hevc_deblock: Fix compilation with nasm
[ffmpeg.git] / libavcodec / takdec.c
1 /*
2  * TAK decoder
3  * Copyright (c) 2012 Paul B Mahol
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  * TAK (Tom's lossless Audio Kompressor) decoder
25  * @author Paul B Mahol
26  */
27
28 #include "libavutil/internal.h"
29 #include "libavutil/samplefmt.h"
30 #include "tak.h"
31 #include "audiodsp.h"
32 #include "avcodec.h"
33 #include "internal.h"
34 #include "unary.h"
35
36 #define MAX_SUBFRAMES     8                         // max number of subframes per channel
37 #define MAX_PREDICTORS  256
38
39 typedef struct MCDParam {
40     int8_t present;                                 // decorrelation parameter availability for this channel
41     int8_t index;                                   // index into array of decorrelation types
42     int8_t chan1;
43     int8_t chan2;
44 } MCDParam;
45
46 typedef struct TAKDecContext {
47     AVCodecContext *avctx;                          // parent AVCodecContext
48     AudioDSPContext adsp;
49     TAKStreamInfo   ti;
50     GetBitContext   gb;                             // bitstream reader initialized to start at the current frame
51
52     int             uval;
53     int             nb_samples;                     // number of samples in the current frame
54     uint8_t        *decode_buffer;
55     unsigned int    decode_buffer_size;
56     int32_t        *decoded[TAK_MAX_CHANNELS];      // decoded samples for each channel
57
58     int8_t          lpc_mode[TAK_MAX_CHANNELS];
59     int8_t          sample_shift[TAK_MAX_CHANNELS]; // shift applied to every sample in the channel
60     int             subframe_scale;
61
62     int8_t          dmode;                          // channel decorrelation type in the current frame
63
64     MCDParam        mcdparams[TAK_MAX_CHANNELS];    // multichannel decorrelation parameters
65
66     int16_t        *residues;
67     unsigned int    residues_buf_size;
68 } TAKDecContext;
69
70 static const int8_t mc_dmodes[] = { 1, 3, 4, 6, };
71
72 static const uint16_t predictor_sizes[] = {
73     4, 8, 12, 16, 24, 32, 48, 64, 80, 96, 128, 160, 192, 224, 256, 0,
74 };
75
76 static const struct CParam {
77     int init;
78     int escape;
79     int scale;
80     int aescape;
81     int bias;
82 } xcodes[50] = {
83     { 0x01, 0x0000001, 0x0000001, 0x0000003, 0x0000008 },
84     { 0x02, 0x0000003, 0x0000001, 0x0000007, 0x0000006 },
85     { 0x03, 0x0000005, 0x0000002, 0x000000E, 0x000000D },
86     { 0x03, 0x0000003, 0x0000003, 0x000000D, 0x0000018 },
87     { 0x04, 0x000000B, 0x0000004, 0x000001C, 0x0000019 },
88     { 0x04, 0x0000006, 0x0000006, 0x000001A, 0x0000030 },
89     { 0x05, 0x0000016, 0x0000008, 0x0000038, 0x0000032 },
90     { 0x05, 0x000000C, 0x000000C, 0x0000034, 0x0000060 },
91     { 0x06, 0x000002C, 0x0000010, 0x0000070, 0x0000064 },
92     { 0x06, 0x0000018, 0x0000018, 0x0000068, 0x00000C0 },
93     { 0x07, 0x0000058, 0x0000020, 0x00000E0, 0x00000C8 },
94     { 0x07, 0x0000030, 0x0000030, 0x00000D0, 0x0000180 },
95     { 0x08, 0x00000B0, 0x0000040, 0x00001C0, 0x0000190 },
96     { 0x08, 0x0000060, 0x0000060, 0x00001A0, 0x0000300 },
97     { 0x09, 0x0000160, 0x0000080, 0x0000380, 0x0000320 },
98     { 0x09, 0x00000C0, 0x00000C0, 0x0000340, 0x0000600 },
99     { 0x0A, 0x00002C0, 0x0000100, 0x0000700, 0x0000640 },
100     { 0x0A, 0x0000180, 0x0000180, 0x0000680, 0x0000C00 },
101     { 0x0B, 0x0000580, 0x0000200, 0x0000E00, 0x0000C80 },
102     { 0x0B, 0x0000300, 0x0000300, 0x0000D00, 0x0001800 },
103     { 0x0C, 0x0000B00, 0x0000400, 0x0001C00, 0x0001900 },
104     { 0x0C, 0x0000600, 0x0000600, 0x0001A00, 0x0003000 },
105     { 0x0D, 0x0001600, 0x0000800, 0x0003800, 0x0003200 },
106     { 0x0D, 0x0000C00, 0x0000C00, 0x0003400, 0x0006000 },
107     { 0x0E, 0x0002C00, 0x0001000, 0x0007000, 0x0006400 },
108     { 0x0E, 0x0001800, 0x0001800, 0x0006800, 0x000C000 },
109     { 0x0F, 0x0005800, 0x0002000, 0x000E000, 0x000C800 },
110     { 0x0F, 0x0003000, 0x0003000, 0x000D000, 0x0018000 },
111     { 0x10, 0x000B000, 0x0004000, 0x001C000, 0x0019000 },
112     { 0x10, 0x0006000, 0x0006000, 0x001A000, 0x0030000 },
113     { 0x11, 0x0016000, 0x0008000, 0x0038000, 0x0032000 },
114     { 0x11, 0x000C000, 0x000C000, 0x0034000, 0x0060000 },
115     { 0x12, 0x002C000, 0x0010000, 0x0070000, 0x0064000 },
116     { 0x12, 0x0018000, 0x0018000, 0x0068000, 0x00C0000 },
117     { 0x13, 0x0058000, 0x0020000, 0x00E0000, 0x00C8000 },
118     { 0x13, 0x0030000, 0x0030000, 0x00D0000, 0x0180000 },
119     { 0x14, 0x00B0000, 0x0040000, 0x01C0000, 0x0190000 },
120     { 0x14, 0x0060000, 0x0060000, 0x01A0000, 0x0300000 },
121     { 0x15, 0x0160000, 0x0080000, 0x0380000, 0x0320000 },
122     { 0x15, 0x00C0000, 0x00C0000, 0x0340000, 0x0600000 },
123     { 0x16, 0x02C0000, 0x0100000, 0x0700000, 0x0640000 },
124     { 0x16, 0x0180000, 0x0180000, 0x0680000, 0x0C00000 },
125     { 0x17, 0x0580000, 0x0200000, 0x0E00000, 0x0C80000 },
126     { 0x17, 0x0300000, 0x0300000, 0x0D00000, 0x1800000 },
127     { 0x18, 0x0B00000, 0x0400000, 0x1C00000, 0x1900000 },
128     { 0x18, 0x0600000, 0x0600000, 0x1A00000, 0x3000000 },
129     { 0x19, 0x1600000, 0x0800000, 0x3800000, 0x3200000 },
130     { 0x19, 0x0C00000, 0x0C00000, 0x3400000, 0x6000000 },
131     { 0x1A, 0x2C00000, 0x1000000, 0x7000000, 0x6400000 },
132     { 0x1A, 0x1800000, 0x1800000, 0x6800000, 0xC000000 },
133 };
134
135 static av_cold void tak_init_static_data(AVCodec *codec)
136 {
137     ff_tak_init_crc();
138 }
139
140 static int set_bps_params(AVCodecContext *avctx)
141 {
142     switch (avctx->bits_per_coded_sample) {
143     case 8:
144         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_U8P;
145         break;
146     case 16:
147         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16P;
148         break;
149     case 24:
150         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S32P;
151         break;
152     default:
153         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported bits per sample: %d\n",
154                avctx->bits_per_coded_sample);
155         return AVERROR_INVALIDDATA;
156     }
157     avctx->bits_per_raw_sample = avctx->bits_per_coded_sample;
158
159     return 0;
160 }
161
162 static void set_sample_rate_params(AVCodecContext *avctx)
163 {
164     TAKDecContext *s  = avctx->priv_data;
165     int shift         = 3 - (avctx->sample_rate / 11025);
166     shift             = FFMAX(0, shift);
167     s->uval           = FFALIGN(avctx->sample_rate + 511 >> 9, 4) << shift;
168     s->subframe_scale = FFALIGN(avctx->sample_rate + 511 >> 9, 4) << 1;
169 }
170
171 static av_cold int tak_decode_init(AVCodecContext *avctx)
172 {
173     TAKDecContext *s = avctx->priv_data;
174
175     ff_audiodsp_init(&s->adsp);
176
177     s->avctx = avctx;
178
179     set_sample_rate_params(avctx);
180
181     return set_bps_params(avctx);
182 }
183
184 static void decode_lpc(int32_t *coeffs, int mode, int length)
185 {
186     int i;
187
188     if (length < 2)
189         return;
190
191     if (mode == 1) {
192         int a1 = *coeffs++;
193         for (i = 0; i < length - 1 >> 1; i++) {
194             *coeffs   += a1;
195             coeffs[1] += *coeffs;
196             a1         = coeffs[1];
197             coeffs    += 2;
198         }
199         if (length - 1 & 1)
200             *coeffs += a1;
201     } else if (mode == 2) {
202         int a1    = coeffs[1];
203         int a2    = a1 + *coeffs;
204         coeffs[1] = a2;
205         if (length > 2) {
206             coeffs += 2;
207             for (i = 0; i < length - 2 >> 1; i++) {
208                 int a3    = *coeffs + a1;
209                 int a4    = a3 + a2;
210                 *coeffs   = a4;
211                 a1        = coeffs[1] + a3;
212                 a2        = a1 + a4;
213                 coeffs[1] = a2;
214                 coeffs   += 2;
215             }
216             if (length & 1)
217                 *coeffs += a1 + a2;
218         }
219     } else if (mode == 3) {
220         int a1    = coeffs[1];
221         int a2    = a1 + *coeffs;
222         coeffs[1] = a2;
223         if (length > 2) {
224             int a3  = coeffs[2];
225             int a4  = a3 + a1;
226             int a5  = a4 + a2;
227             coeffs += 3;
228             for (i = 0; i < length - 3; i++) {
229                 a3     += *coeffs;
230                 a4     += a3;
231                 a5     += a4;
232                 *coeffs = a5;
233                 coeffs++;
234             }
235         }
236     }
237 }
238
239 static int decode_segment(GetBitContext *gb, int mode, int32_t *decoded,
240                           int len)
241 {
242     struct CParam code;
243     int i;
244
245     if (!mode) {
246         memset(decoded, 0, len * sizeof(*decoded));
247         return 0;
248     }
249
250     if (mode > FF_ARRAY_ELEMS(xcodes))
251         return AVERROR_INVALIDDATA;
252     code = xcodes[mode - 1];
253
254     for (i = 0; i < len; i++) {
255         int x = get_bits_long(gb, code.init);
256         if (x >= code.escape && get_bits1(gb)) {
257             x |= 1 << code.init;
258             if (x >= code.aescape) {
259                 int scale = get_unary(gb, 1, 9);
260                 if (scale == 9) {
261                     int scale_bits = get_bits(gb, 3);
262                     if (scale_bits > 0) {
263                         if (scale_bits == 7) {
264                             scale_bits += get_bits(gb, 5);
265                             if (scale_bits > 29)
266                                 return AVERROR_INVALIDDATA;
267                         }
268                         scale = get_bits_long(gb, scale_bits) + 1;
269                         x    += code.scale * scale;
270                     }
271                     x += code.bias;
272                 } else
273                     x += code.scale * scale - code.escape;
274             } else
275                 x -= code.escape;
276         }
277         decoded[i] = (x >> 1) ^ -(x & 1);
278     }
279
280     return 0;
281 }
282
283 static int decode_residues(TAKDecContext *s, int32_t *decoded, int length)
284 {
285     GetBitContext *gb = &s->gb;
286     int i, mode, ret;
287
288     if (length > s->nb_samples)
289         return AVERROR_INVALIDDATA;
290
291     if (get_bits1(gb)) {
292         int wlength, rval;
293         int coding_mode[128];
294
295         wlength = length / s->uval;
296
297         rval = length - (wlength * s->uval);
298
299         if (rval < s->uval / 2)
300             rval += s->uval;
301         else
302             wlength++;
303
304         if (wlength <= 1 || wlength > 128)
305             return AVERROR_INVALIDDATA;
306
307         coding_mode[0] = mode = get_bits(gb, 6);
308
309         for (i = 1; i < wlength; i++) {
310             int c = get_unary(gb, 1, 6);
311
312             switch (c) {
313             case 6:
314                 mode = get_bits(gb, 6);
315                 break;
316             case 5:
317             case 4:
318             case 3: {
319                 /* mode += sign ? (1 - c) : (c - 1) */
320                 int sign = get_bits1(gb);
321                 mode    += (-sign ^ (c - 1)) + sign;
322                 break;
323             }
324             case 2:
325                 mode++;
326                 break;
327             case 1:
328                 mode--;
329                 break;
330             }
331             coding_mode[i] = mode;
332         }
333
334         i = 0;
335         while (i < wlength) {
336             int len = 0;
337
338             mode = coding_mode[i];
339             do {
340                 if (i >= wlength - 1)
341                     len += rval;
342                 else
343                     len += s->uval;
344                 i++;
345
346                 if (i == wlength)
347                     break;
348             } while (coding_mode[i] == mode);
349
350             if ((ret = decode_segment(gb, mode, decoded, len)) < 0)
351                 return ret;
352             decoded += len;
353         }
354     } else {
355         mode = get_bits(gb, 6);
356         if ((ret = decode_segment(gb, mode, decoded, length)) < 0)
357             return ret;
358     }
359
360     return 0;
361 }
362
363 static int get_bits_esc4(GetBitContext *gb)
364 {
365     if (get_bits1(gb))
366         return get_bits(gb, 4) + 1;
367     else
368         return 0;
369 }
370
371 static void decode_filter_coeffs(TAKDecContext *s, int filter_order, int size,
372                                  int filter_quant, int16_t *filter)
373 {
374     GetBitContext *gb = &s->gb;
375     int i, j, a, b;
376     int filter_tmp[MAX_PREDICTORS];
377     int16_t predictors[MAX_PREDICTORS];
378
379     predictors[0] = get_sbits(gb, 10);
380     predictors[1] = get_sbits(gb, 10);
381     predictors[2] = get_sbits(gb, size) << (10 - size);
382     predictors[3] = get_sbits(gb, size) << (10 - size);
383     if (filter_order > 4) {
384         int av_uninit(code_size);
385         int code_size_base = size - get_bits1(gb);
386
387         for (i = 4; i < filter_order; i++) {
388             if (!(i & 3))
389                 code_size = code_size_base - get_bits(gb, 2);
390             predictors[i] = get_sbits(gb, code_size) << (10 - size);
391         }
392     }
393
394     filter_tmp[0] = predictors[0] << 6;
395     for (i = 1; i < filter_order; i++) {
396         int *p1 = &filter_tmp[0];
397         int *p2 = &filter_tmp[i - 1];
398
399         for (j = 0; j < (i + 1) / 2; j++) {
400             int tmp = *p1 + (predictors[i] * *p2 + 256 >> 9);
401             *p2     = *p2 + (predictors[i] * *p1 + 256 >> 9);
402             *p1     = tmp;
403             p1++;
404             p2--;
405         }
406
407         filter_tmp[i] = predictors[i] << 6;
408     }
409
410     a = 1 << (32 - (15 - filter_quant));
411     b = 1 << ((15 - filter_quant) - 1);
412     for (i = 0, j = filter_order - 1; i < filter_order / 2; i++, j--) {
413         filter[j] = a - ((filter_tmp[i] + b) >> (15 - filter_quant));
414         filter[i] = a - ((filter_tmp[j] + b) >> (15 - filter_quant));
415     }
416 }
417
418 static int decode_subframe(TAKDecContext *s, int32_t *decoded,
419                            int subframe_size, int prev_subframe_size)
420 {
421     LOCAL_ALIGNED_16(int16_t, filter, [MAX_PREDICTORS]);
422     GetBitContext *gb = &s->gb;
423     int i, ret;
424     int dshift, size, filter_quant, filter_order;
425
426     memset(filter, 0, MAX_PREDICTORS * sizeof(*filter));
427
428     if (!get_bits1(gb))
429         return decode_residues(s, decoded, subframe_size);
430
431     filter_order = predictor_sizes[get_bits(gb, 4)];
432
433     if (prev_subframe_size > 0 && get_bits1(gb)) {
434         if (filter_order > prev_subframe_size)
435             return AVERROR_INVALIDDATA;
436
437         decoded       -= filter_order;
438         subframe_size += filter_order;
439
440         if (filter_order > subframe_size)
441             return AVERROR_INVALIDDATA;
442     } else {
443         int lpc_mode;
444
445         if (filter_order > subframe_size)
446             return AVERROR_INVALIDDATA;
447
448         lpc_mode = get_bits(gb, 2);
449         if (lpc_mode > 2)
450             return AVERROR_INVALIDDATA;
451
452         if ((ret = decode_residues(s, decoded, filter_order)) < 0)
453             return ret;
454
455         if (lpc_mode)
456             decode_lpc(decoded, lpc_mode, filter_order);
457     }
458
459     dshift = get_bits_esc4(gb);
460     size   = get_bits1(gb) + 6;
461
462     filter_quant = 10;
463     if (get_bits1(gb)) {
464         filter_quant -= get_bits(gb, 3) + 1;
465         if (filter_quant < 3)
466             return AVERROR_INVALIDDATA;
467     }
468
469     decode_filter_coeffs(s, filter_order, size, filter_quant, filter);
470
471     if ((ret = decode_residues(s, &decoded[filter_order],
472                                subframe_size - filter_order)) < 0)
473         return ret;
474
475     av_fast_malloc(&s->residues, &s->residues_buf_size,
476                    FFALIGN(subframe_size + 16, 16) * sizeof(*s->residues));
477     if (!s->residues)
478         return AVERROR(ENOMEM);
479     memset(s->residues, 0, s->residues_buf_size);
480
481     for (i = 0; i < filter_order; i++)
482         s->residues[i] = *decoded++ >> dshift;
483
484     for (i = 0; i < subframe_size - filter_order; i++) {
485         int v = 1 << (filter_quant - 1);
486
487         v += s->adsp.scalarproduct_int16(&s->residues[i], filter,
488                                          FFALIGN(filter_order, 16));
489
490         v = (av_clip_intp2(v >> filter_quant, 13) << dshift) - *decoded;
491         *decoded++ = v;
492         s->residues[filter_order + i] = v >> dshift;
493     }
494
495     emms_c();
496
497     return 0;
498 }
499
500 static int decode_channel(TAKDecContext *s, int chan)
501 {
502     AVCodecContext *avctx = s->avctx;
503     GetBitContext *gb     = &s->gb;
504     int32_t *decoded      = s->decoded[chan];
505     int left              = s->nb_samples - 1;
506     int i, prev, ret, nb_subframes;
507     int subframe_len[MAX_SUBFRAMES];
508
509     s->sample_shift[chan] = get_bits_esc4(gb);
510     if (s->sample_shift[chan] >= avctx->bits_per_coded_sample)
511         return AVERROR_INVALIDDATA;
512
513     /* NOTE: TAK 2.2.0 appears to set the sample value to 0 if
514      *       bits_per_coded_sample - sample_shift is 1, but this produces
515      *       non-bit-exact output. Reading the 1 bit using get_sbits() instead
516      *       of skipping it produces bit-exact output. This has been reported
517      *       to the TAK author. */
518     *decoded++        = get_sbits(gb,
519                                   avctx->bits_per_coded_sample -
520                                   s->sample_shift[chan]);
521     s->lpc_mode[chan] = get_bits(gb, 2);
522     nb_subframes      = get_bits(gb, 3) + 1;
523
524     i = 0;
525     if (nb_subframes > 1) {
526         if (get_bits_left(gb) < (nb_subframes - 1) * 6)
527             return AVERROR_INVALIDDATA;
528
529         prev = 0;
530         for (; i < nb_subframes - 1; i++) {
531             int subframe_end = get_bits(gb, 6) * s->subframe_scale;
532             if (subframe_end <= prev)
533                 return AVERROR_INVALIDDATA;
534             subframe_len[i] = subframe_end - prev;
535             left           -= subframe_len[i];
536             prev            = subframe_end;
537         }
538
539         if (left <= 0)
540             return AVERROR_INVALIDDATA;
541     }
542     subframe_len[i] = left;
543
544     prev = 0;
545     for (i = 0; i < nb_subframes; i++) {
546         if ((ret = decode_subframe(s, decoded, subframe_len[i], prev)) < 0)
547             return ret;
548         decoded += subframe_len[i];
549         prev     = subframe_len[i];
550     }
551
552     return 0;
553 }
554
555 static int decorrelate(TAKDecContext *s, int c1, int c2, int length)
556 {
557     GetBitContext *gb = &s->gb;
558     int32_t *p1       = s->decoded[c1] + 1;
559     int32_t *p2       = s->decoded[c2] + 1;
560     int i;
561     int dshift, dfactor;
562
563     switch (s->dmode) {
564     case 1: /* left/side */
565         for (i = 0; i < length; i++) {
566             int32_t a = p1[i];
567             int32_t b = p2[i];
568             p2[i]     = a + b;
569         }
570         break;
571     case 2: /* side/right */
572         for (i = 0; i < length; i++) {
573             int32_t a = p1[i];
574             int32_t b = p2[i];
575             p1[i]     = b - a;
576         }
577         break;
578     case 3: /* side/mid */
579         for (i = 0; i < length; i++) {
580             int32_t a = p1[i];
581             int32_t b = p2[i];
582             a        -= b >> 1;
583             p1[i]     = a;
584             p2[i]     = a + b;
585         }
586         break;
587     case 4: /* side/left with scale factor */
588         FFSWAP(int32_t*, p1, p2);
589     case 5: /* side/right with scale factor */
590         dshift  = get_bits_esc4(gb);
591         dfactor = get_sbits(gb, 10);
592         for (i = 0; i < length; i++) {
593             int32_t a = p1[i];
594             int32_t b = p2[i];
595             b         = dfactor * (b >> dshift) + 128 >> 8 << dshift;
596             p1[i]     = b - a;
597         }
598         break;
599     case 6:
600         FFSWAP(int32_t*, p1, p2);
601     case 7: {
602         LOCAL_ALIGNED_16(int16_t, filter, [MAX_PREDICTORS]);
603         int length2, order_half, filter_order, dval1, dval2;
604         int av_uninit(code_size);
605
606         memset(filter, 0, MAX_PREDICTORS * sizeof(*filter));
607
608         if (length < 256)
609             return AVERROR_INVALIDDATA;
610
611         dshift       = get_bits_esc4(gb);
612         filter_order = 8 << get_bits1(gb);
613         dval1        = get_bits1(gb);
614         dval2        = get_bits1(gb);
615
616         for (i = 0; i < filter_order; i++) {
617             if (!(i & 3))
618                 code_size = 14 - get_bits(gb, 3);
619             filter[i] = get_sbits(gb, code_size);
620         }
621
622         order_half = filter_order / 2;
623         length2    = length - (filter_order - 1);
624
625         /* decorrelate beginning samples */
626         if (dval1) {
627             for (i = 0; i < order_half; i++) {
628                 int32_t a = p1[i];
629                 int32_t b = p2[i];
630                 p1[i]     = a + b;
631             }
632         }
633
634         /* decorrelate ending samples */
635         if (dval2) {
636             for (i = length2 + order_half; i < length; i++) {
637                 int32_t a = p1[i];
638                 int32_t b = p2[i];
639                 p1[i]     = a + b;
640             }
641         }
642
643         av_fast_malloc(&s->residues, &s->residues_buf_size,
644                        FFALIGN(length + 16, 16) * sizeof(*s->residues));
645         if (!s->residues)
646             return AVERROR(ENOMEM);
647         memset(s->residues, 0, s->residues_buf_size);
648
649         for (i = 0; i < length; i++)
650             s->residues[i] = p2[i] >> dshift;
651
652         p1 += order_half;
653
654         for (i = 0; i < length2; i++) {
655             int v = 1 << 9;
656
657             v += s->adsp.scalarproduct_int16(&s->residues[i], filter,
658                                              FFALIGN(filter_order, 16));
659
660             p1[i] = (av_clip_intp2(v >> 10, 13) << dshift) - p1[i];
661         }
662
663         emms_c();
664         break;
665     }
666     }
667
668     return 0;
669 }
670
671 static int tak_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
672                             int *got_frame_ptr, AVPacket *pkt)
673 {
674     TAKDecContext *s  = avctx->priv_data;
675     AVFrame *frame    = data;
676     GetBitContext *gb = &s->gb;
677     int chan, i, ret, hsize;
678
679     if (pkt->size < TAK_MIN_FRAME_HEADER_BYTES)
680         return AVERROR_INVALIDDATA;
681
682     init_get_bits(gb, pkt->data, pkt->size * 8);
683
684     if ((ret = ff_tak_decode_frame_header(avctx, gb, &s->ti, 0)) < 0)
685         return ret;
686
687     if (s->ti.flags & TAK_FRAME_FLAG_HAS_METADATA) {
688         avpriv_request_sample(avctx, "Frame metadata");
689         return AVERROR_PATCHWELCOME;
690     }
691
692     hsize = get_bits_count(gb) / 8;
693     if (avctx->err_recognition & AV_EF_CRCCHECK) {
694         if (ff_tak_check_crc(pkt->data, hsize)) {
695             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "CRC error\n");
696             if (avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE)
697                 return AVERROR_INVALIDDATA;
698         }
699     }
700
701     if (s->ti.codec != TAK_CODEC_MONO_STEREO &&
702         s->ti.codec != TAK_CODEC_MULTICHANNEL) {
703         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported codec: %d\n", s->ti.codec);
704         return AVERROR_PATCHWELCOME;
705     }
706     if (s->ti.data_type) {
707         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
708                "unsupported data type: %d\n", s->ti.data_type);
709         return AVERROR_INVALIDDATA;
710     }
711     if (s->ti.codec == TAK_CODEC_MONO_STEREO && s->ti.channels > 2) {
712         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
713                "invalid number of channels: %d\n", s->ti.channels);
714         return AVERROR_INVALIDDATA;
715     }
716     if (s->ti.channels > 6) {
717         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
718                "unsupported number of channels: %d\n", s->ti.channels);
719         return AVERROR_INVALIDDATA;
720     }
721
722     if (s->ti.frame_samples <= 0) {
723         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported/invalid number of samples\n");
724         return AVERROR_INVALIDDATA;
725     }
726
727     if (s->ti.bps != avctx->bits_per_coded_sample) {
728         avctx->bits_per_coded_sample = s->ti.bps;
729         if ((ret = set_bps_params(avctx)) < 0)
730             return ret;
731     }
732     if (s->ti.sample_rate != avctx->sample_rate) {
733         avctx->sample_rate = s->ti.sample_rate;
734         set_sample_rate_params(avctx);
735     }
736     if (s->ti.ch_layout)
737         avctx->channel_layout = s->ti.ch_layout;
738     avctx->channels = s->ti.channels;
739
740     s->nb_samples = s->ti.last_frame_samples ? s->ti.last_frame_samples
741                                              : s->ti.frame_samples;
742
743     frame->nb_samples = s->nb_samples;
744     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
745         return ret;
746
747     if (avctx->bits_per_coded_sample <= 16) {
748         int buf_size = av_samples_get_buffer_size(NULL, avctx->channels,
749                                                   s->nb_samples,
750                                                   AV_SAMPLE_FMT_S32P, 0);
751         if (buf_size < 0)
752             return buf_size;
753         av_fast_malloc(&s->decode_buffer, &s->decode_buffer_size, buf_size);
754         if (!s->decode_buffer)
755             return AVERROR(ENOMEM);
756         ret = av_samples_fill_arrays((uint8_t **)s->decoded, NULL,
757                                      s->decode_buffer, avctx->channels,
758                                      s->nb_samples, AV_SAMPLE_FMT_S32P, 0);
759         if (ret < 0)
760             return ret;
761     } else {
762         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++)
763             s->decoded[chan] = (int32_t *)frame->extended_data[chan];
764     }
765
766     if (s->nb_samples < 16) {
767         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
768             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
769             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
770                 decoded[i] = get_sbits(gb, avctx->bits_per_coded_sample);
771         }
772     } else {
773         if (s->ti.codec == TAK_CODEC_MONO_STEREO) {
774             for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++)
775                 if (ret = decode_channel(s, chan))
776                     return ret;
777
778             if (avctx->channels == 2) {
779                 if (get_bits1(gb)) {
780                     // some kind of subframe length, but it seems to be unused
781                     skip_bits(gb, 6);
782                 }
783
784                 s->dmode = get_bits(gb, 3);
785                 if (ret = decorrelate(s, 0, 1, s->nb_samples - 1))
786                     return ret;
787             }
788         } else if (s->ti.codec == TAK_CODEC_MULTICHANNEL) {
789             if (get_bits1(gb)) {
790                 int ch_mask = 0;
791
792                 chan = get_bits(gb, 4) + 1;
793                 if (chan > avctx->channels)
794                     return AVERROR_INVALIDDATA;
795
796                 for (i = 0; i < chan; i++) {
797                     int nbit = get_bits(gb, 4);
798
799                     if (nbit >= avctx->channels)
800                         return AVERROR_INVALIDDATA;
801
802                     if (ch_mask & 1 << nbit)
803                         return AVERROR_INVALIDDATA;
804
805                     s->mcdparams[i].present = get_bits1(gb);
806                     if (s->mcdparams[i].present) {
807                         s->mcdparams[i].index = get_bits(gb, 2);
808                         s->mcdparams[i].chan2 = get_bits(gb, 4);
809                         if (s->mcdparams[i].index == 1) {
810                             if ((nbit == s->mcdparams[i].chan2) ||
811                                 (ch_mask & 1 << s->mcdparams[i].chan2))
812                                 return AVERROR_INVALIDDATA;
813
814                             ch_mask |= 1 << s->mcdparams[i].chan2;
815                         } else if (!(ch_mask & 1 << s->mcdparams[i].chan2)) {
816                             return AVERROR_INVALIDDATA;
817                         }
818                     }
819                     s->mcdparams[i].chan1 = nbit;
820
821                     ch_mask |= 1 << nbit;
822                 }
823             } else {
824                 chan = avctx->channels;
825                 for (i = 0; i < chan; i++) {
826                     s->mcdparams[i].present = 0;
827                     s->mcdparams[i].chan1   = i;
828                 }
829             }
830
831             for (i = 0; i < chan; i++) {
832                 if (s->mcdparams[i].present && s->mcdparams[i].index == 1)
833                     if (ret = decode_channel(s, s->mcdparams[i].chan2))
834                         return ret;
835
836                 if (ret = decode_channel(s, s->mcdparams[i].chan1))
837                     return ret;
838
839                 if (s->mcdparams[i].present) {
840                     s->dmode = mc_dmodes[s->mcdparams[i].index];
841                     if (ret = decorrelate(s,
842                                           s->mcdparams[i].chan2,
843                                           s->mcdparams[i].chan1,
844                                           s->nb_samples - 1))
845                         return ret;
846                 }
847             }
848         }
849
850         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
851             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
852
853             if (s->lpc_mode[chan])
854                 decode_lpc(decoded, s->lpc_mode[chan], s->nb_samples);
855
856             if (s->sample_shift[chan] > 0)
857                 for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
858                     decoded[i] <<= s->sample_shift[chan];
859         }
860     }
861
862     align_get_bits(gb);
863     skip_bits(gb, 24);
864     if (get_bits_left(gb) < 0)
865         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "overread\n");
866     else if (get_bits_left(gb) > 0)
867         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "underread\n");
868
869     if (avctx->err_recognition & AV_EF_CRCCHECK) {
870         if (ff_tak_check_crc(pkt->data + hsize,
871                              get_bits_count(gb) / 8 - hsize)) {
872             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "CRC error\n");
873             if (avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE)
874                 return AVERROR_INVALIDDATA;
875         }
876     }
877
878     /* convert to output buffer */
879     switch (avctx->sample_fmt) {
880     case AV_SAMPLE_FMT_U8P:
881         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
882             uint8_t *samples = (uint8_t *)frame->extended_data[chan];
883             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
884             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
885                 samples[i] = decoded[i] + 0x80;
886         }
887         break;
888     case AV_SAMPLE_FMT_S16P:
889         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
890             int16_t *samples = (int16_t *)frame->extended_data[chan];
891             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
892             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
893                 samples[i] = decoded[i];
894         }
895         break;
896     case AV_SAMPLE_FMT_S32P:
897         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
898             int32_t *samples = (int32_t *)frame->extended_data[chan];
899             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
900                 samples[i] <<= 8;
901         }
902         break;
903     }
904
905     *got_frame_ptr = 1;
906
907     return pkt->size;
908 }
909
910 static av_cold int tak_decode_close(AVCodecContext *avctx)
911 {
912     TAKDecContext *s = avctx->priv_data;
913
914     av_freep(&s->decode_buffer);
915     av_freep(&s->residues);
916
917     return 0;
918 }
919
920 AVCodec ff_tak_decoder = {
921     .name             = "tak",
922     .long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("TAK (Tom's lossless Audio Kompressor)"),
923     .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
924     .id               = AV_CODEC_ID_TAK,
925     .priv_data_size   = sizeof(TAKDecContext),
926     .init             = tak_decode_init,
927     .init_static_data = tak_init_static_data,
928     .close            = tak_decode_close,
929     .decode           = tak_decode_frame,
930     .capabilities     = CODEC_CAP_DR1,
931     .sample_fmts      = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_U8P,
932                                                         AV_SAMPLE_FMT_S16P,
933                                                         AV_SAMPLE_FMT_S32P,
934                                                         AV_SAMPLE_FMT_NONE },
935 };