takdec: fix initialisation of LOCAL_ALIGNED array
[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/samplefmt.h"
29 #include "tak.h"
30 #include "avcodec.h"
31 #include "dsputil.h"
32 #include "internal.h"
33 #include "unary.h"
34
35 #define MAX_SUBFRAMES     8                         // max number of subframes per channel
36 #define MAX_PREDICTORS  256
37
38 typedef struct MCDParam {
39     int8_t present;                                 // decorrelation parameter availability for this channel
40     int8_t index;                                   // index into array of decorrelation types
41     int8_t chan1;
42     int8_t chan2;
43 } MCDParam;
44
45 typedef struct TAKDecContext {
46     AVCodecContext *avctx;                          // parent AVCodecContext
47     AVFrame         frame;                          // AVFrame for decoded output
48     DSPContext      dsp;
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_dsputil_init(&s->dsp, avctx);
176
177     s->avctx = avctx;
178     avcodec_get_frame_defaults(&s->frame);
179     avctx->coded_frame = &s->frame;
180
181     set_sample_rate_params(avctx);
182
183     return set_bps_params(avctx);
184 }
185
186 static void decode_lpc(int32_t *coeffs, int mode, int length)
187 {
188     int i;
189
190     if (length < 2)
191         return;
192
193     if (mode == 1) {
194         int a1 = *coeffs++;
195         for (i = 0; i < length - 1 >> 1; i++) {
196             *coeffs   += a1;
197             coeffs[1] += *coeffs;
198             a1         = coeffs[1];
199             coeffs    += 2;
200         }
201         if (length - 1 & 1)
202             *coeffs += a1;
203     } else if (mode == 2) {
204         int a1    = coeffs[1];
205         int a2    = a1 + *coeffs;
206         coeffs[1] = a2;
207         if (length > 2) {
208             coeffs += 2;
209             for (i = 0; i < length - 2 >> 1; i++) {
210                 int a3    = *coeffs + a1;
211                 int a4    = a3 + a2;
212                 *coeffs   = a4;
213                 a1        = coeffs[1] + a3;
214                 a2        = a1 + a4;
215                 coeffs[1] = a2;
216                 coeffs   += 2;
217             }
218             if (length & 1)
219                 *coeffs += a1 + a2;
220         }
221     } else if (mode == 3) {
222         int a1    = coeffs[1];
223         int a2    = a1 + *coeffs;
224         coeffs[1] = a2;
225         if (length > 2) {
226             int a3  = coeffs[2];
227             int a4  = a3 + a1;
228             int a5  = a4 + a2;
229             coeffs += 3;
230             for (i = 0; i < length - 3; i++) {
231                 a3     += *coeffs;
232                 a4     += a3;
233                 a5     += a4;
234                 *coeffs = a5;
235                 coeffs++;
236             }
237         }
238     }
239 }
240
241 static int decode_segment(GetBitContext *gb, int mode, int32_t *decoded,
242                           int len)
243 {
244     struct CParam code;
245     int i;
246
247     if (!mode) {
248         memset(decoded, 0, len * sizeof(*decoded));
249         return 0;
250     }
251
252     if (mode > FF_ARRAY_ELEMS(xcodes))
253         return AVERROR_INVALIDDATA;
254     code = xcodes[mode - 1];
255
256     for (i = 0; i < len; i++) {
257         int x = get_bits_long(gb, code.init);
258         if (x >= code.escape && get_bits1(gb)) {
259             x |= 1 << code.init;
260             if (x >= code.aescape) {
261                 int scale = get_unary(gb, 1, 9);
262                 if (scale == 9) {
263                     int scale_bits = get_bits(gb, 3);
264                     if (scale_bits > 0) {
265                         if (scale_bits == 7) {
266                             scale_bits += get_bits(gb, 5);
267                             if (scale_bits > 29)
268                                 return AVERROR_INVALIDDATA;
269                         }
270                         scale = get_bits_long(gb, scale_bits) + 1;
271                         x    += code.scale * scale;
272                     }
273                     x += code.bias;
274                 } else
275                     x += code.scale * scale - code.escape;
276             } else
277                 x -= code.escape;
278         }
279         decoded[i] = (x >> 1) ^ -(x & 1);
280     }
281
282     return 0;
283 }
284
285 static int decode_residues(TAKDecContext *s, int32_t *decoded, int length)
286 {
287     GetBitContext *gb = &s->gb;
288     int i, mode, ret;
289
290     if (length > s->nb_samples)
291         return AVERROR_INVALIDDATA;
292
293     if (get_bits1(gb)) {
294         int wlength, rval;
295         int coding_mode[128];
296
297         wlength = length / s->uval;
298
299         rval = length - (wlength * s->uval);
300
301         if (rval < s->uval / 2)
302             rval += s->uval;
303         else
304             wlength++;
305
306         if (wlength <= 1 || wlength > 128)
307             return AVERROR_INVALIDDATA;
308
309         coding_mode[0] = mode = get_bits(gb, 6);
310
311         for (i = 1; i < wlength; i++) {
312             int c = get_unary(gb, 1, 6);
313
314             switch (c) {
315             case 6:
316                 mode = get_bits(gb, 6);
317                 break;
318             case 5:
319             case 4:
320             case 3: {
321                 /* mode += sign ? (1 - c) : (c - 1) */
322                 int sign = get_bits1(gb);
323                 mode    += (-sign ^ (c - 1)) + sign;
324                 break;
325             }
326             case 2:
327                 mode++;
328                 break;
329             case 1:
330                 mode--;
331                 break;
332             }
333             coding_mode[i] = mode;
334         }
335
336         i = 0;
337         while (i < wlength) {
338             int len = 0;
339
340             mode = coding_mode[i];
341             do {
342                 if (i >= wlength - 1)
343                     len += rval;
344                 else
345                     len += s->uval;
346                 i++;
347
348                 if (i == wlength)
349                     break;
350             } while (coding_mode[i] == mode);
351
352             if ((ret = decode_segment(gb, mode, decoded, len)) < 0)
353                 return ret;
354             decoded += len;
355         }
356     } else {
357         mode = get_bits(gb, 6);
358         if ((ret = decode_segment(gb, mode, decoded, length)) < 0)
359             return ret;
360     }
361
362     return 0;
363 }
364
365 static int get_bits_esc4(GetBitContext *gb)
366 {
367     if (get_bits1(gb))
368         return get_bits(gb, 4) + 1;
369     else
370         return 0;
371 }
372
373 static void decode_filter_coeffs(TAKDecContext *s, int filter_order, int size,
374                                  int filter_quant, int16_t *filter)
375 {
376     GetBitContext *gb = &s->gb;
377     int i, j, a, b;
378     int filter_tmp[MAX_PREDICTORS];
379     int16_t predictors[MAX_PREDICTORS];
380
381     predictors[0] = get_sbits(gb, 10);
382     predictors[1] = get_sbits(gb, 10);
383     predictors[2] = get_sbits(gb, size) << (10 - size);
384     predictors[3] = get_sbits(gb, size) << (10 - size);
385     if (filter_order > 4) {
386         int av_uninit(code_size);
387         int code_size_base = size - get_bits1(gb);
388
389         for (i = 4; i < filter_order; i++) {
390             if (!(i & 3))
391                 code_size = code_size_base - get_bits(gb, 2);
392             predictors[i] = get_sbits(gb, code_size) << (10 - size);
393         }
394     }
395
396     filter_tmp[0] = predictors[0] << 6;
397     for (i = 1; i < filter_order; i++) {
398         int *p1 = &filter_tmp[0];
399         int *p2 = &filter_tmp[i - 1];
400
401         for (j = 0; j < (i + 1) / 2; j++) {
402             int tmp = *p1 + (predictors[i] * *p2 + 256 >> 9);
403             *p2     = *p2 + (predictors[i] * *p1 + 256 >> 9);
404             *p1     = tmp;
405             p1++;
406             p2--;
407         }
408
409         filter_tmp[i] = predictors[i] << 6;
410     }
411
412     a = 1 << (32 - (15 - filter_quant));
413     b = 1 << ((15 - filter_quant) - 1);
414     for (i = 0, j = filter_order - 1; i < filter_order / 2; i++, j--) {
415         filter[j] = a - ((filter_tmp[i] + b) >> (15 - filter_quant));
416         filter[i] = a - ((filter_tmp[j] + b) >> (15 - filter_quant));
417     }
418 }
419
420 static int decode_subframe(TAKDecContext *s, int32_t *decoded,
421                            int subframe_size, int prev_subframe_size)
422 {
423     LOCAL_ALIGNED_16(int16_t, filter, [MAX_PREDICTORS]);
424     GetBitContext *gb = &s->gb;
425     int i, ret;
426     int dshift, size, filter_quant, filter_order;
427
428     memset(filter, 0, MAX_PREDICTORS * sizeof(*filter));
429
430     if (!get_bits1(gb))
431         return decode_residues(s, decoded, subframe_size);
432
433     filter_order = predictor_sizes[get_bits(gb, 4)];
434
435     if (prev_subframe_size > 0 && get_bits1(gb)) {
436         if (filter_order > prev_subframe_size)
437             return AVERROR_INVALIDDATA;
438
439         decoded       -= filter_order;
440         subframe_size += filter_order;
441
442         if (filter_order > subframe_size)
443             return AVERROR_INVALIDDATA;
444     } else {
445         int lpc_mode;
446
447         if (filter_order > subframe_size)
448             return AVERROR_INVALIDDATA;
449
450         lpc_mode = get_bits(gb, 2);
451         if (lpc_mode > 2)
452             return AVERROR_INVALIDDATA;
453
454         if ((ret = decode_residues(s, decoded, filter_order)) < 0)
455             return ret;
456
457         if (lpc_mode)
458             decode_lpc(decoded, lpc_mode, filter_order);
459     }
460
461     dshift = get_bits_esc4(gb);
462     size   = get_bits1(gb) + 6;
463
464     filter_quant = 10;
465     if (get_bits1(gb)) {
466         filter_quant -= get_bits(gb, 3) + 1;
467         if (filter_quant < 3)
468             return AVERROR_INVALIDDATA;
469     }
470
471     decode_filter_coeffs(s, filter_order, size, filter_quant, filter);
472
473     if ((ret = decode_residues(s, &decoded[filter_order],
474                                subframe_size - filter_order)) < 0)
475         return ret;
476
477     av_fast_malloc(&s->residues, &s->residues_buf_size,
478                    FFALIGN(subframe_size + 16, 16) * sizeof(*s->residues));
479     if (!s->residues)
480         return AVERROR(ENOMEM);
481     memset(s->residues, 0, s->residues_buf_size);
482
483     for (i = 0; i < filter_order; i++)
484         s->residues[i] = *decoded++ >> dshift;
485
486     for (i = 0; i < subframe_size - filter_order; i++) {
487         int v = 1 << (filter_quant - 1);
488
489         v += s->dsp.scalarproduct_int16(&s->residues[i], filter,
490                                         FFALIGN(filter_order, 16));
491
492         v = (av_clip(v >> filter_quant, -8192, 8191) << dshift) - *decoded;
493         *decoded++ = v;
494         s->residues[filter_order + i] = v >> dshift;
495     }
496
497     emms_c();
498
499     return 0;
500 }
501
502 static int decode_channel(TAKDecContext *s, int chan)
503 {
504     AVCodecContext *avctx = s->avctx;
505     GetBitContext *gb     = &s->gb;
506     int32_t *decoded      = s->decoded[chan];
507     int left              = s->nb_samples - 1;
508     int i, prev, ret, nb_subframes;
509     int subframe_len[MAX_SUBFRAMES];
510
511     s->sample_shift[chan] = get_bits_esc4(gb);
512     if (s->sample_shift[chan] >= avctx->bits_per_coded_sample)
513         return AVERROR_INVALIDDATA;
514
515     /* NOTE: TAK 2.2.0 appears to set the sample value to 0 if
516      *       bits_per_coded_sample - sample_shift is 1, but this produces
517      *       non-bit-exact output. Reading the 1 bit using get_sbits() instead
518      *       of skipping it produces bit-exact output. This has been reported
519      *       to the TAK author. */
520     *decoded++        = get_sbits(gb,
521                                   avctx->bits_per_coded_sample -
522                                   s->sample_shift[chan]);
523     s->lpc_mode[chan] = get_bits(gb, 2);
524     nb_subframes      = get_bits(gb, 3) + 1;
525
526     i = 0;
527     if (nb_subframes > 1) {
528         if (get_bits_left(gb) < (nb_subframes - 1) * 6)
529             return AVERROR_INVALIDDATA;
530
531         prev = 0;
532         for (; i < nb_subframes - 1; i++) {
533             int subframe_end = get_bits(gb, 6) * s->subframe_scale;
534             if (subframe_end <= prev)
535                 return AVERROR_INVALIDDATA;
536             subframe_len[i] = subframe_end - prev;
537             left           -= subframe_len[i];
538             prev            = subframe_end;
539         }
540
541         if (left <= 0)
542             return AVERROR_INVALIDDATA;
543     }
544     subframe_len[i] = left;
545
546     prev = 0;
547     for (i = 0; i < nb_subframes; i++) {
548         if ((ret = decode_subframe(s, decoded, subframe_len[i], prev)) < 0)
549             return ret;
550         decoded += subframe_len[i];
551         prev     = subframe_len[i];
552     }
553
554     return 0;
555 }
556
557 static int decorrelate(TAKDecContext *s, int c1, int c2, int length)
558 {
559     GetBitContext *gb = &s->gb;
560     int32_t *p1       = s->decoded[c1] + 1;
561     int32_t *p2       = s->decoded[c2] + 1;
562     int i;
563     int dshift, dfactor;
564
565     switch (s->dmode) {
566     case 1: /* left/side */
567         for (i = 0; i < length; i++) {
568             int32_t a = p1[i];
569             int32_t b = p2[i];
570             p2[i]     = a + b;
571         }
572         break;
573     case 2: /* side/right */
574         for (i = 0; i < length; i++) {
575             int32_t a = p1[i];
576             int32_t b = p2[i];
577             p1[i]     = b - a;
578         }
579         break;
580     case 3: /* side/mid */
581         for (i = 0; i < length; i++) {
582             int32_t a = p1[i];
583             int32_t b = p2[i];
584             a        -= b >> 1;
585             p1[i]     = a;
586             p2[i]     = a + b;
587         }
588         break;
589     case 4: /* side/left with scale factor */
590         FFSWAP(int32_t*, p1, p2);
591     case 5: /* side/right with scale factor */
592         dshift  = get_bits_esc4(gb);
593         dfactor = get_sbits(gb, 10);
594         for (i = 0; i < length; i++) {
595             int32_t a = p1[i];
596             int32_t b = p2[i];
597             b         = dfactor * (b >> dshift) + 128 >> 8 << dshift;
598             p1[i]     = b - a;
599         }
600         break;
601     case 6:
602         FFSWAP(int32_t*, p1, p2);
603     case 7: {
604         LOCAL_ALIGNED_16(int16_t, filter, [MAX_PREDICTORS]);
605         int length2, order_half, filter_order, dval1, dval2;
606         int av_uninit(code_size);
607
608         memset(filter, 0, MAX_PREDICTORS * sizeof(*filter));
609
610         if (length < 256)
611             return AVERROR_INVALIDDATA;
612
613         dshift       = get_bits_esc4(gb);
614         filter_order = 8 << get_bits1(gb);
615         dval1        = get_bits1(gb);
616         dval2        = get_bits1(gb);
617
618         for (i = 0; i < filter_order; i++) {
619             if (!(i & 3))
620                 code_size = 14 - get_bits(gb, 3);
621             filter[i] = get_sbits(gb, code_size);
622         }
623
624         order_half = filter_order / 2;
625         length2    = length - (filter_order - 1);
626
627         /* decorrelate beginning samples */
628         if (dval1) {
629             for (i = 0; i < order_half; i++) {
630                 int32_t a = p1[i];
631                 int32_t b = p2[i];
632                 p1[i]     = a + b;
633             }
634         }
635
636         /* decorrelate ending samples */
637         if (dval2) {
638             for (i = length2 + order_half; i < length; i++) {
639                 int32_t a = p1[i];
640                 int32_t b = p2[i];
641                 p1[i]     = a + b;
642             }
643         }
644
645         av_fast_malloc(&s->residues, &s->residues_buf_size,
646                        FFALIGN(length + 16, 16) * sizeof(*s->residues));
647         if (!s->residues)
648             return AVERROR(ENOMEM);
649         memset(s->residues, 0, s->residues_buf_size);
650
651         for (i = 0; i < length; i++)
652             s->residues[i] = p2[i] >> dshift;
653
654         p1 += order_half;
655
656         for (i = 0; i < length2; i++) {
657             int v = 1 << 9;
658
659             v += s->dsp.scalarproduct_int16(&s->residues[i], filter,
660                                             FFALIGN(filter_order, 16));
661
662             p1[i] = (av_clip(v >> 10, -8192, 8191) << dshift) - p1[i];
663         }
664
665         emms_c();
666         break;
667     }
668     }
669
670     return 0;
671 }
672
673 static int tak_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
674                             int *got_frame_ptr, AVPacket *pkt)
675 {
676     TAKDecContext *s  = avctx->priv_data;
677     GetBitContext *gb = &s->gb;
678     int chan, i, ret, hsize;
679
680     if (pkt->size < TAK_MIN_FRAME_HEADER_BYTES)
681         return AVERROR_INVALIDDATA;
682
683     init_get_bits(gb, pkt->data, pkt->size * 8);
684
685     if ((ret = ff_tak_decode_frame_header(avctx, gb, &s->ti, 0)) < 0)
686         return ret;
687
688     if (s->ti.flags & TAK_FRAME_FLAG_HAS_METADATA) {
689         av_log_missing_feature(avctx, "frame metadata", 1);
690         return AVERROR_PATCHWELCOME;
691     }
692
693     hsize = get_bits_count(gb) / 8;
694     if (avctx->err_recognition & AV_EF_CRCCHECK) {
695         if (ff_tak_check_crc(pkt->data, hsize)) {
696             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "CRC error\n");
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     s->frame.nb_samples = s->nb_samples;
744     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, &s->frame)) < 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         av_fast_malloc(&s->decode_buffer, &s->decode_buffer_size, buf_size);
752         if (!s->decode_buffer)
753             return AVERROR(ENOMEM);
754         ret = av_samples_fill_arrays((uint8_t **)s->decoded, NULL,
755                                      s->decode_buffer, avctx->channels,
756                                      s->nb_samples, AV_SAMPLE_FMT_S32P, 0);
757         if (ret < 0)
758             return ret;
759     } else {
760         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++)
761             s->decoded[chan] = (int32_t *)s->frame.extended_data[chan];
762     }
763
764     if (s->nb_samples < 16) {
765         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
766             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
767             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
768                 decoded[i] = get_sbits(gb, avctx->bits_per_coded_sample);
769         }
770     } else {
771         if (s->ti.codec == TAK_CODEC_MONO_STEREO) {
772             for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++)
773                 if (ret = decode_channel(s, chan))
774                     return ret;
775
776             if (avctx->channels == 2) {
777                 if (get_bits1(gb)) {
778                     // some kind of subframe length, but it seems to be unused
779                     skip_bits(gb, 6);
780                 }
781
782                 s->dmode = get_bits(gb, 3);
783                 if (ret = decorrelate(s, 0, 1, s->nb_samples - 1))
784                     return ret;
785             }
786         } else if (s->ti.codec == TAK_CODEC_MULTICHANNEL) {
787             if (get_bits1(gb)) {
788                 int ch_mask = 0;
789
790                 chan = get_bits(gb, 4) + 1;
791                 if (chan > avctx->channels)
792                     return AVERROR_INVALIDDATA;
793
794                 for (i = 0; i < chan; i++) {
795                     int nbit = get_bits(gb, 4);
796
797                     if (nbit >= avctx->channels)
798                         return AVERROR_INVALIDDATA;
799
800                     if (ch_mask & 1 << nbit)
801                         return AVERROR_INVALIDDATA;
802
803                     s->mcdparams[i].present = get_bits1(gb);
804                     if (s->mcdparams[i].present) {
805                         s->mcdparams[i].index = get_bits(gb, 2);
806                         s->mcdparams[i].chan2 = get_bits(gb, 4);
807                         if (s->mcdparams[i].index == 1) {
808                             if ((nbit == s->mcdparams[i].chan2) ||
809                                 (ch_mask & 1 << s->mcdparams[i].chan2))
810                                 return AVERROR_INVALIDDATA;
811
812                             ch_mask |= 1 << s->mcdparams[i].chan2;
813                         } else if (!(ch_mask & 1 << s->mcdparams[i].chan2)) {
814                             return AVERROR_INVALIDDATA;
815                         }
816                     }
817                     s->mcdparams[i].chan1 = nbit;
818
819                     ch_mask |= 1 << nbit;
820                 }
821             } else {
822                 chan = avctx->channels;
823                 for (i = 0; i < chan; i++) {
824                     s->mcdparams[i].present = 0;
825                     s->mcdparams[i].chan1   = i;
826                 }
827             }
828
829             for (i = 0; i < chan; i++) {
830                 if (s->mcdparams[i].present && s->mcdparams[i].index == 1)
831                     if (ret = decode_channel(s, s->mcdparams[i].chan2))
832                         return ret;
833
834                 if (ret = decode_channel(s, s->mcdparams[i].chan1))
835                     return ret;
836
837                 if (s->mcdparams[i].present) {
838                     s->dmode = mc_dmodes[s->mcdparams[i].index];
839                     if (ret = decorrelate(s,
840                                           s->mcdparams[i].chan2,
841                                           s->mcdparams[i].chan1,
842                                           s->nb_samples - 1))
843                         return ret;
844                 }
845             }
846         }
847
848         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
849             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
850
851             if (s->lpc_mode[chan])
852                 decode_lpc(decoded, s->lpc_mode[chan], s->nb_samples);
853
854             if (s->sample_shift[chan] > 0)
855                 for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
856                     decoded[i] <<= s->sample_shift[chan];
857         }
858     }
859
860     align_get_bits(gb);
861     skip_bits(gb, 24);
862     if (get_bits_left(gb) < 0)
863         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "overread\n");
864     else if (get_bits_left(gb) > 0)
865         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "underread\n");
866
867     if (avctx->err_recognition & AV_EF_CRCCHECK) {
868         if (ff_tak_check_crc(pkt->data + hsize,
869                              get_bits_count(gb) / 8 - hsize)) {
870             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "CRC error\n");
871             return AVERROR_INVALIDDATA;
872         }
873     }
874
875     /* convert to output buffer */
876     switch (avctx->sample_fmt) {
877     case AV_SAMPLE_FMT_U8P:
878         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
879             uint8_t *samples = (uint8_t *)s->frame.extended_data[chan];
880             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
881             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
882                 samples[i] = decoded[i] + 0x80;
883         }
884         break;
885     case AV_SAMPLE_FMT_S16P:
886         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
887             int16_t *samples = (int16_t *)s->frame.extended_data[chan];
888             int32_t *decoded = s->decoded[chan];
889             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
890                 samples[i] = decoded[i];
891         }
892         break;
893     case AV_SAMPLE_FMT_S32P:
894         for (chan = 0; chan < avctx->channels; chan++) {
895             int32_t *samples = (int32_t *)s->frame.extended_data[chan];
896             for (i = 0; i < s->nb_samples; i++)
897                 samples[i] <<= 8;
898         }
899         break;
900     }
901
902     *got_frame_ptr   = 1;
903     *(AVFrame *)data = s->frame;
904
905     return pkt->size;
906 }
907
908 static av_cold int tak_decode_close(AVCodecContext *avctx)
909 {
910     TAKDecContext *s = avctx->priv_data;
911
912     av_freep(&s->decode_buffer);
913     av_freep(&s->residues);
914
915     return 0;
916 }
917
918 AVCodec ff_tak_decoder = {
919     .name             = "tak",
920     .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
921     .id               = AV_CODEC_ID_TAK,
922     .priv_data_size   = sizeof(TAKDecContext),
923     .init             = tak_decode_init,
924     .init_static_data = tak_init_static_data,
925     .close            = tak_decode_close,
926     .decode           = tak_decode_frame,
927     .capabilities     = CODEC_CAP_DR1,
928     .long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("TAK (Tom's lossless Audio Kompressor)"),
929     .sample_fmts      = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_U8P,
930                                                         AV_SAMPLE_FMT_S16P,
931                                                         AV_SAMPLE_FMT_S32P,
932                                                         AV_SAMPLE_FMT_NONE },
933 };