc8_scfi1_bits,  1, 1,
170              mpc8_scfi1_codes, 1, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC);
171
172     dscf_vlc[0].table = dscf0_table;
173     dscf_vlc[0].table_allocated = 560;
174     init_vlc(&dscf_vlc[0], MPC8_DSCF0_BITS, MPC8_DSCF0_SIZE,
175              mpc8_dscf0_bits,  1, 1,
176              mpc8_dscf0_codes, 1, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC);
177     dscf_vlc[1].table = dscf1_table;
178     dscf_vlc[1].table_allocated = 598;
179     init_vlc(&dscf_vlc[1], MPC8_DSCF1_BITS, MPC8_DSCF1_SIZE,
180              mpc8_dscf1_bits,  1, 1,
181              mpc8_dscf1_codes, 1, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC);
182
183     q3_vlc[0].table = q3_0_table;
184     q3_vlc[0].table_allocated = 512;
185     ff_init_vlc_sparse(&q3_vlc[0], MPC8_Q3_BITS, MPC8_Q3_SIZE,
186              mpc8_q3_bits,  1, 1,
187              mpc8_q3_codes, 1, 1,
188              mpc8_q3_syms,  1, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC);
189     q3_vlc[1].table = q3_1_table;
190     q3_vlc[1].table_allocated = 516;
191     ff_init_vlc_sparse(&q3_vlc[1], MPC8_Q4_BITS, MPC8_Q4_SIZE,
192              mpc8_q4_bits,  1, 1,
193              mpc8_q4_codes, 1, 1,
194              mpc8_q4_syms,  1, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC);
195
196     for(i = 0; i < 2; i++){
197         res_vlc[i].table = &codes_table[vlc_offsets[0+i]];
198         res_vlc[i].table_allocated = vlc_offsets[1+i] - vlc_offsets[0+i];
199         init_vlc(&res_vlc[i], MPC8_RES_BITS, MPC8_RES_SIZE,
200                  &mpc8_res_bits[i],  1, 1,
201                  &mpc8_res_codes[i], 1, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC);
202
203         q2_vlc[i].table = &codes_table[vlc_offsets[2+i]];
204         q2_vlc[i].table_allocated = vlc_offsets[3+i] - vlc_offsets[2+i];
205         init_vlc(&q2_vlc[i], MPC8_Q2_BITS, MPC8_Q2_SIZE,
206                  &mpc8_q2_bits[i],  1, 1,
207                  &mpc8_q2_codes[i], 1, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC);
208
209         quant_vlc[0][i].table = &codes_table[vlc_offsets[4+i]];
210         quant_vlc[0][i].table_allocated = vlc_offsets[5+i] - vlc_offsets[4+i];
211         init_vlc(&quant_vlc[0][i], MPC8_Q5_BITS, MPC8_Q5_SIZE,
212                  &mpc8_q5_bits[i],  1, 1,
213                  &mpc8_q5_codes[i], 1, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC);
214         quant_vlc[1][i].table = &codes_table[vlc_offsets[6+i]];
215         quant_vlc[1][i].table_allocated = vlc_offsets[7+i] - vlc_offsets[6+i];
216         init_vlc(&quant_vlc[1][i], MPC8_Q6_BITS, MPC8_Q6_SIZE,
217                  &mpc8_q6_bits[i],  1, 1,
218                  &mpc8_q6_codes[i], 1, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC);
219         quant_vlc[2][i].table = &codes_table[vlc_offsets[8+i]];
220         quant_vlc[2][i].table_allocated = vlc_offsets[9+i] - vlc_offsets[8+i];
221         init_vlc(&quant_vlc[2][i], MPC8_Q7_BITS, MPC8_Q7_SIZE,
222                  &mpc8_q7_bits[i],  1, 1,
223                  &mpc8_q7_codes[i], 1, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC);
224         quant_vlc[3][i].table = &codes_table[vlc_offsets[10+i]];
225         quant_vlc[3][i].table_allocated = vlc_offsets[11+i] - vlc_offsets[10+i];
226         init_vlc(&quant_vlc[3][i], MPC8_Q8_BITS, MPC8_Q8_SIZE,
227                  &mpc8_q8_bits[i],  1, 1,
228                  &mpc8_q8_codes[i], 1, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC);
229     }
230     vlc_initialized = 1;
231
232     return 0;
233 }
234
235 static int mpc8_decode_frame(AVCodecContext * avctx, void *data,
236                              int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
237 {
238     AVFrame *frame     = data;
239     const uint8_t *buf = avpkt->data;
240     int buf_size = avpkt->size;
241     MPCContext *c = avctx->priv_data;
242     BitstreamContext bc2, *bc = &bc2;
243     int i, j, k, ch, cnt, res, t;
244     Band *bands = c->bands;
245     int off;
246     int maxband, keyframe;
247     int last[2];
248
249     /* get output buffer */
250     frame->nb_samples = MPC_FRAME_SIZE;
251     if ((res = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0) {
252         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
253         return res;
254     }
255
256     keyframe = c->cur_frame == 0;
257
258     if(keyframe){
259         memset(c->Q, 0, sizeof(c->Q));
260         c->last_bits_used = 0;
261     }
262     bitstream_init8(bc, buf, buf_size);
263     bitstream_skip(bc, c->last_bits_used & 7);
264
265     if(keyframe)
266         maxband = mpc8_get_mod_golomb(bc, c->maxbands + 1);
267     else{
268         maxband = c->last_max_band + bitstream_read_vlc(bc, band_vlc.table, MPC8_BANDS_BITS, 2);
269         if(maxband > 32) maxband -= 33;
270     }
271     if(maxband > c->maxbands + 1)
272         return AVERROR_INVALIDDATA;
273     c->last_max_band = maxband;
274
275     /* read subband indexes */
276     if(maxband){
277         last[0] = last[1] = 0;
278         for(i = maxband - 1; i >= 0; i--){
279             for(ch = 0; ch < 2; ch++){
280                 last[ch] = bitstream_read_vlc(bc, res_vlc[last[ch] > 2].table, MPC8_RES_BITS, 2) + last[ch];
281                 if(last[ch] > 15) last[ch] -= 17;
282                 bands[i].res[ch] = last[ch];
283             }
284         }
285         if(c->MSS){
286             int mask;
287
288             cnt = 0;
289             for(i = 0; i < maxband; i++)
290                 if(bands[i].res[0] || bands[i].res[1])
291                     cnt++;
292             t = mpc8_get_mod_golomb(bc, cnt);
293             mask = mpc8_get_mask(bc, cnt, t);
294             for(i = maxband - 1; i >= 0; i--)
295                 if(bands[i].res[0] || bands[i].res[1]){
296                     bands[i].msf = mask & 1;
297                     mask >>= 1;
298                 }
299         }
300     }
301     for(i = maxband; i < c->maxbands; i++)
302         bands[i].res[0] = bands[i].res[1] = 0;
303
304     if(keyframe){
305         for(i = 0; i < 32; i++)
306             c->oldDSCF[0][i] = c->oldDSCF[1][i] = 1;
307     }
308
309     for(i = 0; i < maxband; i++){
310         if(bands[i].res[0] || bands[i].res[1]){
311             cnt = !!bands[i].res[0] + !!bands[i].res[1] - 1;
312             if(cnt >= 0){
313                 t = bitstream_read_vlc(bc, scfi_vlc[cnt].table, scfi_vlc[cnt].bits, 1);
314                 if(bands[i].res[0]) bands[i].scfi[0] = t >> (2 * cnt);
315                 if(bands[i].res[1]) bands[i].scfi[1] = t & 3;
316             }
317         }
318     }
319
320     for(i = 0; i < maxband; i++){
321         for(ch = 0; ch < 2; ch++){
322             if(!bands[i].res[ch]) continue;
323
324             if(c->oldDSCF[ch][i]){
325                 bands[i].scf_idx[ch][0] = bitstream_read(bc, 7) - 6;
326                 c->oldDSCF[ch][i] = 0;
327             }else{
328                 t = bitstream_read_vlc(bc, dscf_vlc[1].table, MPC8_DSCF1_BITS, 2);
329                 if(t == 64)
330                     t += bitstream_read(bc, 6);
331                 bands[i].scf_idx[ch][0] = ((bands[i].scf_idx[ch][2] + t - 25) & 0x7F) - 6;
332             }
333             for(j = 0; j < 2; j++){
334                 if((bands[i].scfi[ch] << j) & 2)
335                     bands[i].scf_idx[ch][j + 1] = bands[i].scf_idx[ch][j];
336                 else{
337                     t = bitstream_read_vlc(bc, dscf_vlc[0].table, MPC8_DSCF0_BITS, 2);
338                     if(t == 31)
339                         t = 64 + bitstream_read(bc, 6);
340                     bands[i].scf_idx[ch][j + 1] = ((bands[i].scf_idx[ch][j] + t - 25) & 0x7F) - 6;
341                 }
342             }
343         }
344     }
345
346     for(i = 0, off = 0; i < maxband; i++, off += SAMPLES_PER_BAND){
347         for(ch = 0; ch < 2; ch++){
348             res = bands[i].res[ch];
349             switch(res){
350             case -1:
351                 for(j = 0; j < SAMPLES_PER_BAND; j++)
352                     c->Q[ch][off + j] = (av_lfg_get(&c->rnd) & 0x3FC) - 510;
353                 break;
354             case 0:
355                 break;
356             case 1:
357                 for(j = 0; j < SAMPLES_PER_BAND; j += SAMPLES_PER_BAND / 2){
358                     cnt = bitstream_read_vlc(bc, q1_vlc.table, MPC8_Q1_BITS, 2);
359                     t = mpc8_get_mask(bc, 18, cnt);
360                     for(k = 0; k < SAMPLES_PER_BAND / 2; k++, t <<= 1)
361                         c->Q[ch][off + j + k] = (t & 0x20000) ? (bitstream_read_bit(bc) << 1) - 1 : 0;
362                 }
363                 break;
364             case 2:
365                 cnt = 6;//2*mpc8_thres[res]
366                 for(j = 0; j < SAMPLES_PER_BAND; j += 3){
367                     t = bitstream_read_vlc(bc, q2_vlc[cnt > 3].table, MPC8_Q2_BITS, 2);
368                     c->Q[ch][off + j + 0] = mpc8_idx50[t];
369                     c->Q[ch][off + j + 1] = mpc8_idx51[t];
370                     c->Q[ch][off + j + 2] = mpc8_idx52[t];
371                     cnt = (cnt >> 1) + mpc8_huffq2[t];
372                 }
373                 break;
374             case 3:
375             case 4:
376                 for(j = 0; j < SAMPLES_PER_BAND; j += 2){
377                     t = bitstream_read_vlc(bc, q3_vlc[res - 3].table, MPC8_Q3_BITS, 2) + q3_offsets[res - 3];
378                     c->Q[ch][off + j + 1] = t >> 4;
379                     c->Q[ch][off + j + 0] = (t & 8) ? (t & 0xF) - 16 : (t & 0xF);
380                 }
381                 break;
382             case 5:
383             case 6:
384             case 7:
385             case 8:
386                 cnt = 2 * mpc8_thres[res];
387                 for(j = 0; j < SAMPLES_PER_BAND; j++){
388                     t = bitstream_read_vlc(bc, quant_vlc[res - 5][cnt > mpc8_thres[res]].table, quant_vlc[res - 5][cnt > mpc8_thres[res]].bits, 2) + quant_offsets[res - 5];
389                     c->Q[ch][off + j] = t;
390                     cnt = (cnt >> 1) + FFABS(c->Q[ch][off + j]);
391                 }
392                 break;
393             default:
394                 for(j = 0; j < SAMPLES_PER_BAND; j++){
395                     c->Q[ch][off + j] = bitstream_read_vlc(bc, q9up_vlc.table, MPC8_Q9UP_BITS, 2);
396                     if(res != 9){
397                         c->Q[ch][off + j] <<= res - 9;
398                         c->Q[ch][off + j] |= bitstream_read(bc, res - 9);
399                     }
400                     c->Q[ch][off + j] -= (1 << (res - 2)) - 1;
401                 }
402             }
403         }
404     }
405
406     ff_mpc_dequantize_and_synth(c, maxband - 1,
407                                 (int16_t **)frame->extended_data,
408                                 avctx->channels);
409
410     c->cur_frame++;
411
412     c->last_bits_used = bitstream_tell(bc);
413     if (bitstream_bits_left(bc) < 8) // we have only padding left
414         c->last_bits_used = buf_size << 3;
415     if(c->cur_frame >= c->frames)
416         c->cur_frame = 0;
417
418     *got_frame_ptr = 1;
419
420     return c->cur_frame ? c->last_bits_used >> 3 : buf_size;
421 }
422
423 static av_cold void mpc8_decode_flush(AVCodecContext *avctx)
424 {
425     MPCContext *c = avctx->priv_data;
426     c->cur_frame = 0;
427 }
428
429 AVCodec ff_mpc8_decoder = {
430     .name           = "mpc8",
431     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Musepack SV8"),
432     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
433     .id             = AV_CODEC_ID_MUSEPACK8,
434     .priv_data_size = sizeof(MPCContext),
435     .init           = mpc8_decode_init,
436     .decode         = mpc8_decode_frame,
437     .flush          = mpc8_decode_flush,
438     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DR1,
439     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_S16P,
440                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
441 };