Use more designated initializers.
[ffmpeg.git] / libavcodec / sonic.c
1 /*
2  * Simple free lossless/lossy audio codec
3  * Copyright (c) 2004 Alex Beregszaszi
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 #include "avcodec.h"
22 #include "get_bits.h"
23 #include "golomb.h"
24
25 /**
26  * @file
27  * Simple free lossless/lossy audio codec
28  * Based on Paul Francis Harrison's Bonk (http://www.logarithmic.net/pfh/bonk)
29  * Written and designed by Alex Beregszaszi
30  *
31  * TODO:
32  *  - CABAC put/get_symbol
33  *  - independent quantizer for channels
34  *  - >2 channels support
35  *  - more decorrelation types
36  *  - more tap_quant tests
37  *  - selectable intlist writers/readers (bonk-style, golomb, cabac)
38  */
39
40 #define MAX_CHANNELS 2
41
42 #define MID_SIDE 0
43 #define LEFT_SIDE 1
44 #define RIGHT_SIDE 2
45
46 typedef struct SonicContext {
47     int lossless, decorrelation;
48
49     int num_taps, downsampling;
50     double quantization;
51
52     int channels, samplerate, block_align, frame_size;
53
54     int *tap_quant;
55     int *int_samples;
56     int *coded_samples[MAX_CHANNELS];
57
58     // for encoding
59     int *tail;
60     int tail_size;
61     int *window;
62     int window_size;
63
64     // for decoding
65     int *predictor_k;
66     int *predictor_state[MAX_CHANNELS];
67 } SonicContext;
68
69 #define LATTICE_SHIFT   10
70 #define SAMPLE_SHIFT    4
71 #define LATTICE_FACTOR  (1 << LATTICE_SHIFT)
72 #define SAMPLE_FACTOR   (1 << SAMPLE_SHIFT)
73
74 #define BASE_QUANT      0.6
75 #define RATE_VARIATION  3.0
76
77 static inline int divide(int a, int b)
78 {
79     if (a < 0)
80         return -( (-a + b/2)/b );
81     else
82         return (a + b/2)/b;
83 }
84
85 static inline int shift(int a,int b)
86 {
87     return (a+(1<<(b-1))) >> b;
88 }
89
90 static inline int shift_down(int a,int b)
91 {
92     return (a>>b)+((a<0)?1:0);
93 }
94
95 #if 1
96 static inline int intlist_write(PutBitContext *pb, int *buf, int entries, int base_2_part)
97 {
98     int i;
99
100     for (i = 0; i < entries; i++)
101         set_se_golomb(pb, buf[i]);
102
103     return 1;
104 }
105
106 static inline int intlist_read(GetBitContext *gb, int *buf, int entries, int base_2_part)
107 {
108     int i;
109
110     for (i = 0; i < entries; i++)
111         buf[i] = get_se_golomb(gb);
112
113     return 1;
114 }
115
116 #else
117
118 #define ADAPT_LEVEL 8
119
120 static int bits_to_store(uint64_t x)
121 {
122     int res = 0;
123
124     while(x)
125     {
126         res++;
127         x >>= 1;
128     }
129     return res;
130 }
131
132 static void write_uint_max(PutBitContext *pb, unsigned int value, unsigned int max)
133 {
134     int i, bits;
135
136     if (!max)
137         return;
138
139     bits = bits_to_store(max);
140
141     for (i = 0; i < bits-1; i++)
142         put_bits(pb, 1, value & (1 << i));
143
144     if ( (value | (1 << (bits-1))) <= max)
145         put_bits(pb, 1, value & (1 << (bits-1)));
146 }
147
148 static unsigned int read_uint_max(GetBitContext *gb, int max)
149 {
150     int i, bits, value = 0;
151
152     if (!max)
153         return 0;
154
155     bits = bits_to_store(max);
156
157     for (i = 0; i < bits-1; i++)
158         if (get_bits1(gb))
159             value += 1 << i;
160
161     if ( (value | (1<<(bits-1))) <= max)
162         if (get_bits1(gb))
163             value += 1 << (bits-1);
164
165     return value;
166 }
167
168 static int intlist_write(PutBitContext *pb, int *buf, int entries, int base_2_part)
169 {
170     int i, j, x = 0, low_bits = 0, max = 0;
171     int step = 256, pos = 0, dominant = 0, any = 0;
172     int *copy, *bits;
173
174     copy = av_mallocz(4* entries);
175     if (!copy)
176         return -1;
177
178     if (base_2_part)
179     {
180         int energy = 0;
181
182         for (i = 0; i < entries; i++)
183             energy += abs(buf[i]);
184
185         low_bits = bits_to_store(energy / (entries * 2));
186         if (low_bits > 15)
187             low_bits = 15;
188
189         put_bits(pb, 4, low_bits);
190     }
191
192     for (i = 0; i < entries; i++)
193     {
194         put_bits(pb, low_bits, abs(buf[i]));
195         copy[i] = abs(buf[i]) >> low_bits;
196         if (copy[i] > max)
197             max = abs(copy[i]);
198     }
199
200     bits = av_mallocz(4* entries*max);
201     if (!bits)
202     {
203 //        av_free(copy);
204         return -1;
205     }
206
207     for (i = 0; i <= max; i++)
208     {
209         for (j = 0; j < entries; j++)
210             if (copy[j] >= i)
211                 bits[x++] = copy[j] > i;
212     }
213
214     // store bitstream
215     while (pos < x)
216     {
217         int steplet = step >> 8;
218
219         if (pos + steplet > x)
220             steplet = x - pos;
221
222         for (i = 0; i < steplet; i++)
223             if (bits[i+pos] != dominant)
224                 any = 1;
225
226         put_bits(pb, 1, any);
227
228         if (!any)
229         {
230             pos += steplet;
231             step += step / ADAPT_LEVEL;
232         }
233         else
234         {
235             int interloper = 0;
236
237             while (((pos + interloper) < x) && (bits[pos + interloper] == dominant))
238                 interloper++;
239
240             // note change
241             write_uint_max(pb, interloper, (step >> 8) - 1);
242
243             pos += interloper + 1;
244             step -= step / ADAPT_LEVEL;
245         }
246
247         if (step < 256)
248         {
249             step = 65536 / step;
250             dominant = !dominant;
251         }
252     }
253
254     // store signs
255     for (i = 0; i < entries; i++)
256         if (buf[i])
257             put_bits(pb, 1, buf[i] < 0);
258
259 //    av_free(bits);
260 //    av_free(copy);
261
262     return 0;
263 }
264
265 static int intlist_read(GetBitContext *gb, int *buf, int entries, int base_2_part)
266 {
267     int i, low_bits = 0, x = 0;
268     int n_zeros = 0, step = 256, dominant = 0;
269     int pos = 0, level = 0;
270     int *bits = av_mallocz(4* entries);
271
272     if (!bits)
273         return -1;
274
275     if (base_2_part)
276     {
277         low_bits = get_bits(gb, 4);
278
279         if (low_bits)
280             for (i = 0; i < entries; i++)
281                 buf[i] = get_bits(gb, low_bits);
282     }
283
284 //    av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "entries: %d, low bits: %d\n", entries, low_bits);
285
286     while (n_zeros < entries)
287     {
288         int steplet = step >> 8;
289
290         if (!get_bits1(gb))
291         {
292             for (i = 0; i < steplet; i++)
293                 bits[x++] = dominant;
294
295             if (!dominant)
296                 n_zeros += steplet;
297
298             step += step / ADAPT_LEVEL;
299         }
300         else
301         {
302             int actual_run = read_uint_max(gb, steplet-1);
303
304 //            av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "actual run: %d\n", actual_run);
305
306             for (i = 0; i < actual_run; i++)
307                 bits[x++] = dominant;
308
309             bits[x++] = !dominant;
310
311             if (!dominant)
312                 n_zeros += actual_run;
313             else
314                 n_zeros++;
315
316             step -= step / ADAPT_LEVEL;
317         }
318
319         if (step < 256)
320         {
321             step = 65536 / step;
322             dominant = !dominant;
323         }
324     }
325
326     // reconstruct unsigned values
327     n_zeros = 0;
328     for (i = 0; n_zeros < entries; i++)
329     {
330         while(1)
331         {
332             if (pos >= entries)
333             {
334                 pos = 0;
335                 level += 1 << low_bits;
336             }
337
338             if (buf[pos] >= level)
339                 break;
340
341             pos++;
342         }
343
344         if (bits[i])
345             buf[pos] += 1 << low_bits;
346         else
347             n_zeros++;
348
349         pos++;
350     }
351 //    av_free(bits);
352
353     // read signs
354     for (i = 0; i < entries; i++)
355         if (buf[i] && get_bits1(gb))
356             buf[i] = -buf[i];
357
358 //    av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "zeros: %d pos: %d\n", n_zeros, pos);
359
360     return 0;
361 }
362 #endif
363
364 static void predictor_init_state(int *k, int *state, int order)
365 {
366     int i;
367
368     for (i = order-2; i >= 0; i--)
369     {
370         int j, p, x = state[i];
371
372         for (j = 0, p = i+1; p < order; j++,p++)
373             {
374             int tmp = x + shift_down(k[j] * state[p], LATTICE_SHIFT);
375             state[p] += shift_down(k[j]*x, LATTICE_SHIFT);
376             x = tmp;
377         }
378     }
379 }
380
381 static int predictor_calc_error(int *k, int *state, int order, int error)
382 {
383     int i, x = error - shift_down(k[order-1] * state[order-1], LATTICE_SHIFT);
384
385 #if 1
386     int *k_ptr = &(k[order-2]),
387         *state_ptr = &(state[order-2]);
388     for (i = order-2; i >= 0; i--, k_ptr--, state_ptr--)
389     {
390         int k_value = *k_ptr, state_value = *state_ptr;
391         x -= shift_down(k_value * state_value, LATTICE_SHIFT);
392         state_ptr[1] = state_value + shift_down(k_value * x, LATTICE_SHIFT);
393     }
394 #else
395     for (i = order-2; i >= 0; i--)
396     {
397         x -= shift_down(k[i] * state[i], LATTICE_SHIFT);
398         state[i+1] = state[i] + shift_down(k[i] * x, LATTICE_SHIFT);
399     }
400 #endif
401
402     // don't drift too far, to avoid overflows
403     if (x >  (SAMPLE_FACTOR<<16)) x =  (SAMPLE_FACTOR<<16);
404     if (x < -(SAMPLE_FACTOR<<16)) x = -(SAMPLE_FACTOR<<16);
405
406     state[0] = x;
407
408     return x;
409 }
410
411 #if CONFIG_SONIC_ENCODER || CONFIG_SONIC_LS_ENCODER
412 // Heavily modified Levinson-Durbin algorithm which
413 // copes better with quantization, and calculates the
414 // actual whitened result as it goes.
415
416 static void modified_levinson_durbin(int *window, int window_entries,
417         int *out, int out_entries, int channels, int *tap_quant)
418 {
419     int i;
420     int *state = av_mallocz(4* window_entries);
421
422     memcpy(state, window, 4* window_entries);
423
424     for (i = 0; i < out_entries; i++)
425     {
426         int step = (i+1)*channels, k, j;
427         double xx = 0.0, xy = 0.0;
428 #if 1
429         int *x_ptr = &(window[step]), *state_ptr = &(state[0]);
430         j = window_entries - step;
431         for (;j>=0;j--,x_ptr++,state_ptr++)
432         {
433             double x_value = *x_ptr, state_value = *state_ptr;
434             xx += state_value*state_value;
435             xy += x_value*state_value;
436         }
437 #else
438         for (j = 0; j <= (window_entries - step); j++);
439         {
440             double stepval = window[step+j], stateval = window[j];
441 //            xx += (double)window[j]*(double)window[j];
442 //            xy += (double)window[step+j]*(double)window[j];
443             xx += stateval*stateval;
444             xy += stepval*stateval;
445         }
446 #endif
447         if (xx == 0.0)
448             k = 0;
449         else
450             k = (int)(floor(-xy/xx * (double)LATTICE_FACTOR / (double)(tap_quant[i]) + 0.5));
451
452         if (k > (LATTICE_FACTOR/tap_quant[i]))
453             k = LATTICE_FACTOR/tap_quant[i];
454         if (-k > (LATTICE_FACTOR/tap_quant[i]))
455             k = -(LATTICE_FACTOR/tap_quant[i]);
456
457         out[i] = k;
458         k *= tap_quant[i];
459
460 #if 1
461         x_ptr = &(window[step]);
462         state_ptr = &(state[0]);
463         j = window_entries - step;
464         for (;j>=0;j--,x_ptr++,state_ptr++)
465         {
466             int x_value = *x_ptr, state_value = *state_ptr;
467             *x_ptr = x_value + shift_down(k*state_value,LATTICE_SHIFT);
468             *state_ptr = state_value + shift_down(k*x_value, LATTICE_SHIFT);
469         }
470 #else
471         for (j=0; j <= (window_entries - step); j++)
472         {
473             int stepval = window[step+j], stateval=state[j];
474             window[step+j] += shift_down(k * stateval, LATTICE_SHIFT);
475             state[j] += shift_down(k * stepval, LATTICE_SHIFT);
476         }
477 #endif
478     }
479
480     av_free(state);
481 }
482
483 static inline int code_samplerate(int samplerate)
484 {
485     switch (samplerate)
486     {
487         case 44100: return 0;
488         case 22050: return 1;
489         case 11025: return 2;
490         case 96000: return 3;
491         case 48000: return 4;
492         case 32000: return 5;
493         case 24000: return 6;
494         case 16000: return 7;
495         case 8000: return 8;
496     }
497     return -1;
498 }
499
500 static av_cold int sonic_encode_init(AVCodecContext *avctx)
501 {
502     SonicContext *s = avctx->priv_data;
503     PutBitContext pb;
504     int i, version = 0;
505
506     if (avctx->channels > MAX_CHANNELS)
507     {
508         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only mono and stereo streams are supported by now\n");
509         return -1; /* only stereo or mono for now */
510     }
511
512     if (avctx->channels == 2)
513         s->decorrelation = MID_SIDE;
514
515     if (avctx->codec->id == CODEC_ID_SONIC_LS)
516     {
517         s->lossless = 1;
518         s->num_taps = 32;
519         s->downsampling = 1;
520         s->quantization = 0.0;
521     }
522     else
523     {
524         s->num_taps = 128;
525         s->downsampling = 2;
526         s->quantization = 1.0;
527     }
528
529     // max tap 2048
530     if ((s->num_taps < 32) || (s->num_taps > 1024) ||
531         ((s->num_taps>>5)<<5 != s->num_taps))
532     {
533         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid number of taps\n");
534         return -1;
535     }
536
537     // generate taps
538     s->tap_quant = av_mallocz(4* s->num_taps);
539     for (i = 0; i < s->num_taps; i++)
540         s->tap_quant[i] = (int)(sqrt(i+1));
541
542     s->channels = avctx->channels;
543     s->samplerate = avctx->sample_rate;
544
545     s->block_align = (int)(2048.0*s->samplerate/44100)/s->downsampling;
546     s->frame_size = s->channels*s->block_align*s->downsampling;
547
548     s->tail = av_mallocz(4* s->num_taps*s->channels);
549     if (!s->tail)
550         return -1;
551     s->tail_size = s->num_taps*s->channels;
552
553     s->predictor_k = av_mallocz(4 * s->num_taps);
554     if (!s->predictor_k)
555         return -1;
556
557     for (i = 0; i < s->channels; i++)
558     {
559         s->coded_samples[i] = av_mallocz(4* s->block_align);
560         if (!s->coded_samples[i])
561             return -1;
562     }
563
564     s->int_samples = av_mallocz(4* s->frame_size);
565
566     s->window_size = ((2*s->tail_size)+s->frame_size);
567     s->window = av_mallocz(4* s->window_size);
568     if (!s->window)
569         return -1;
570
571     avctx->extradata = av_mallocz(16);
572     if (!avctx->extradata)
573         return -1;
574     init_put_bits(&pb, avctx->extradata, 16*8);
575
576     put_bits(&pb, 2, version); // version
577     if (version == 1)
578     {
579         put_bits(&pb, 2, s->channels);
580         put_bits(&pb, 4, code_samplerate(s->samplerate));
581     }
582     put_bits(&pb, 1, s->lossless);
583     if (!s->lossless)
584         put_bits(&pb, 3, SAMPLE_SHIFT); // XXX FIXME: sample precision
585     put_bits(&pb, 2, s->decorrelation);
586     put_bits(&pb, 2, s->downsampling);
587     put_bits(&pb, 5, (s->num_taps >> 5)-1); // 32..1024
588     put_bits(&pb, 1, 0); // XXX FIXME: no custom tap quant table
589
590     flush_put_bits(&pb);
591     avctx->extradata_size = put_bits_count(&pb)/8;
592
593     av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Sonic: ver: %d ls: %d dr: %d taps: %d block: %d frame: %d downsamp: %d\n",
594         version, s->lossless, s->decorrelation, s->num_taps, s->block_align, s->frame_size, s->downsampling);
595
596     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
597     if (!avctx->coded_frame)
598         return AVERROR(ENOMEM);
599     avctx->coded_frame->key_frame = 1;
600     avctx->frame_size = s->block_align*s->downsampling;
601
602     return 0;
603 }
604
605 static av_cold int sonic_encode_close(AVCodecContext *avctx)
606 {
607     SonicContext *s = avctx->priv_data;
608     int i;
609
610     av_freep(&avctx->coded_frame);
611
612     for (i = 0; i < s->channels; i++)
613         av_free(s->coded_samples[i]);
614
615     av_free(s->predictor_k);
616     av_free(s->tail);
617     av_free(s->tap_quant);
618     av_free(s->window);
619     av_free(s->int_samples);
620
621     return 0;
622 }
623
624 static int sonic_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
625                             uint8_t *buf, int buf_size, void *data)
626 {
627     SonicContext *s = avctx->priv_data;
628     PutBitContext pb;
629     int i, j, ch, quant = 0, x = 0;
630     short *samples = data;
631
632     init_put_bits(&pb, buf, buf_size*8);
633
634     // short -> internal
635     for (i = 0; i < s->frame_size; i++)
636         s->int_samples[i] = samples[i];
637
638     if (!s->lossless)
639         for (i = 0; i < s->frame_size; i++)
640             s->int_samples[i] = s->int_samples[i] << SAMPLE_SHIFT;
641
642     switch(s->decorrelation)
643     {
644         case MID_SIDE:
645             for (i = 0; i < s->frame_size; i += s->channels)
646             {
647                 s->int_samples[i] += s->int_samples[i+1];
648                 s->int_samples[i+1] -= shift(s->int_samples[i], 1);
649             }
650             break;
651         case LEFT_SIDE:
652             for (i = 0; i < s->frame_size; i += s->channels)
653                 s->int_samples[i+1] -= s->int_samples[i];
654             break;
655         case RIGHT_SIDE:
656             for (i = 0; i < s->frame_size; i += s->channels)
657                 s->int_samples[i] -= s->int_samples[i+1];
658             break;
659     }
660
661     memset(s->window, 0, 4* s->window_size);
662
663     for (i = 0; i < s->tail_size; i++)
664         s->window[x++] = s->tail[i];
665
666     for (i = 0; i < s->frame_size; i++)
667         s->window[x++] = s->int_samples[i];
668
669     for (i = 0; i < s->tail_size; i++)
670         s->window[x++] = 0;
671
672     for (i = 0; i < s->tail_size; i++)
673         s->tail[i] = s->int_samples[s->frame_size - s->tail_size + i];
674
675     // generate taps
676     modified_levinson_durbin(s->window, s->window_size,
677                 s->predictor_k, s->num_taps, s->channels, s->tap_quant);
678     if (intlist_write(&pb, s->predictor_k, s->num_taps, 0) < 0)
679         return -1;
680
681     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
682     {
683         x = s->tail_size+ch;
684         for (i = 0; i < s->block_align; i++)
685         {
686             int sum = 0;
687             for (j = 0; j < s->downsampling; j++, x += s->channels)
688                 sum += s->window[x];
689             s->coded_samples[ch][i] = sum;
690         }
691     }
692
693     // simple rate control code
694     if (!s->lossless)
695     {
696         double energy1 = 0.0, energy2 = 0.0;
697         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
698         {
699             for (i = 0; i < s->block_align; i++)
700             {
701                 double sample = s->coded_samples[ch][i];
702                 energy2 += sample*sample;
703                 energy1 += fabs(sample);
704             }
705         }
706
707         energy2 = sqrt(energy2/(s->channels*s->block_align));
708         energy1 = sqrt(2.0)*energy1/(s->channels*s->block_align);
709
710         // increase bitrate when samples are like a gaussian distribution
711         // reduce bitrate when samples are like a two-tailed exponential distribution
712
713         if (energy2 > energy1)
714             energy2 += (energy2-energy1)*RATE_VARIATION;
715
716         quant = (int)(BASE_QUANT*s->quantization*energy2/SAMPLE_FACTOR);
717 //        av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "quant: %d energy: %f / %f\n", quant, energy1, energy2);
718
719         if (quant < 1)
720             quant = 1;
721         if (quant > 65535)
722             quant = 65535;
723
724         set_ue_golomb(&pb, quant);
725
726         quant *= SAMPLE_FACTOR;
727     }
728
729     // write out coded samples
730     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
731     {
732         if (!s->lossless)
733             for (i = 0; i < s->block_align; i++)
734                 s->coded_samples[ch][i] = divide(s->coded_samples[ch][i], quant);
735
736         if (intlist_write(&pb, s->coded_samples[ch], s->block_align, 1) < 0)
737             return -1;
738     }
739
740 //    av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "used bytes: %d\n", (put_bits_count(&pb)+7)/8);
741
742     flush_put_bits(&pb);
743     return (put_bits_count(&pb)+7)/8;
744 }
745 #endif /* CONFIG_SONIC_ENCODER || CONFIG_SONIC_LS_ENCODER */
746
747 #if CONFIG_SONIC_DECODER
748 static const int samplerate_table[] =
749     { 44100, 22050, 11025, 96000, 48000, 32000, 24000, 16000, 8000 };
750
751 static av_cold int sonic_decode_init(AVCodecContext *avctx)
752 {
753     SonicContext *s = avctx->priv_data;
754     GetBitContext gb;
755     int i, version;
756
757     s->channels = avctx->channels;
758     s->samplerate = avctx->sample_rate;
759
760     if (!avctx->extradata)
761     {
762         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "No mandatory headers present\n");
763         return -1;
764     }
765
766     init_get_bits(&gb, avctx->extradata, avctx->extradata_size);
767
768     version = get_bits(&gb, 2);
769     if (version > 1)
770     {
771         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported Sonic version, please report\n");
772         return -1;
773     }
774
775     if (version == 1)
776     {
777         s->channels = get_bits(&gb, 2);
778         s->samplerate = samplerate_table[get_bits(&gb, 4)];
779         av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Sonicv2 chans: %d samprate: %d\n",
780             s->channels, s->samplerate);
781     }
782
783     if (s->channels > MAX_CHANNELS)
784     {
785         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only mono and stereo streams are supported by now\n");
786         return -1;
787     }
788
789     s->lossless = get_bits1(&gb);
790     if (!s->lossless)
791         skip_bits(&gb, 3); // XXX FIXME
792     s->decorrelation = get_bits(&gb, 2);
793
794     s->downsampling = get_bits(&gb, 2);
795     s->num_taps = (get_bits(&gb, 5)+1)<<5;
796     if (get_bits1(&gb)) // XXX FIXME
797         av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Custom quant table\n");
798
799     s->block_align = (int)(2048.0*s->samplerate/44100)/s->downsampling;
800     s->frame_size = s->channels*s->block_align*s->downsampling;
801 //    avctx->frame_size = s->block_align;
802
803     av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Sonic: ver: %d ls: %d dr: %d taps: %d block: %d frame: %d downsamp: %d\n",
804         version, s->lossless, s->decorrelation, s->num_taps, s->block_align, s->frame_size, s->downsampling);
805
806     // generate taps
807     s->tap_quant = av_mallocz(4* s->num_taps);
808     for (i = 0; i < s->num_taps; i++)
809         s->tap_quant[i] = (int)(sqrt(i+1));
810
811     s->predictor_k = av_mallocz(4* s->num_taps);
812
813     for (i = 0; i < s->channels; i++)
814     {
815         s->predictor_state[i] = av_mallocz(4* s->num_taps);
816         if (!s->predictor_state[i])
817             return -1;
818     }
819
820     for (i = 0; i < s->channels; i++)
821     {
822         s->coded_samples[i] = av_mallocz(4* s->block_align);
823         if (!s->coded_samples[i])
824             return -1;
825     }
826     s->int_samples = av_mallocz(4* s->frame_size);
827
828     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16;
829     return 0;
830 }
831
832 static av_cold int sonic_decode_close(AVCodecContext *avctx)
833 {
834     SonicContext *s = avctx->priv_data;
835     int i;
836
837     av_free(s->int_samples);
838     av_free(s->tap_quant);
839     av_free(s->predictor_k);
840
841     for (i = 0; i < s->channels; i++)
842     {
843         av_free(s->predictor_state[i]);
844         av_free(s->coded_samples[i]);
845     }
846
847     return 0;
848 }
849
850 static int sonic_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
851                             void *data, int *data_size,
852                             AVPacket *avpkt)
853 {
854     const uint8_t *buf = avpkt->data;
855     int buf_size = avpkt->size;
856     SonicContext *s = avctx->priv_data;
857     GetBitContext gb;
858     int i, quant, ch, j;
859     short *samples = data;
860
861     if (buf_size == 0) return 0;
862
863 //    av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "buf_size: %d\n", buf_size);
864
865     init_get_bits(&gb, buf, buf_size*8);
866
867     intlist_read(&gb, s->predictor_k, s->num_taps, 0);
868
869     // dequantize
870     for (i = 0; i < s->num_taps; i++)
871         s->predictor_k[i] *= s->tap_quant[i];
872
873     if (s->lossless)
874         quant = 1;
875     else
876         quant = get_ue_golomb(&gb) * SAMPLE_FACTOR;
877
878 //    av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "quant: %d\n", quant);
879
880     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
881     {
882         int x = ch;
883
884         predictor_init_state(s->predictor_k, s->predictor_state[ch], s->num_taps);
885
886         intlist_read(&gb, s->coded_samples[ch], s->block_align, 1);
887
888         for (i = 0; i < s->block_align; i++)
889         {
890             for (j = 0; j < s->downsampling - 1; j++)
891             {
892                 s->int_samples[x] = predictor_calc_error(s->predictor_k, s->predictor_state[ch], s->num_taps, 0);
893                 x += s->channels;
894             }
895
896             s->int_samples[x] = predictor_calc_error(s->predictor_k, s->predictor_state[ch], s->num_taps, s->coded_samples[ch][i] * quant);
897             x += s->channels;
898         }
899
900         for (i = 0; i < s->num_taps; i++)
901             s->predictor_state[ch][i] = s->int_samples[s->frame_size - s->channels + ch - i*s->channels];
902     }
903
904     switch(s->decorrelation)
905     {
906         case MID_SIDE:
907             for (i = 0; i < s->frame_size; i += s->channels)
908             {
909                 s->int_samples[i+1] += shift(s->int_samples[i], 1);
910                 s->int_samples[i] -= s->int_samples[i+1];
911             }
912             break;
913         case LEFT_SIDE:
914             for (i = 0; i < s->frame_size; i += s->channels)
915                 s->int_samples[i+1] += s->int_samples[i];
916             break;
917         case RIGHT_SIDE:
918             for (i = 0; i < s->frame_size; i += s->channels)
919                 s->int_samples[i] += s->int_samples[i+1];
920             break;
921     }
922
923     if (!s->lossless)
924         for (i = 0; i < s->frame_size; i++)
925             s->int_samples[i] = shift(s->int_samples[i], SAMPLE_SHIFT);
926
927     // internal -> short
928     for (i = 0; i < s->frame_size; i++)
929         samples[i] = av_clip_int16(s->int_samples[i]);
930
931     align_get_bits(&gb);
932
933     *data_size = s->frame_size * 2;
934
935     return (get_bits_count(&gb)+7)/8;
936 }
937
938 AVCodec ff_sonic_decoder = {
939     .name           = "sonic",
940     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
941     .id             = CODEC_ID_SONIC,
942     .priv_data_size = sizeof(SonicContext),
943     .init           = sonic_decode_init,
944     .close          = sonic_decode_close,
945     .decode         = sonic_decode_frame,
946     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Sonic"),
947 };
948 #endif /* CONFIG_SONIC_DECODER */
949
950 #if CONFIG_SONIC_ENCODER
951 AVCodec ff_sonic_encoder = {
952     .name           = "sonic",
953     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
954     .id             = CODEC_ID_SONIC,
955     .priv_data_size = sizeof(SonicContext),
956     .init           = sonic_encode_init,
957     .encode         = sonic_encode_frame,
958     .close          = sonic_encode_close,
959     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Sonic"),
960 };
961 #endif
962
963 #if CONFIG_SONIC_LS_ENCODER
964 AVCodec ff_sonic_ls_encoder = {
965     .name           = "sonicls",
966     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
967     .id             = CODEC_ID_SONIC_LS,
968     .priv_data_size = sizeof(SonicContext),
969     .init           = sonic_encode_init,
970     .encode         = sonic_encode_frame,
971     .close          = sonic_encode_close,
972     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Sonic lossless"),
973 };
974 #endif