lavc: add ONLY_IF_THREADS_ENABLED where it is missing
[ffmpeg.git] / libavcodec / takdec.c
1 /*
2  * TAK decoder
3  * Copyright (c) 2012 Paul B Mahol
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
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 "thread.h"
32 #include "avcodec.h"
33 #include "dsputil.h"
34 #include "internal.h"
35 #include "unary.h"
36
37 #define MAX_SUBFRAMES     8                         ///< max number of subframes per channel
38 #define MAX_PREDICTORS  256
39
40 typedef struct MCDParam {
41     int8_t present;                                 ///< decorrelation parameter availability for this channel
42     int8_t index;                                   ///< index into array of decorrelation types
43     int8_t chan1;
44     int8_t chan2;
45 } MCDParam;
46
47 typedef struct TAKDecContext {
48     AVCodecContext *avctx;                          ///< parent AVCodecContext
49     DSPContext      dsp;
50     TAKStreamInfo   ti;
51     GetBitContext   gb;                             ///< bitstream reader initialized to start at the current frame
52
53     int             uval;
54     int             nb_samples;                     ///< number of samples in the current frame
55     uint8_t        *decode_buffer;
56     unsigned int    decode_buffer_size;
57     int32_t        *decoded[TAK_MAX_CHANNELS];      ///< decoded samples for each channel
58
59     int8_t          lpc_mode[TAK_MAX_CHANNELS];
60     int8_t          sample_shift[TAK_MAX_CHANNELS]; ///< shift applied to every sample in the channel
61     int16_t         predictors[MAX_PREDICTORS];
62     int             nb_subframes;                   ///< number of subframes in the current frame
63     int16_t         subframe_len[MAX_SUBFRAMES];    ///< subframe length in samples
64     int             subframe_scale;
65
66     int8_t          dmode;                          ///< channel decorrelation type in the current frame
67
68     MCDParam        mcdparams[TAK_MAX_CHANNELS];    ///< multichannel decorrelation parameters
69
70     int8_t          coding_mode[128];
71     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, filter)[MAX_PREDICTORS];
72     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, residues)[544];
73 } TAKDecContext;
74
75 static const int8_t mc_dmodes[] = { 1, 3, 4, 6, };
76
77 static const uint16_t predictor_sizes[] = {
78     4, 8, 12, 16, 24, 32, 48, 64, 80, 96, 128, 160, 192, 224, 256, 0,
79 };
80
81 static const struct CParam {
82     int init;
83     int escape;
84     int scale;
85     int aescape;
86     int bias;
87 } xcodes[50] = {
88     { 0x01, 0x0000001, 0x0000001, 0x0000003, 0x0000008 },
89     { 0x02, 0x0000003, 0x0000001, 0x0000007, 0x0000006 },
90     { 0x03, 0x0000005, 0x0000002, 0x000000E, 0x000000D },
91     { 0x03, 0x0000003, 0x0000003, 0x000000D, 0x0000018 },
92     { 0x04, 0x000000B, 0x0000004, 0x000001C, 0x0000019 },
93     { 0x04, 0x0000006, 0x0000006, 0x000001A, 0x0000030 },
94     { 0x05, 0x0000016, 0x0000008, 0x0000038, 0x0000032 },
95     { 0x05, 0x000000C, 0x000000C, 0x0000034, 0x0000060 },
96     { 0x06, 0x000002C, 0x0000010, 0x0000070, 0x0000064 },
97     { 0x06, 0x0000018, 0x0000018, 0x0000068, 0x00000C0 },
98     { 0x07, 0x0000058, 0x0000020, 0x00000E0, 0x00000C8 },
99     { 0x07, 0x0000030, 0x0000030, 0x00000D0, 0x0000180 },
100     { 0x08, 0x00000B0, 0x0000040, 0x00001C0, 0x0000190 },
101     { 0x08, 0x0000060, 0x0000060, 0x00001A0, 0x0000300 },
102     { 0x09, 0x0000160, 0x0000080, 0x0000380, 0x0000320 },
103     { 0x09, 0x00000C0, 0x00000C0, 0x0000340, 0x0000600 },
104     { 0x0A, 0x00002C0, 0x0000100, 0x0000700, 0x0000640 },
105     { 0x0A, 0x0000180, 0x0000180, 0x0000680, 0x0000C00 },
106     { 0x0B, 0x0000580, 0x0000200, 0x0000E00, 0x0000C80 },
107     { 0x0B, 0x0000300, 0x0000300, 0x0000D00, 0x0001800 },
108     { 0x0C, 0x0000B00, 0x0000400, 0x0001C00, 0x0001900 },
109     { 0x0C, 0x0000600, 0x0000600, 0x0001A00, 0x0003000 },
110     { 0x0D, 0x0001600, 0x0000800, 0x0003800, 0x0003200 },
111     { 0x0D, 0x0000C00, 0x0000C00, 0x0003400, 0x0006000 },
112     { 0x0E, 0x0002C00, 0x0001000, 0x0007000, 0x0006400 },
113     { 0x0E, 0x0001800, 0x0001800, 0x0006800, 0x000C000 },
114     { 0x0F, 0x0005800, 0x0002000, 0x000E000, 0x000C800 },
115     { 0x0F, 0x0003000, 0x0003000, 0x000D000, 0x0018000 },
116     { 0x10, 0x000B000, 0x0004000, 0x001C000, 0x0019000 },
117     { 0x10, 0x0006000, 0x0006000, 0x001A000, 0x0030000 },
118     { 0x11, 0x0016000, 0x0008000, 0x0038000, 0x0032000 },
119     { 0x11, 0x000C000, 0x000C000, 0x0034000, 0x0060000 },
120     { 0x12, 0x002C000, 0x0010000, 0x0070000, 0x0064000 },
121     { 0x12, 0x0018000, 0x0018000, 0x0068000, 0x00C0000 },
122     { 0x13, 0x0058000, 0x0020000, 0x00E0000, 0x00C8000 },
123     { 0x13, 0x0030000, 0x0030000, 0x00D0000, 0x0180000 },
124     { 0x14, 0x00B0000, 0x0040000, 0x01C0000, 0x0190000 },
125     { 0x14, 0x0060000, 0x0060000, 0x01A0000, 0x0300000 },
126     { 0x15, 0x0160000, 0x0080000, 0x0380000, 0x0320000 },
127     { 0x15, 0x00C0000, 0x00C0000, 0x0340000, 0x0600000 },
128     { 0x16, 0x02C0000, 0x0100000, 0x0700000, 0x0640000 },
129     { 0x16, 0x0180000, 0x0180000, 0x0680000, 0x0C00000 },
130     { 0x17, 0x0580000, 0x0200000, 0x0E00000, 0x0C80000 },
131     { 0x17, 0x0300000, 0x0300000, 0x0D00000, 0x1800000 },
132     { 0x18, 0x0B00000, 0x0400000, 0x1C00000, 0x1900000 },
133     { 0x18, 0x0600000, 0x0600000, 0x1A00000, 0x3000000 },
134     { 0x19, 0x1600000, 0x0800000, 0x3800000, 0x3200000 },
135     { 0x19, 0x0C00000, 0x0C00000, 0x3400000, 0x6000000 },
136     { 0x1A, 0x2C00000, 0x1000000, 0x7000000, 0x6400000 },
137     { 0x1A, 0x1800000, 0x1800000, 0x6800000, 0xC000000 },
138 };
139
140 static int set_bps_params(AVCodecContext *avctx)
141 {
142     switch (avctx->bits_per_raw_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, "invalid/unsupported bits per sample: %d\n",
154                avctx->bits_per_raw_sample);
155         return AVERROR_INVALIDDATA;
156     }
157
158     return 0;
159 }
160
161 static void set_sample_rate_params(AVCodecContext *avctx)
162 {
163     TAKDecContext *s  = avctx->priv_data;
164     int shift         = 3 - (avctx->sample_rate / 11025);
165     shift             = FFMAX(0, shift);
166     s->uval           = FFALIGN(avctx->sample_rate + 511 >> 9, 4) << shift;
167     s->subframe_scale = FFALIGN(avctx->sample_rate + 511 >> 9, 4) << 1;
168 }
169
170 static av_cold int tak_decode_init(AVCodecContext *avctx)
171 {
172     TAKDecContext *s = avctx->priv_data;
173
174     ff_tak_init_crc();
175     ff_dsputil_init(&s->dsp, avctx);
176
177     s->avctx = avctx;
178     avctx->bits_per_raw_sample = avctx->bits_per_coded_sample;
179
180     set_sample_rate_params(avctx);
181
182     return set_bps_params(avctx);
183 }
184
185 static void decode_lpc(int32_t *coeffs, int mode, int length)
186 {
187     int i;
188
189     if (length < 2)
190         return;
191
192     if (mode == 1) {
193         int a1 = *coeffs++;
194         for (i = 0; i < length - 1 >> 1; i++) {
195             *coeffs   += a1;
196             coeffs[1] += *coeffs;
197             a1         = coeffs[1];
198             coeffs    += 2;
199         }
200         if (length - 1 & 1)
201             *coeffs += a1;
202     } else if (mode == 2) {
203         int a1    = coeffs[1];
204         int a2    = a1 + *coeffs;
205         coeffs[1] = a2;
206         if (length > 2) {
207             coeffs += 2;
208             for (i = 0; i < length - 2 >> 1; i++) {
209                 int a3    = *coeffs + a1;
210                 int a4    = a3 + a2;
211                 *coeffs   = a4;
212                 a1        = coeffs[1] + a3;
213                 a2        = a1 + a4;
214                 coeffs[1] = a2;
215                 coeffs   += 2;
216             }
217             if (length & 1)
218                 *coeffs += a1 + a2;
219         }
220     } else if (mode == 3) {
221         int a1    = coeffs[1];
222         int a2    = a1 + *coeffs;
223         coeffs[1] = a2;
224         if (length > 2) {
225             int a3  = coeffs[2];
226             int a4  = a3 + a1;
227             int a5  = a4 + a2;
228             coeffs += 3;
229             for (i = 0; i < length - 3; i++) {
230                 a3     += *coeffs;
231                 a4     += a3;
232                 a5     += a4;
233                 *coeffs = a5;
234                 coeffs++;
235             }
236         }
237     }
238 }
239
240 static int decode_segment(TAKDecContext *s, int8_t mode, int32_t *decoded, int len)
241 {
242     struct CParam code;
243     GetBitContext *gb = &s->gb;
244     int i;
245
246     if (!mode) {
247         memset(decoded, 0, len * sizeof(*decoded));
248         return 0;
249     }
250
251     if (mode > FF_ARRAY_ELEMS(xcodes))
252         return AVERROR_INVALIDDATA;
253     code = xcodes[mode - 1];
254
255     for (i = 0; i < len; i++) {
256         int x = get_bits_long(gb, code.init);
257         if (x >= code.escape && get_bits1(gb)) {
258             x |= 1 << code.init;
259             if (x >= code.aescape) {
260                 int scale = get_unary(gb, 1, 9);
261                 if (scale == 9) {
262                     int scale_bits = get_bits(gb, 3);
263                     if (scale_bits > 0) {
264                         if (scale_bits == 7) {
265                             scale_bits += get_bits(gb, 5);
266                             if (scale_bits > 29)
267                                 return AVERROR_INVALIDDATA;
268                         }
269                         scale = get_bits_long(gb, scale_bits) + 1;
270                         x    += code.scale * scale;
271                     }
272                     x += code.bias;
273                 } else
274                     x += code.scale * scale - code.escape;
275             } else
276                 x -= code.escape;
277         }
278         decoded[i] = (x >> 1) ^ -(x & 1);
279     }
280
281     return 0;
282 }
283
284 static int decode_residues(TAKDecContext *s, int32_t *decoded, int length)
285 {
286     GetBitContext *gb = &s->gb;
287     int i, mode, ret;
288
289     if (length > s->nb_samples)
290         return AVERROR_INVALIDDATA;
291
292     if (get_bits1(gb)) {
293         int wlength, rval;
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         s->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             s->coding_mode[i] = mode;
332         }
333
334         i = 0;
335         while (i < wlength) {
336             int len = 0;
337
338             mode = s->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 (s->coding_mode[i] == mode);
349
350             if ((ret = decode_segment(s, mode, decoded, len)) < 0)
351                 return ret;
352             decoded += len;
353         }
354     } else {
355         mode = get_bits(gb, 6);
356         if ((ret = decode_segment(s, 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 int decode_subframe(TAKDecContext *s, int32_t *decoded,
372                            int subframe_size, int prev_subframe_size)
373 {
374     GetBitContext *gb = &s->gb;
375     int tmp, x, y, i, j, ret = 0;
376     int dshift, size, filter_quant, filter_order;
377     int tfilter[MAX_PREDICTORS];
378
379     if (!get_bits1(gb))
380         return decode_residues(s, decoded, subframe_size);
381
382     filter_order = predictor_sizes[get_bits(gb, 4)];
383
384     if (prev_subframe_size > 0 && get_bits1(gb)) {
385         if (filter_order > prev_subframe_size)
386             return AVERROR_INVALIDDATA;
387
388         decoded       -= filter_order;
389         subframe_size += filter_order;
390
391         if (filter_order > subframe_size)
392             return AVERROR_INVALIDDATA;
393     } else {
394         int lpc_mode;
395
396         if (filter_order > subframe_size)
397             return AVERROR_INVALIDDATA;
398
399         lpc_mode = get_bits(gb, 2);
400         if (lpc_mode > 2)
401             return AVERROR_INVALIDDATA;
402
403         if ((ret = decode_residues(s, decoded, filter_order)) < 0)
404             return ret;
405
406         if (lpc_mode)
407             decode_lpc(decoded, lpc_mode, filter_order);
408     }
409
410     dshift = get_bits_esc4(gb);
411     size   = get_bits1(gb) + 6;
412
413     filter_quant = 10;
414     if (get_bits1(gb)) {
415         filter_quant -= get_bits(gb, 3) + 1;
416         if (filter_quant < 3)
417             return AVERROR_INVALIDDATA;
418     }
419
420     s->predictors[0] = get_sbits(gb, 10);
421     s->predictors[1] = get_sbits(gb, 10);
422     s->predictors[2] = get_sbits(gb, size) << (10 - size);
423     s->predictors[3] = get_sbits(gb, size) << (10 - size);
424     if (filter_order > 4) {
425         tmp = size - get_bits1(gb);
426
427         for (i = 4; i < filter_order; i++) {
428             if (!(i & 3))
429                 x = tmp - get_bits(gb, 2);
430             s->predictors[i] = get_sbits(gb, x) << (10 - size);
431         }
432     }
433
434     tfilter[0] = s->predictors[0] << 6;
435     for (i = 1; i < filter_order; i++) {
436         int32_t *p1 = &tfilter[0];
437         int32_t *p2 = &tfilter[i - 1];
438
439         for (j = 0; j < (i + 1) / 2; j++) {
440             x     = *p1 + (s->predictors[i] * *p2 + 256 >> 9);
441             *p2  += s->predictors[i] * *p1 + 256 >> 9;
442             *p1++ = x;
443             p2--;
444         }
445
446         tfilter[i] = s->predictors[i] << 6;
447     }
448
449     x = 1 << (32 - (15 - filter_quant));
450     y = 1 << ((15 - filter_quant) - 1);
451     for (i = 0, j = filter_order - 1; i < filter_order / 2; i++, j--) {
452         tmp = y + tfilter[j];
453         s->filter[j] = x - ((tfilter[i] + y) >> (15 - filter_quant));
454         s->filter[i] = x - ((tfilter[j] + y) >> (15 - filter_quant));
455     }
456
457     if ((ret = decode_residues(s, &decoded[filter_order],
458                                subframe_size - filter_order)) < 0)
459         return ret;
460
461     for (i = 0; i < filter_order; i++)
462         s->residues[i] = *decoded++ >> dshift;
463
464     y    = FF_ARRAY_ELEMS(s->residues) - filter_order;
465     x    = subframe_size - filter_order;
466     while (x > 0) {
467         tmp = FFMIN(y, x);
468
469         for (i = 0; i < tmp; i++) {
470             int v = 1 << (filter_quant - 1);
471
472             if (filter_order & -16)
473                 v += s->dsp.scalarproduct_int16(&s->residues[i], s->filter,
474                                                 filter_order & -16);
475             for (j = filter_order & -16; j < filter_order; j += 4) {
476                 v += s->residues[i + j + 3] * s->filter[j + 3] +
477                      s->residues[i + j + 2] * s->filter[j + 2] +
478                      s->residues[i + j + 1] * s->filter[j + 1] +
479                      s->residues[i + j    ] * s->filter[j    ];
480             }
481             v = (av_clip(v >> filter_quant, -8192, 8191) << dshift) - *decoded;
482             *decoded++ = v;
483             s->residues[filter_order + i] = v >> dshift;
484         }
485
486         x -= tmp;
487         if (x > 0)
488             memcpy(s->residues, &s->residues[y], 2 * filter_order);
489     }
490
491     emms_c();
492
493     return 0;
494 }
495
496 static int decode_channel(TAKDecContext *s, int chan)
497 {
498     AVCodecContext *avctx = s->avctx;
499     GetBitContext *gb     = &s->gb;
500     int32_t *decoded      = s->decoded[chan];
501     int left              = s->nb_samples - 1;
502     int i = 0, ret, prev = 0;
503
504     s->sample_shift[chan] = get_bits_esc4(gb);
505     if (s->sample_shift[chan] >= avctx->bits_per_raw_sample)
506         return AVERROR_INVALIDDATA;
507
508     *decoded++ = get_sbits(gb, avctx->bits_per_raw_sample - s->sample_shift[chan]);
509     s->lpc_mode[chan] = get_bits(gb, 2);
510     s->nb_subframes   = get_bits(gb, 3) + 1;
511
512     if (s->nb_subframes > 1) {
513         if (get_bits_left(gb) < (s->nb_subframes - 1) * 6)
514             return AVERROR_INVALIDDATA;
515
516         for (; i < s->nb_subframes - 1; i++) {
517             int v = get_bits(gb, 6);
518
519             s->subframe_len[i] = (v - prev) * s->subframe_scale;
520             if (s->subframe_len[i] <= 0)
521                 return AVERROR_INVALIDDATA;
522
523             left -= s->subframe_len[i];
524             prev  = v;
525         }
526
527         if (left <= 0)
528             return AVERROR_INVALIDDATA;
529     }
530     s->subframe_len[i] = left;
531
532     prev = 0;
533     for (i = 0; i < s->nb_subframes; i++) {
534         if ((ret = decode_subframe(s, decoded, s->subframe_len[i], prev)) < 0)
535             return ret;
536         decoded += s->subframe_len[i];
537         prev     = s->subframe_len[i];
538     }
539
540     return 0;
541 }
542
543 static int decorrelate(TAKDecContext *s, int c1, int c2, int length)
544 {
545     GetBitContext *gb = &s->gb;
546     int32_t *p1       = s->decoded[c1] + 1;
547     int32_t *p2       = s->decoded[c2] + 1;
548     int i;
549     int dshift, dfactor;
550
551     switch (s->dmode) {
552     case 1: /* left/side */
553         for (i = 0; i < length; i++) {
554             int32_t a = p1[i];
555             int32_t b = p2[i];
556             p2[i]     = a + b;
557         }
558         break;
559     case 2: /* side/right */
560         for (i = 0; i < length; i++) {
561             int32_t a = p1[i];
562             int32_t b = p2[i];
563             p1[i]     = b - a;
564         }
565         break;
566     case 3: /* side/mid */
567         for (i = 0; i < length; i++) {
568             int32_t a = p1[i];
569             int32_t b = p2[i];
570             a        -= b >> 1;
571             p1[i]     = a;
572             p2[i]     = a + b;
573         }
574         break;
575     case 4: /* side/left with scale factor */
576         FFSWAP(int32_t*, p1, p2);
577     case 5: /* side/right with scale factor */
578         dshift  = get_bits_esc4(gb);
579         dfactor = get_sbits(gb, 10);
580         for (i = 0; i < length; i++) {
581             int32_t a = p1[i];
582             int32_t b = p2[i];
583             b         = dfactor * (b >> dshift) + 128 >> 8 << dshift;
584             p1[i]     = b - a;
585         }
586         break;
587     case 6:
588         FFSWAP(int32_t*, p1, p2);
589     case 7: {
590         int length2, order_half, filter_order, dval1, dval2;
591         int tmp, x, code_size;
592
593         if (length < 256)
594             return AVERROR_INVALIDDATA;
595
596         dshift       = get_bits_esc4(gb);
597         filter_order = 8 << get_bits1(gb);
598         dval1        = get_bits1(gb);
599         dval2        = get_bits1(gb);
600
601         for (i = 0; i < filter_order; i++) {
602             if (!(i & 3))
603                 code_size = 14 - get_bits(gb, 3);
604             s->filter[i] = get_sbits(gb, code_size);
605         }
606
607         order_half = filter_order / 2;
608         length2    = length - (filter_order - 1);
609
610         /* decorrelate beginning samples */
611         if (dval1) {
612             for (i = 0; i < order_half; i++) {
613                 int32_t a = p1[i];
614                 int32_t b = p2[i];
615                 p1[i]     = a + b;
616             }
617         }
618
619         /* decorrelate ending samples */
620         if (dval2) {
621             for (i = length2 + order_half; i < length; i++) {
622                 int32_t a = p1[i];
623                 int32_t b = p2[i];
624                 p1[i]     = a + b;
625             }
626         }
627
628
629         for (i = 0; i < filter_order; i++)
630             s->residues[i] = *p2++ >> dshift;
631
632         p1 += order_half;
633         x = FF_ARRAY_ELEMS(s->residues) - filter_order;
634         for (; length2 > 0; length2 -= tmp) {
635             tmp = FFMIN(length2, x);
636
637             for (i = 0; i < tmp; i++)
638                 s->residues[filter_order + i] = *p2++ >> dshift;
639
640             for (i = 0; i < tmp; i++) {
641                 int v = 1 << 9;
642
643                 if (filter_order == 16) {
644                     v += s->dsp.scalarproduct_int16(&s->residues[i], s->filter,
645                                                     filter_order);
646                 } else {
647                     v += s->residues[i + 7] * s->filter[7] +
648                          s->residues[i + 6] * s->filter[6] +
649                          s->residues[i + 5] * s->filter[5] +
650                          s->residues[i + 4] * s->filter[4] +
651                          s->residues[i + 3] * s->filter[3] +
652                          s->residues[i + 2] * s->filter[2] +
653                          s->residues[i + 1] * s->filter[1] +
654                          s->residues[i    ] * s->filter[0];
655                 }
656
657                 v = (av_clip(v >> 10, -8192, 8191) << dshift) - *p1;
658                 *p1++ = v;
659             }
660
661             memcpy(s->residues, &s->residues[tmp], 2 * filter_order);
662         }
663
664         emms_c();
665         break;
666     }
667     }
668
669     return 0;
670 }
671
672 static int tak_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
673                             int *got_frame_ptr, AVPacket *pkt)
674 {
675     TAKDecContext *s  = avctx->priv_data;
676     AVFrame *frame    = data;
677     ThreadFrame tframe = { .f = data };
678     GetBitContext *gb = &s->gb;
679     int chan, i, ret, hsize;
680
681     if (pkt->size < TAK_MIN_FRAME_HEADER_BYTES)
682         return AVERROR_INVALIDDATA;
683
684     if ((ret = init_get_bits8(gb, pkt->data, pkt->size)) < 0)
685         return ret;
686
687     if ((ret = ff_tak_decode_frame_header(avctx, gb, &s->ti, 0)) < 0)
688         return ret;
689
690     if (avctx->err_recognition & AV_EF_CRCCHECK) {
691         hsize = get_bits_count(gb) / 8;
692         if (ff_tak_check_crc(pkt->data, hsize)) {
693             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "CRC error\n");
694             return AVERROR_INVALIDDATA;
695         }
696     }
697
698     if (s->ti.codec != TAK_CODEC_MONO_STEREO &&
699         s->ti.codec != TAK_CODEC_MULTICHANNEL) {
700         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported codec: %d\n", s->ti.codec);
701         return AVERROR_PATCHWELCOME;
702     }
703     if (s->ti.data_type) {
704         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
705                "unsupported data type: %d\n", s->ti.data_type);
706         return AVERROR_INVALIDDATA;
707     }
708     if (s->ti.codec == TAK_CODEC_MONO_STEREO && s->ti.channels > 2) {
709         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
710                "invalid number of channels: %d\n", s->ti.channels);
711         return AVERROR_INVALIDDATA;
712     }
713     if (s->ti.channels > 6) {
714         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
715                "unsupported number of channels: %d\n", s->ti.channels);
716         return AVERROR_INVALIDDATA;
717     }
718
719     if (s->ti.frame_samples <= 0) {
720         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported/invalid number of samples\n");
721         return AVERROR_INVALIDDATA;
722     }
723
724     if (s->ti.bps != avctx->bits_per_raw_sample) {
725         avctx->bits_per_raw_sample = s->ti.bps;
726         if ((ret = set_bps_params(avctx)) < 0)
727             return ret;
728     }
729     if (s->ti.sample_rate != avctx->sample_rate) {
730         avctx->sample_rate = s->ti.sample_rate;
731         set_sample_rate_params(avctx);
732     }
733     if (s->ti.ch_layout)
734         avctx->channel_layout = s->ti.ch_layout;
735     avctx->channels = s->ti.channels;
736
737     s->nb_samples = s->ti.last_frame_samples ? s->ti.last_frame_samples
738                                              : s->ti.frame_samples;
739
740     frame->nb_samples = s->nb_samples;
741     if ((ret = ff_thread_get_buffer(avctx, &tframe, 0)) < 0)
742         return ret;
743     ff_thread_finish_setup(avctx);
744
745     if (avctx->bits_per_raw_sample <= 16) {
746         int buf_size = av_samples_get_buffer_size(NULL, avctx->channels,
747                                                   s->nb_samples,
748                                                   AV_SAMPLE_FMT_S32P, 0);
749         av_fast_malloc(&s->decode_buffer, &s->decode_buffer_size, buf_size);
750         if (!s->decode_buffer)
751             return AVERROR(ENOMEM);
752         ret = av_samples_fill_arrays((uint8_t **)s->decoded, NULL,
753                                      s->decode_buffer, avctx->channels,
754                                      s->nb_samples, AV_SAMPLE_FMT_S32P, 0);
755         if (ret < 0)
756             return ret;
757     } else {
758         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++)
759             s->decoded[chan] = (int32_t *)frame->extended_data[chan];
760     }
761
762     if (s->nb_samples < 16) {
763         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
764             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
765             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
766                 decoded[i] = get_sbits(gb, avctx->bits_per_raw_sample);
767         }
768     } else {
769         if (s->ti.codec == TAK_CODEC_MONO_STEREO) {
770             for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++)
771                 if (ret = decode_channel(s, chan))
772                     return ret;
773
774             if (avctx->channels == 2) {
775                 s->nb_subframes = get_bits(gb, 1) + 1;
776                 if (s->nb_subframes > 1) {
777                     s->subframe_len[1] = get_bits(gb, 6);
778                 }
779
780                 s->dmode = get_bits(gb, 3);
781                 if (ret = decorrelate(s, 0, 1, s->nb_samples - 1))
782                     return ret;
783             }
784         } else if (s->ti.codec == TAK_CODEC_MULTICHANNEL) {
785             if (get_bits1(gb)) {
786                 int ch_mask = 0;
787
788                 chan = get_bits(gb, 4) + 1;
789                 if (chan > avctx->channels)
790                     return AVERROR_INVALIDDATA;
791
792                 for (i = 0; i < chan; i++) {
793                     int nbit = get_bits(gb, 4);
794
795                     if (nbit >= avctx->channels)
796                         return AVERROR_INVALIDDATA;
797
798                     if (ch_mask & 1 << nbit)
799                         return AVERROR_INVALIDDATA;
800
801                     s->mcdparams[i].present = get_bits1(gb);
802                     if (s->mcdparams[i].present) {
803                         s->mcdparams[i].index = get_bits(gb, 2);
804                         s->mcdparams[i].chan2 = get_bits(gb, 4);
805                         if (s->mcdparams[i].index == 1) {
806                             if ((nbit == s->mcdparams[i].chan2) ||
807                                 (ch_mask & 1 << s->mcdparams[i].chan2))
808                                 return AVERROR_INVALIDDATA;
809
810                             ch_mask |= 1 << s->mcdparams[i].chan2;
811                         } else if (!(ch_mask & 1 << s->mcdparams[i].chan2)) {
812                             return AVERROR_INVALIDDATA;
813                         }
814                     }
815                     s->mcdparams[i].chan1 = nbit;
816
817                     ch_mask |= 1 << nbit;
818                 }
819             } else {
820                 chan = avctx->channels;
821                 for (i = 0; i < chan; i++) {
822                     s->mcdparams[i].present = 0;
823                     s->mcdparams[i].chan1   = i;
824                 }
825             }
826
827             for (i = 0; i < chan; i++) {
828                 if (s->mcdparams[i].present && s->mcdparams[i].index == 1)
829                     if (ret = decode_channel(s, s->mcdparams[i].chan2))
830                         return ret;
831
832                 if (ret = decode_channel(s, s->mcdparams[i].chan1))
833                     return ret;
834
835                 if (s->mcdparams[i].present) {
836                     s->dmode = mc_dmodes[s->mcdparams[i].index];
837                     if (ret = decorrelate(s,
838                                           s->mcdparams[i].chan2,
839                                           s->mcdparams[i].chan1,
840                                           s->nb_samples - 1))
841                         return ret;
842                 }
843             }
844         }
845
846         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
847             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
848
849             if (s->lpc_mode[chan])
850                 decode_lpc(decoded, s->lpc_mode[chan], s->nb_samples);
851
852             if (s->sample_shift[chan] > 0)
853                 for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
854                     decoded[i] <<= s->sample_shift[chan];
855         }
856     }
857
858     align_get_bits(gb);
859     skip_bits(gb, 24);
860     if (get_bits_left(gb) < 0)
861         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "overread\n");
862     else if (get_bits_left(gb) > 0)
863         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "underread\n");
864
865     if (avctx->err_recognition & AV_EF_CRCCHECK) {
866         if (ff_tak_check_crc(pkt->data + hsize,
867                              get_bits_count(gb) / 8 - hsize)) {
868             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "CRC error\n");
869             return AVERROR_INVALIDDATA;
870         }
871     }
872
873     /* convert to output buffer */
874     switch (avctx->sample_fmt) {
875     case AV_SAMPLE_FMT_U8P:
876         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
877             uint8_t *samples = (uint8_t *)frame->extended_data[chan];
878             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
879             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
880                 samples[i] = decoded[i] + 0x80;
881         }
882         break;
883     case AV_SAMPLE_FMT_S16P:
884         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
885             int16_t *samples = (int16_t *)frame->extended_data[chan];
886             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
887             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
888                 samples[i] = decoded[i];
889         }
890         break;
891     case AV_SAMPLE_FMT_S32P:
892         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
893             int32_t *samples = (int32_t *)frame->extended_data[chan];
894             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
895                 samples[i] <<= 8;
896         }
897         break;
898     }
899
900     *got_frame_ptr = 1;
901
902     return pkt->size;
903 }
904
905 static int update_thread_context(AVCodecContext *dst,
906                                  const AVCodecContext *src)
907 {
908     TAKDecContext *tsrc = src->priv_data;
909     TAKDecContext *tdst = dst->priv_data;
910
911     if (dst == src)
912         return 0;
913     memcpy(&tdst->ti, &tsrc->ti, sizeof(TAKStreamInfo));
914     return 0;
915 }
916
917 static av_cold int tak_decode_close(AVCodecContext *avctx)
918 {
919     TAKDecContext *s = avctx->priv_data;
920
921     av_freep(&s->decode_buffer);
922
923     return 0;
924 }
925
926 AVCodec ff_tak_decoder = {
927     .name             = "tak",
928     .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
929     .id               = AV_CODEC_ID_TAK,
930     .priv_data_size   = sizeof(TAKDecContext),
931     .init             = tak_decode_init,
932     .close            = tak_decode_close,
933     .decode           = tak_decode_frame,
934     .update_thread_context = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(update_thread_context),
935     .capabilities     = CODEC_CAP_DR1 | CODEC_CAP_FRAME_THREADS,
936     .long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("TAK (Tom's lossless Audio Kompressor)"),
937     .sample_fmts      = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_U8P,
938                                                         AV_SAMPLE_FMT_S16P,
939                                                         AV_SAMPLE_FMT_S32P,
940                                                         AV_SAMPLE_FMT_NONE },
941 };