Apply 'cold' attribute to init/uninit functions in libavcodec
[ffmpeg.git] / libavcodec / truespeech.c
1 /*
2  * DSP Group TrueSpeech compatible decoder
3  * Copyright (c) 2005 Konstantin Shishkov
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21 #include "avcodec.h"
22
23 #include "truespeech_data.h"
24 /**
25  * @file truespeech.c
26  * TrueSpeech decoder.
27  */
28
29 /**
30  * TrueSpeech decoder context
31  */
32 typedef struct {
33     /* input data */
34     int16_t vector[8];  //< input vector: 5/5/4/4/4/3/3/3
35     int offset1[2];     //< 8-bit value, used in one copying offset
36     int offset2[4];     //< 7-bit value, encodes offsets for copying and for two-point filter
37     int pulseoff[4];    //< 4-bit offset of pulse values block
38     int pulsepos[4];    //< 27-bit variable, encodes 7 pulse positions
39     int pulseval[4];    //< 7x2-bit pulse values
40     int flag;           //< 1-bit flag, shows how to choose filters
41     /* temporary data */
42     int filtbuf[146];   // some big vector used for storing filters
43     int prevfilt[8];    // filter from previous frame
44     int16_t tmp1[8];    // coefficients for adding to out
45     int16_t tmp2[8];    // coefficients for adding to out
46     int16_t tmp3[8];    // coefficients for adding to out
47     int16_t cvector[8]; // correlated input vector
48     int filtval;        // gain value for one function
49     int16_t newvec[60]; // tmp vector
50     int16_t filters[32]; // filters for every subframe
51 } TSContext;
52
53 static av_cold int truespeech_decode_init(AVCodecContext * avctx)
54 {
55 //    TSContext *c = avctx->priv_data;
56
57     return 0;
58 }
59
60 static void truespeech_read_frame(TSContext *dec, const uint8_t *input)
61 {
62     uint32_t t;
63
64     /* first dword */
65     t = AV_RL32(input);
66     input += 4;
67
68     dec->flag = t & 1;
69
70     dec->vector[0] = ts_codebook[0][(t >>  1) & 0x1F];
71     dec->vector[1] = ts_codebook[1][(t >>  6) & 0x1F];
72     dec->vector[2] = ts_codebook[2][(t >> 11) &  0xF];
73     dec->vector[3] = ts_codebook[3][(t >> 15) &  0xF];
74     dec->vector[4] = ts_codebook[4][(t >> 19) &  0xF];
75     dec->vector[5] = ts_codebook[5][(t >> 23) &  0x7];
76     dec->vector[6] = ts_codebook[6][(t >> 26) &  0x7];
77     dec->vector[7] = ts_codebook[7][(t >> 29) &  0x7];
78
79     /* second dword */
80     t = AV_RL32(input);
81     input += 4;
82
83     dec->offset2[0] = (t >>  0) & 0x7F;
84     dec->offset2[1] = (t >>  7) & 0x7F;
85     dec->offset2[2] = (t >> 14) & 0x7F;
86     dec->offset2[3] = (t >> 21) & 0x7F;
87
88     dec->offset1[0] = ((t >> 28) & 0xF) << 4;
89
90     /* third dword */
91     t = AV_RL32(input);
92     input += 4;
93
94     dec->pulseval[0] = (t >>  0) & 0x3FFF;
95     dec->pulseval[1] = (t >> 14) & 0x3FFF;
96
97     dec->offset1[1] = (t >> 28) & 0x0F;
98
99     /* fourth dword */
100     t = AV_RL32(input);
101     input += 4;
102
103     dec->pulseval[2] = (t >>  0) & 0x3FFF;
104     dec->pulseval[3] = (t >> 14) & 0x3FFF;
105
106     dec->offset1[1] |= ((t >> 28) & 0x0F) << 4;
107
108     /* fifth dword */
109     t = AV_RL32(input);
110     input += 4;
111
112     dec->pulsepos[0] = (t >> 4) & 0x7FFFFFF;
113
114     dec->pulseoff[0] = (t >> 0) & 0xF;
115
116     dec->offset1[0] |= (t >> 31) & 1;
117
118     /* sixth dword */
119     t = AV_RL32(input);
120     input += 4;
121
122     dec->pulsepos[1] = (t >> 4) & 0x7FFFFFF;
123
124     dec->pulseoff[1] = (t >> 0) & 0xF;
125
126     dec->offset1[0] |= ((t >> 31) & 1) << 1;
127
128     /* seventh dword */
129     t = AV_RL32(input);
130     input += 4;
131
132     dec->pulsepos[2] = (t >> 4) & 0x7FFFFFF;
133
134     dec->pulseoff[2] = (t >> 0) & 0xF;
135
136     dec->offset1[0] |= ((t >> 31) & 1) << 2;
137
138     /* eighth dword */
139     t = AV_RL32(input);
140     input += 4;
141
142     dec->pulsepos[3] = (t >> 4) & 0x7FFFFFF;
143
144     dec->pulseoff[3] = (t >> 0) & 0xF;
145
146     dec->offset1[0] |= ((t >> 31) & 1) << 3;
147
148 }
149
150 static void truespeech_correlate_filter(TSContext *dec)
151 {
152     int16_t tmp[8];
153     int i, j;
154
155     for(i = 0; i < 8; i++){
156         if(i > 0){
157             memcpy(tmp, dec->cvector, i * 2);
158             for(j = 0; j < i; j++)
159                 dec->cvector[j] = ((tmp[i - j - 1] * dec->vector[i]) +
160                                    (dec->cvector[j] << 15) + 0x4000) >> 15;
161         }
162         dec->cvector[i] = (8 - dec->vector[i]) >> 3;
163     }
164     for(i = 0; i < 8; i++)
165         dec->cvector[i] = (dec->cvector[i] * ts_230[i]) >> 15;
166
167     dec->filtval = dec->vector[0];
168 }
169
170 static void truespeech_filters_merge(TSContext *dec)
171 {
172     int i;
173
174     if(!dec->flag){
175         for(i = 0; i < 8; i++){
176             dec->filters[i + 0] = dec->prevfilt[i];
177             dec->filters[i + 8] = dec->prevfilt[i];
178         }
179     }else{
180         for(i = 0; i < 8; i++){
181             dec->filters[i + 0]=(dec->cvector[i] * 21846 + dec->prevfilt[i] * 10923 + 16384) >> 15;
182             dec->filters[i + 8]=(dec->cvector[i] * 10923 + dec->prevfilt[i] * 21846 + 16384) >> 15;
183         }
184     }
185     for(i = 0; i < 8; i++){
186         dec->filters[i + 16] = dec->cvector[i];
187         dec->filters[i + 24] = dec->cvector[i];
188     }
189 }
190
191 static void truespeech_apply_twopoint_filter(TSContext *dec, int quart)
192 {
193     int16_t tmp[146 + 60], *ptr0, *ptr1;
194     const int16_t *filter;
195     int i, t, off;
196
197     t = dec->offset2[quart];
198     if(t == 127){
199         memset(dec->newvec, 0, 60 * 2);
200         return;
201     }
202     for(i = 0; i < 146; i++)
203         tmp[i] = dec->filtbuf[i];
204     off = (t / 25) + dec->offset1[quart >> 1] + 18;
205     ptr0 = tmp + 145 - off;
206     ptr1 = tmp + 146;
207     filter = (const int16_t*)ts_240 + (t % 25) * 2;
208     for(i = 0; i < 60; i++){
209         t = (ptr0[0] * filter[0] + ptr0[1] * filter[1] + 0x2000) >> 14;
210         ptr0++;
211         dec->newvec[i] = t;
212         ptr1[i] = t;
213     }
214 }
215
216 static void truespeech_place_pulses(TSContext *dec, int16_t *out, int quart)
217 {
218     int16_t tmp[7];
219     int i, j, t;
220     const int16_t *ptr1;
221     int16_t *ptr2;
222     int coef;
223
224     memset(out, 0, 60 * 2);
225     for(i = 0; i < 7; i++) {
226         t = dec->pulseval[quart] & 3;
227         dec->pulseval[quart] >>= 2;
228         tmp[6 - i] = ts_562[dec->pulseoff[quart] * 4 + t];
229     }
230
231     coef = dec->pulsepos[quart] >> 15;
232     ptr1 = (const int16_t*)ts_140 + 30;
233     ptr2 = tmp;
234     for(i = 0, j = 3; (i < 30) && (j > 0); i++){
235         t = *ptr1++;
236         if(coef >= t)
237             coef -= t;
238         else{
239             out[i] = *ptr2++;
240             ptr1 += 30;
241             j--;
242         }
243     }
244     coef = dec->pulsepos[quart] & 0x7FFF;
245     ptr1 = (const int16_t*)ts_140;
246     for(i = 30, j = 4; (i < 60) && (j > 0); i++){
247         t = *ptr1++;
248         if(coef >= t)
249             coef -= t;
250         else{
251             out[i] = *ptr2++;
252             ptr1 += 30;
253             j--;
254         }
255     }
256
257 }
258
259 static void truespeech_update_filters(TSContext *dec, int16_t *out, int quart)
260 {
261     int i;
262
263     for(i = 0; i < 86; i++)
264         dec->filtbuf[i] = dec->filtbuf[i + 60];
265     for(i = 0; i < 60; i++){
266         dec->filtbuf[i + 86] = out[i] + dec->newvec[i] - (dec->newvec[i] >> 3);
267         out[i] += dec->newvec[i];
268     }
269 }
270
271 static void truespeech_synth(TSContext *dec, int16_t *out, int quart)
272 {
273     int i,k;
274     int t[8];
275     int16_t *ptr0, *ptr1;
276
277     ptr0 = dec->tmp1;
278     ptr1 = dec->filters + quart * 8;
279     for(i = 0; i < 60; i++){
280         int sum = 0;
281         for(k = 0; k < 8; k++)
282             sum += ptr0[k] * ptr1[k];
283         sum = (sum + (out[i] << 12) + 0x800) >> 12;
284         out[i] = av_clip(sum, -0x7FFE, 0x7FFE);
285         for(k = 7; k > 0; k--)
286             ptr0[k] = ptr0[k - 1];
287         ptr0[0] = out[i];
288     }
289
290     for(i = 0; i < 8; i++)
291         t[i] = (ts_5E2[i] * ptr1[i]) >> 15;
292
293     ptr0 = dec->tmp2;
294     for(i = 0; i < 60; i++){
295         int sum = 0;
296         for(k = 0; k < 8; k++)
297             sum += ptr0[k] * t[k];
298         for(k = 7; k > 0; k--)
299             ptr0[k] = ptr0[k - 1];
300         ptr0[0] = out[i];
301         out[i] = ((out[i] << 12) - sum) >> 12;
302     }
303
304     for(i = 0; i < 8; i++)
305         t[i] = (ts_5F2[i] * ptr1[i]) >> 15;
306
307     ptr0 = dec->tmp3;
308     for(i = 0; i < 60; i++){
309         int sum = out[i] << 12;
310         for(k = 0; k < 8; k++)
311             sum += ptr0[k] * t[k];
312         for(k = 7; k > 0; k--)
313             ptr0[k] = ptr0[k - 1];
314         ptr0[0] = av_clip((sum + 0x800) >> 12, -0x7FFE, 0x7FFE);
315
316         sum = ((ptr0[1] * (dec->filtval - (dec->filtval >> 2))) >> 4) + sum;
317         sum = sum - (sum >> 3);
318         out[i] = av_clip((sum + 0x800) >> 12, -0x7FFE, 0x7FFE);
319     }
320 }
321
322 static void truespeech_save_prevvec(TSContext *c)
323 {
324     int i;
325
326     for(i = 0; i < 8; i++)
327         c->prevfilt[i] = c->cvector[i];
328 }
329
330 static int truespeech_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
331                 void *data, int *data_size,
332                 const uint8_t *buf, int buf_size)
333 {
334     TSContext *c = avctx->priv_data;
335
336     int i, j;
337     short *samples = data;
338     int consumed = 0;
339     int16_t out_buf[240];
340     int iterations;
341
342     if (!buf_size)
343         return 0;
344
345     iterations = FFMIN(buf_size / 32, *data_size / 480);
346     for(j = 0; j < iterations; j++) {
347         truespeech_read_frame(c, buf + consumed);
348         consumed += 32;
349
350         truespeech_correlate_filter(c);
351         truespeech_filters_merge(c);
352
353         memset(out_buf, 0, 240 * 2);
354         for(i = 0; i < 4; i++) {
355             truespeech_apply_twopoint_filter(c, i);
356             truespeech_place_pulses(c, out_buf + i * 60, i);
357             truespeech_update_filters(c, out_buf + i * 60, i);
358             truespeech_synth(c, out_buf + i * 60, i);
359         }
360
361         truespeech_save_prevvec(c);
362
363         /* finally output decoded frame */
364         for(i = 0; i < 240; i++)
365             *samples++ = out_buf[i];
366
367     }
368
369     *data_size = consumed * 15;
370
371     return consumed;
372 }
373
374 AVCodec truespeech_decoder = {
375     "truespeech",
376     CODEC_TYPE_AUDIO,
377     CODEC_ID_TRUESPEECH,
378     sizeof(TSContext),
379     truespeech_decode_init,
380     NULL,
381     NULL,
382     truespeech_decode_frame,
383 };