9fef5eb26f08f3ffb2917a7bd320e06bb0f86bfd
[ffmpeg.git] / libavcodec / vorbis_dec.c
1 /**
2  * @file
3  * Vorbis I decoder
4  * @author Denes Balatoni  ( dbalatoni programozo hu )
5  *
6  * This file is part of FFmpeg.
7  *
8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
10  * License as published by the Free Software Foundation; either
11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
12  *
13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
16  * Lesser General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
21  */
22
23 #undef V_DEBUG
24 //#define V_DEBUG
25 //#define AV_DEBUG(...) av_log(NULL, AV_LOG_INFO, __VA_ARGS__)
26
27 #include <math.h>
28
29 #define ALT_BITSTREAM_READER_LE
30 #include "avcodec.h"
31 #include "get_bits.h"
32 #include "dsputil.h"
33 #include "fft.h"
34
35 #include "vorbis.h"
36 #include "xiph.h"
37
38 #define V_NB_BITS 8
39 #define V_NB_BITS2 11
40 #define V_MAX_VLCS (1 << 16)
41 #define V_MAX_PARTITIONS (1 << 20)
42
43 #ifndef V_DEBUG
44 #define AV_DEBUG(...)
45 #endif
46
47 #undef NDEBUG
48 #include <assert.h>
49
50 typedef struct {
51     uint_fast8_t dimensions;
52     uint_fast8_t lookup_type;
53     uint_fast8_t maxdepth;
54     VLC vlc;
55     float *codevectors;
56     unsigned int nb_bits;
57 } vorbis_codebook;
58
59 typedef union  vorbis_floor_u  vorbis_floor_data;
60 typedef struct vorbis_floor0_s vorbis_floor0;
61 typedef struct vorbis_floor1_s vorbis_floor1;
62 struct vorbis_context_s;
63 typedef
64 int (* vorbis_floor_decode_func)
65     (struct vorbis_context_s *, vorbis_floor_data *, float *);
66 typedef struct {
67     uint_fast8_t floor_type;
68     vorbis_floor_decode_func decode;
69     union vorbis_floor_u {
70         struct vorbis_floor0_s {
71             uint_fast8_t  order;
72             uint_fast16_t rate;
73             uint_fast16_t bark_map_size;
74             int_fast32_t *map[2];
75             uint_fast32_t map_size[2];
76             uint_fast8_t  amplitude_bits;
77             uint_fast8_t  amplitude_offset;
78             uint_fast8_t  num_books;
79             uint_fast8_t *book_list;
80             float        *lsp;
81         } t0;
82         struct vorbis_floor1_s {
83             uint_fast8_t partitions;
84             uint8_t      partition_class[32];
85             uint_fast8_t class_dimensions[16];
86             uint_fast8_t class_subclasses[16];
87             uint_fast8_t class_masterbook[16];
88             int_fast16_t subclass_books[16][8];
89             uint_fast8_t multiplier;
90             uint_fast16_t x_list_dim;
91             vorbis_floor1_entry *list;
92         } t1;
93     } data;
94 } vorbis_floor;
95
96 typedef struct {
97     uint_fast16_t type;
98     uint_fast32_t begin;
99     uint_fast32_t end;
100     unsigned      partition_size;
101     uint_fast8_t  classifications;
102     uint_fast8_t  classbook;
103     int_fast16_t  books[64][8];
104     uint_fast8_t  maxpass;
105     uint_fast16_t ptns_to_read;
106     uint8_t *classifs;
107 } vorbis_residue;
108
109 typedef struct {
110     uint_fast8_t  submaps;
111     uint_fast16_t coupling_steps;
112     uint_fast8_t *magnitude;
113     uint_fast8_t *angle;
114     uint_fast8_t *mux;
115     uint_fast8_t  submap_floor[16];
116     uint_fast8_t  submap_residue[16];
117 } vorbis_mapping;
118
119 typedef struct {
120     uint_fast8_t  blockflag;
121     uint_fast16_t windowtype;
122     uint_fast16_t transformtype;
123     uint_fast8_t  mapping;
124 } vorbis_mode;
125
126 typedef struct vorbis_context_s {
127     AVCodecContext *avccontext;
128     GetBitContext gb;
129     DSPContext dsp;
130
131     FFTContext mdct[2];
132     uint_fast8_t  first_frame;
133     uint_fast32_t version;
134     uint_fast8_t  audio_channels;
135     uint_fast32_t audio_samplerate;
136     uint_fast32_t bitrate_maximum;
137     uint_fast32_t bitrate_nominal;
138     uint_fast32_t bitrate_minimum;
139     uint_fast32_t blocksize[2];
140     const float  *win[2];
141     uint_fast16_t codebook_count;
142     vorbis_codebook *codebooks;
143     uint_fast8_t  floor_count;
144     vorbis_floor *floors;
145     uint_fast8_t  residue_count;
146     vorbis_residue *residues;
147     uint_fast8_t  mapping_count;
148     vorbis_mapping *mappings;
149     uint_fast8_t  mode_count;
150     vorbis_mode  *modes;
151     uint_fast8_t  mode_number; // mode number for the current packet
152     uint_fast8_t  previous_window;
153     float        *channel_residues;
154     float        *channel_floors;
155     float        *saved;
156     float         scale_bias; // for float->int conversion
157 } vorbis_context;
158
159 /* Helper functions */
160
161 #define BARK(x) \
162     (13.1f * atan(0.00074f * (x)) + 2.24f * atan(1.85e-8f * (x) * (x)) + 1e-4f * (x))
163
164 static const char idx_err_str[] = "Index value %d out of range (0 - %d) for %s at %s:%i\n";
165 #define VALIDATE_INDEX(idx, limit) \
166     if (idx >= limit) {\
167         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR,\
168                idx_err_str,\
169                (int)(idx), (int)(limit - 1), #idx, __FILE__, __LINE__);\
170         return -1;\
171     }
172 #define GET_VALIDATED_INDEX(idx, bits, limit) \
173     {\
174         idx = get_bits(gb, bits);\
175         VALIDATE_INDEX(idx, limit)\
176     }
177
178 static float vorbisfloat2float(uint_fast32_t val)
179 {
180     double mant = val & 0x1fffff;
181     long exp    = (val & 0x7fe00000L) >> 21;
182     if (val & 0x80000000)
183         mant = -mant;
184     return ldexp(mant, exp - 20 - 768);
185 }
186
187
188 // Free all allocated memory -----------------------------------------
189
190 static void vorbis_free(vorbis_context *vc)
191 {
192     int_fast16_t i;
193
194     av_freep(&vc->channel_residues);
195     av_freep(&vc->channel_floors);
196     av_freep(&vc->saved);
197
198     for (i = 0; i < vc->residue_count; i++)
199         av_free(vc->residues[i].classifs);
200     av_freep(&vc->residues);
201     av_freep(&vc->modes);
202
203     ff_mdct_end(&vc->mdct[0]);
204     ff_mdct_end(&vc->mdct[1]);
205
206     for (i = 0; i < vc->codebook_count; ++i) {
207         av_free(vc->codebooks[i].codevectors);
208         free_vlc(&vc->codebooks[i].vlc);
209     }
210     av_freep(&vc->codebooks);
211
212     for (i = 0; i < vc->floor_count; ++i) {
213         if (vc->floors[i].floor_type == 0) {
214             av_free(vc->floors[i].data.t0.map[0]);
215             av_free(vc->floors[i].data.t0.map[1]);
216             av_free(vc->floors[i].data.t0.book_list);
217             av_free(vc->floors[i].data.t0.lsp);
218         } else {
219             av_free(vc->floors[i].data.t1.list);
220         }
221     }
222     av_freep(&vc->floors);
223
224     for (i = 0; i < vc->mapping_count; ++i) {
225         av_free(vc->mappings[i].magnitude);
226         av_free(vc->mappings[i].angle);
227         av_free(vc->mappings[i].mux);
228     }
229     av_freep(&vc->mappings);
230 }
231
232 // Parse setup header -------------------------------------------------
233
234 // Process codebooks part
235
236 static int vorbis_parse_setup_hdr_codebooks(vorbis_context *vc)
237 {
238     uint_fast16_t cb;
239     uint8_t  *tmp_vlc_bits;
240     uint32_t *tmp_vlc_codes;
241     GetBitContext *gb = &vc->gb;
242     uint_fast16_t *codebook_multiplicands;
243
244     vc->codebook_count = get_bits(gb, 8) + 1;
245
246     AV_DEBUG(" Codebooks: %d \n", vc->codebook_count);
247
248     vc->codebooks = av_mallocz(vc->codebook_count * sizeof(vorbis_codebook));
249     tmp_vlc_bits  = av_mallocz(V_MAX_VLCS * sizeof(uint8_t));
250     tmp_vlc_codes = av_mallocz(V_MAX_VLCS * sizeof(uint32_t));
251     codebook_multiplicands = av_malloc(V_MAX_VLCS * sizeof(*codebook_multiplicands));
252
253     for (cb = 0; cb < vc->codebook_count; ++cb) {
254         vorbis_codebook *codebook_setup = &vc->codebooks[cb];
255         uint_fast8_t ordered;
256         uint_fast32_t t, used_entries = 0;
257         uint_fast32_t entries;
258
259         AV_DEBUG(" %d. Codebook \n", cb);
260
261         if (get_bits(gb, 24) != 0x564342) {
262             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " %"PRIdFAST16". Codebook setup data corrupt. \n", cb);
263             goto error;
264         }
265
266         codebook_setup->dimensions=get_bits(gb, 16);
267         if (codebook_setup->dimensions > 16 || codebook_setup->dimensions == 0) {
268             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " %"PRIdFAST16". Codebook's dimension is invalid (%d). \n", cb, codebook_setup->dimensions);
269             goto error;
270         }
271         entries = get_bits(gb, 24);
272         if (entries > V_MAX_VLCS) {
273             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " %"PRIdFAST16". Codebook has too many entries (%"PRIdFAST32"). \n", cb, entries);
274             goto error;
275         }
276
277         ordered = get_bits1(gb);
278
279         AV_DEBUG(" codebook_dimensions %d, codebook_entries %d \n", codebook_setup->dimensions, entries);
280
281         if (!ordered) {
282             uint_fast16_t ce;
283             uint_fast8_t  flag;
284             uint_fast8_t  sparse = get_bits1(gb);
285
286             AV_DEBUG(" not ordered \n");
287
288             if (sparse) {
289                 AV_DEBUG(" sparse \n");
290
291                 used_entries = 0;
292                 for (ce = 0; ce < entries; ++ce) {
293                     flag = get_bits1(gb);
294                     if (flag) {
295                         tmp_vlc_bits[ce] = get_bits(gb, 5) + 1;
296                         ++used_entries;
297                     } else
298                         tmp_vlc_bits[ce] = 0;
299                 }
300             } else {
301                 AV_DEBUG(" not sparse \n");
302
303                 used_entries = entries;
304                 for (ce = 0; ce < entries; ++ce)
305                     tmp_vlc_bits[ce] = get_bits(gb, 5) + 1;
306             }
307         } else {
308             uint_fast16_t current_entry = 0;
309             uint_fast8_t current_length = get_bits(gb, 5)+1;
310
311             AV_DEBUG(" ordered, current length: %d \n", current_length);  //FIXME
312
313             used_entries = entries;
314             for (; current_entry < used_entries && current_length <= 32; ++current_length) {
315                 uint_fast16_t i, number;
316
317                 AV_DEBUG(" number bits: %d ", ilog(entries - current_entry));
318
319                 number = get_bits(gb, ilog(entries - current_entry));
320
321                 AV_DEBUG(" number: %d \n", number);
322
323                 for (i = current_entry; i < number+current_entry; ++i)
324                     if (i < used_entries)
325                         tmp_vlc_bits[i] = current_length;
326
327                 current_entry+=number;
328             }
329             if (current_entry>used_entries) {
330                 av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " More codelengths than codes in codebook. \n");
331                 goto error;
332             }
333         }
334
335         codebook_setup->lookup_type = get_bits(gb, 4);
336
337         AV_DEBUG(" lookup type: %d : %s \n", codebook_setup->lookup_type, codebook_setup->lookup_type ? "vq" : "no lookup");
338
339 // If the codebook is used for (inverse) VQ, calculate codevectors.
340
341         if (codebook_setup->lookup_type == 1) {
342             uint_fast16_t i, j, k;
343             uint_fast16_t codebook_lookup_values = ff_vorbis_nth_root(entries, codebook_setup->dimensions);
344
345             float codebook_minimum_value = vorbisfloat2float(get_bits_long(gb, 32));
346             float codebook_delta_value   = vorbisfloat2float(get_bits_long(gb, 32));
347             uint_fast8_t codebook_value_bits = get_bits(gb, 4)+1;
348             uint_fast8_t codebook_sequence_p = get_bits1(gb);
349
350             AV_DEBUG(" We expect %d numbers for building the codevectors. \n", codebook_lookup_values);
351             AV_DEBUG("  delta %f minmum %f \n", codebook_delta_value, codebook_minimum_value);
352
353             for (i = 0; i < codebook_lookup_values; ++i) {
354                 codebook_multiplicands[i] = get_bits(gb, codebook_value_bits);
355
356                 AV_DEBUG(" multiplicands*delta+minmum : %e \n", (float)codebook_multiplicands[i]*codebook_delta_value+codebook_minimum_value);
357                 AV_DEBUG(" multiplicand %d \n", codebook_multiplicands[i]);
358             }
359
360 // Weed out unused vlcs and build codevector vector
361             codebook_setup->codevectors = used_entries ? av_mallocz(used_entries*codebook_setup->dimensions * sizeof(float)) : NULL;
362             for (j = 0, i = 0; i < entries; ++i) {
363                 uint_fast8_t dim = codebook_setup->dimensions;
364
365                 if (tmp_vlc_bits[i]) {
366                     float last = 0.0;
367                     uint_fast32_t lookup_offset = i;
368
369 #ifdef V_DEBUG
370                     av_log(vc->avccontext, AV_LOG_INFO, "Lookup offset %d ,", i);
371 #endif
372
373                     for (k = 0; k < dim; ++k) {
374                         uint_fast32_t multiplicand_offset = lookup_offset % codebook_lookup_values;
375                         codebook_setup->codevectors[j * dim + k] = codebook_multiplicands[multiplicand_offset] * codebook_delta_value + codebook_minimum_value + last;
376                         if (codebook_sequence_p)
377                             last = codebook_setup->codevectors[j * dim + k];
378                         lookup_offset/=codebook_lookup_values;
379                     }
380                     tmp_vlc_bits[j] = tmp_vlc_bits[i];
381
382 #ifdef V_DEBUG
383                     av_log(vc->avccontext, AV_LOG_INFO, "real lookup offset %d, vector: ", j);
384                     for (k = 0; k < dim; ++k)
385                         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_INFO, " %f ", codebook_setup->codevectors[j * dim + k]);
386                     av_log(vc->avccontext, AV_LOG_INFO, "\n");
387 #endif
388
389                     ++j;
390                 }
391             }
392             if (j != used_entries) {
393                 av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Bug in codevector vector building code. \n");
394                 goto error;
395             }
396             entries = used_entries;
397         } else if (codebook_setup->lookup_type >= 2) {
398             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Codebook lookup type not supported. \n");
399             goto error;
400         }
401
402 // Initialize VLC table
403         if (ff_vorbis_len2vlc(tmp_vlc_bits, tmp_vlc_codes, entries)) {
404             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Invalid code lengths while generating vlcs. \n");
405             goto error;
406         }
407         codebook_setup->maxdepth = 0;
408         for (t = 0; t < entries; ++t)
409             if (tmp_vlc_bits[t] >= codebook_setup->maxdepth)
410                 codebook_setup->maxdepth = tmp_vlc_bits[t];
411
412         if (codebook_setup->maxdepth > 3 * V_NB_BITS)
413             codebook_setup->nb_bits = V_NB_BITS2;
414         else
415             codebook_setup->nb_bits = V_NB_BITS;
416
417         codebook_setup->maxdepth = (codebook_setup->maxdepth+codebook_setup->nb_bits - 1) / codebook_setup->nb_bits;
418
419         if (init_vlc(&codebook_setup->vlc, codebook_setup->nb_bits, entries, tmp_vlc_bits, sizeof(*tmp_vlc_bits), sizeof(*tmp_vlc_bits), tmp_vlc_codes, sizeof(*tmp_vlc_codes), sizeof(*tmp_vlc_codes), INIT_VLC_LE)) {
420             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Error generating vlc tables. \n");
421             goto error;
422         }
423     }
424
425     av_free(tmp_vlc_bits);
426     av_free(tmp_vlc_codes);
427     av_free(codebook_multiplicands);
428     return 0;
429
430 // Error:
431 error:
432     av_free(tmp_vlc_bits);
433     av_free(tmp_vlc_codes);
434     av_free(codebook_multiplicands);
435     return -1;
436 }
437
438 // Process time domain transforms part (unused in Vorbis I)
439
440 static int vorbis_parse_setup_hdr_tdtransforms(vorbis_context *vc)
441 {
442     GetBitContext *gb = &vc->gb;
443     uint_fast8_t i;
444     uint_fast8_t vorbis_time_count = get_bits(gb, 6) + 1;
445
446     for (i = 0; i < vorbis_time_count; ++i) {
447         uint_fast16_t vorbis_tdtransform = get_bits(gb, 16);
448
449         AV_DEBUG(" Vorbis time domain transform %d: %d \n", vorbis_time_count, vorbis_tdtransform);
450
451         if (vorbis_tdtransform) {
452             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Vorbis time domain transform data nonzero. \n");
453             return -1;
454         }
455     }
456     return 0;
457 }
458
459 // Process floors part
460
461 static int vorbis_floor0_decode(vorbis_context *vc,
462                                 vorbis_floor_data *vfu, float *vec);
463 static void create_map(vorbis_context *vc, uint_fast8_t floor_number);
464 static int vorbis_floor1_decode(vorbis_context *vc,
465                                 vorbis_floor_data *vfu, float *vec);
466 static int vorbis_parse_setup_hdr_floors(vorbis_context *vc)
467 {
468     GetBitContext *gb = &vc->gb;
469     int i,j,k;
470
471     vc->floor_count = get_bits(gb, 6) + 1;
472
473     vc->floors = av_mallocz(vc->floor_count * sizeof(vorbis_floor));
474
475     for (i = 0; i < vc->floor_count; ++i) {
476         vorbis_floor *floor_setup = &vc->floors[i];
477
478         floor_setup->floor_type = get_bits(gb, 16);
479
480         AV_DEBUG(" %d. floor type %d \n", i, floor_setup->floor_type);
481
482         if (floor_setup->floor_type == 1) {
483             int maximum_class = -1;
484             uint_fast8_t  rangebits;
485             uint_fast32_t rangemax;
486             uint_fast16_t floor1_values = 2;
487
488             floor_setup->decode = vorbis_floor1_decode;
489
490             floor_setup->data.t1.partitions = get_bits(gb, 5);
491
492             AV_DEBUG(" %d.floor: %d partitions \n", i, floor_setup->data.t1.partitions);
493
494             for (j = 0; j < floor_setup->data.t1.partitions; ++j) {
495                 floor_setup->data.t1.partition_class[j] = get_bits(gb, 4);
496                 if (floor_setup->data.t1.partition_class[j] > maximum_class)
497                     maximum_class = floor_setup->data.t1.partition_class[j];
498
499                 AV_DEBUG(" %d. floor %d partition class %d \n", i, j, floor_setup->data.t1.partition_class[j]);
500
501             }
502
503             AV_DEBUG(" maximum class %d \n", maximum_class);
504
505             for (j = 0; j <= maximum_class; ++j) {
506                 floor_setup->data.t1.class_dimensions[j] = get_bits(gb, 3) + 1;
507                 floor_setup->data.t1.class_subclasses[j] = get_bits(gb, 2);
508
509                 AV_DEBUG(" %d floor %d class dim: %d subclasses %d \n", i, j, floor_setup->data.t1.class_dimensions[j], floor_setup->data.t1.class_subclasses[j]);
510
511                 if (floor_setup->data.t1.class_subclasses[j]) {
512                     GET_VALIDATED_INDEX(floor_setup->data.t1.class_masterbook[j], 8, vc->codebook_count)
513
514                     AV_DEBUG("   masterbook: %d \n", floor_setup->data.t1.class_masterbook[j]);
515                 }
516
517                 for (k = 0; k < (1 << floor_setup->data.t1.class_subclasses[j]); ++k) {
518                     int16_t bits = get_bits(gb, 8) - 1;
519                     if (bits != -1)
520                         VALIDATE_INDEX(bits, vc->codebook_count)
521                     floor_setup->data.t1.subclass_books[j][k] = bits;
522
523                     AV_DEBUG("    book %d. : %d \n", k, floor_setup->data.t1.subclass_books[j][k]);
524                 }
525             }
526
527             floor_setup->data.t1.multiplier = get_bits(gb, 2) + 1;
528             floor_setup->data.t1.x_list_dim = 2;
529
530             for (j = 0; j < floor_setup->data.t1.partitions; ++j)
531                 floor_setup->data.t1.x_list_dim+=floor_setup->data.t1.class_dimensions[floor_setup->data.t1.partition_class[j]];
532
533             floor_setup->data.t1.list = av_mallocz(floor_setup->data.t1.x_list_dim * sizeof(vorbis_floor1_entry));
534
535
536             rangebits = get_bits(gb, 4);
537             rangemax = (1 << rangebits);
538             if (rangemax > vc->blocksize[1] / 2) {
539                 av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR,
540                        "Floor value is too large for blocksize: %d (%d)\n",
541                        rangemax, vc->blocksize[1] / 2);
542                 return -1;
543             }
544             floor_setup->data.t1.list[0].x = 0;
545             floor_setup->data.t1.list[1].x = rangemax;
546
547             for (j = 0; j < floor_setup->data.t1.partitions; ++j) {
548                 for (k = 0; k < floor_setup->data.t1.class_dimensions[floor_setup->data.t1.partition_class[j]]; ++k, ++floor1_values) {
549                     floor_setup->data.t1.list[floor1_values].x = get_bits(gb, rangebits);
550
551                     AV_DEBUG(" %d. floor1 Y coord. %d \n", floor1_values, floor_setup->data.t1.list[floor1_values].x);
552                 }
553             }
554
555 // Precalculate order of x coordinates - needed for decode
556             ff_vorbis_ready_floor1_list(floor_setup->data.t1.list, floor_setup->data.t1.x_list_dim);
557         } else if (floor_setup->floor_type == 0) {
558             uint_fast8_t max_codebook_dim = 0;
559
560             floor_setup->decode = vorbis_floor0_decode;
561
562             floor_setup->data.t0.order          = get_bits(gb,  8);
563             floor_setup->data.t0.rate           = get_bits(gb, 16);
564             floor_setup->data.t0.bark_map_size  = get_bits(gb, 16);
565             floor_setup->data.t0.amplitude_bits = get_bits(gb,  6);
566             /* zero would result in a div by zero later *
567              * 2^0 - 1 == 0                             */
568             if (floor_setup->data.t0.amplitude_bits == 0) {
569               av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR,
570                      "Floor 0 amplitude bits is 0.\n");
571               return -1;
572             }
573             floor_setup->data.t0.amplitude_offset = get_bits(gb, 8);
574             floor_setup->data.t0.num_books        = get_bits(gb, 4) + 1;
575
576             /* allocate mem for booklist */
577             floor_setup->data.t0.book_list =
578                 av_malloc(floor_setup->data.t0.num_books);
579             if (!floor_setup->data.t0.book_list)
580                 return -1;
581             /* read book indexes */
582             {
583                 int idx;
584                 uint_fast8_t book_idx;
585                 for (idx = 0; idx < floor_setup->data.t0.num_books; ++idx) {
586                     GET_VALIDATED_INDEX(book_idx, 8, vc->codebook_count)
587                     floor_setup->data.t0.book_list[idx] = book_idx;
588                     if (vc->codebooks[book_idx].dimensions > max_codebook_dim)
589                         max_codebook_dim = vc->codebooks[book_idx].dimensions;
590                 }
591             }
592
593             create_map(vc, i);
594
595             /* allocate mem for lsp coefficients */
596             {
597                 /* codebook dim is for padding if codebook dim doesn't *
598                  * divide order+1 then we need to read more data       */
599                 floor_setup->data.t0.lsp =
600                     av_malloc((floor_setup->data.t0.order+1 + max_codebook_dim)
601                               * sizeof(float));
602                 if (!floor_setup->data.t0.lsp)
603                     return -1;
604             }
605
606 #ifdef V_DEBUG /* debug output parsed headers */
607             AV_DEBUG("floor0 order: %u\n", floor_setup->data.t0.order);
608             AV_DEBUG("floor0 rate: %u\n", floor_setup->data.t0.rate);
609             AV_DEBUG("floor0 bark map size: %u\n",
610               floor_setup->data.t0.bark_map_size);
611             AV_DEBUG("floor0 amplitude bits: %u\n",
612               floor_setup->data.t0.amplitude_bits);
613             AV_DEBUG("floor0 amplitude offset: %u\n",
614               floor_setup->data.t0.amplitude_offset);
615             AV_DEBUG("floor0 number of books: %u\n",
616               floor_setup->data.t0.num_books);
617             AV_DEBUG("floor0 book list pointer: %p\n",
618               floor_setup->data.t0.book_list);
619             {
620               int idx;
621               for (idx = 0; idx < floor_setup->data.t0.num_books; ++idx) {
622                   AV_DEBUG("  Book %d: %u\n",
623                            idx+1,
624                            floor_setup->data.t0.book_list[idx]);
625               }
626             }
627 #endif
628         } else {
629             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid floor type!\n");
630             return -1;
631         }
632     }
633     return 0;
634 }
635
636 // Process residues part
637
638 static int vorbis_parse_setup_hdr_residues(vorbis_context *vc)
639 {
640     GetBitContext *gb = &vc->gb;
641     uint_fast8_t i, j, k;
642
643     vc->residue_count = get_bits(gb, 6)+1;
644     vc->residues      = av_mallocz(vc->residue_count * sizeof(vorbis_residue));
645
646     AV_DEBUG(" There are %d residues. \n", vc->residue_count);
647
648     for (i = 0; i < vc->residue_count; ++i) {
649         vorbis_residue *res_setup = &vc->residues[i];
650         uint_fast8_t cascade[64];
651         uint_fast8_t high_bits;
652         uint_fast8_t low_bits;
653
654         res_setup->type = get_bits(gb, 16);
655
656         AV_DEBUG(" %d. residue type %d \n", i, res_setup->type);
657
658         res_setup->begin          = get_bits(gb, 24);
659         res_setup->end            = get_bits(gb, 24);
660         res_setup->partition_size = get_bits(gb, 24) + 1;
661         /* Validations to prevent a buffer overflow later. */
662         if (res_setup->begin>res_setup->end ||
663             res_setup->end > vc->avccontext->channels * vc->blocksize[1] / 2 ||
664             (res_setup->end-res_setup->begin) / res_setup->partition_size > V_MAX_PARTITIONS) {
665             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "partition out of bounds: type, begin, end, size, blocksize: %"PRIdFAST16", %"PRIdFAST32", %"PRIdFAST32", %u, %"PRIdFAST32"\n", res_setup->type, res_setup->begin, res_setup->end, res_setup->partition_size, vc->blocksize[1] / 2);
666             return -1;
667         }
668
669         res_setup->classifications = get_bits(gb, 6) + 1;
670         GET_VALIDATED_INDEX(res_setup->classbook, 8, vc->codebook_count)
671
672         res_setup->ptns_to_read =
673             (res_setup->end - res_setup->begin) / res_setup->partition_size;
674         res_setup->classifs = av_malloc(res_setup->ptns_to_read *
675                                         vc->audio_channels *
676                                         sizeof(*res_setup->classifs));
677         if (!res_setup->classifs)
678             return AVERROR(ENOMEM);
679
680         AV_DEBUG("    begin %d end %d part.size %d classif.s %d classbook %d \n", res_setup->begin, res_setup->end, res_setup->partition_size,
681           res_setup->classifications, res_setup->classbook);
682
683         for (j = 0; j < res_setup->classifications; ++j) {
684             high_bits = 0;
685             low_bits  = get_bits(gb, 3);
686             if (get_bits1(gb))
687                 high_bits = get_bits(gb, 5);
688             cascade[j] = (high_bits << 3) + low_bits;
689
690             AV_DEBUG("     %d class casscade depth: %d \n", j, ilog(cascade[j]));
691         }
692
693         res_setup->maxpass = 0;
694         for (j = 0; j < res_setup->classifications; ++j) {
695             for (k = 0; k < 8; ++k) {
696                 if (cascade[j]&(1 << k)) {
697                     GET_VALIDATED_INDEX(res_setup->books[j][k], 8, vc->codebook_count)
698
699                     AV_DEBUG("     %d class casscade depth %d book: %d \n", j, k, res_setup->books[j][k]);
700
701                     if (k>res_setup->maxpass)
702                         res_setup->maxpass = k;
703                 } else {
704                     res_setup->books[j][k] = -1;
705                 }
706             }
707         }
708     }
709     return 0;
710 }
711
712 // Process mappings part
713
714 static int vorbis_parse_setup_hdr_mappings(vorbis_context *vc)
715 {
716     GetBitContext *gb = &vc->gb;
717     uint_fast8_t i, j;
718
719     vc->mapping_count = get_bits(gb, 6)+1;
720     vc->mappings      = av_mallocz(vc->mapping_count * sizeof(vorbis_mapping));
721
722     AV_DEBUG(" There are %d mappings. \n", vc->mapping_count);
723
724     for (i = 0; i < vc->mapping_count; ++i) {
725         vorbis_mapping *mapping_setup = &vc->mappings[i];
726
727         if (get_bits(gb, 16)) {
728             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Other mappings than type 0 are not compliant with the Vorbis I specification. \n");
729             return -1;
730         }
731         if (get_bits1(gb)) {
732             mapping_setup->submaps = get_bits(gb, 4) + 1;
733         } else {
734             mapping_setup->submaps = 1;
735         }
736
737         if (get_bits1(gb)) {
738             mapping_setup->coupling_steps = get_bits(gb, 8) + 1;
739             mapping_setup->magnitude      = av_mallocz(mapping_setup->coupling_steps * sizeof(uint_fast8_t));
740             mapping_setup->angle          = av_mallocz(mapping_setup->coupling_steps * sizeof(uint_fast8_t));
741             for (j = 0; j < mapping_setup->coupling_steps; ++j) {
742                 GET_VALIDATED_INDEX(mapping_setup->magnitude[j], ilog(vc->audio_channels - 1), vc->audio_channels)
743                 GET_VALIDATED_INDEX(mapping_setup->angle[j],     ilog(vc->audio_channels - 1), vc->audio_channels)
744             }
745         } else {
746             mapping_setup->coupling_steps = 0;
747         }
748
749         AV_DEBUG("   %d mapping coupling steps: %d \n", i, mapping_setup->coupling_steps);
750
751         if (get_bits(gb, 2)) {
752             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "%d. mapping setup data invalid. \n", i);
753             return -1; // following spec.
754         }
755
756         if (mapping_setup->submaps>1) {
757             mapping_setup->mux = av_mallocz(vc->audio_channels * sizeof(uint_fast8_t));
758             for (j = 0; j < vc->audio_channels; ++j)
759                 mapping_setup->mux[j] = get_bits(gb, 4);
760         }
761
762         for (j = 0; j < mapping_setup->submaps; ++j) {
763             skip_bits(gb, 8); // FIXME check?
764             GET_VALIDATED_INDEX(mapping_setup->submap_floor[j],   8, vc->floor_count)
765             GET_VALIDATED_INDEX(mapping_setup->submap_residue[j], 8, vc->residue_count)
766
767             AV_DEBUG("   %d mapping %d submap : floor %d, residue %d \n", i, j, mapping_setup->submap_floor[j], mapping_setup->submap_residue[j]);
768         }
769     }
770     return 0;
771 }
772
773 // Process modes part
774
775 static void create_map(vorbis_context *vc, uint_fast8_t floor_number)
776 {
777     vorbis_floor *floors = vc->floors;
778     vorbis_floor0 *vf;
779     int idx;
780     int_fast8_t blockflag;
781     int_fast32_t *map;
782     int_fast32_t n; //TODO: could theoretically be smaller?
783
784     for (blockflag = 0; blockflag < 2; ++blockflag) {
785         n = vc->blocksize[blockflag] / 2;
786         floors[floor_number].data.t0.map[blockflag] =
787             av_malloc((n+1) * sizeof(int_fast32_t)); // n + sentinel
788
789         map =  floors[floor_number].data.t0.map[blockflag];
790         vf  = &floors[floor_number].data.t0;
791
792         for (idx = 0; idx < n; ++idx) {
793             map[idx] = floor(BARK((vf->rate * idx) / (2.0f * n)) *
794                              ((vf->bark_map_size) /
795                               BARK(vf->rate / 2.0f)));
796             if (vf->bark_map_size-1 < map[idx])
797                 map[idx] = vf->bark_map_size - 1;
798         }
799         map[n] = -1;
800         vf->map_size[blockflag] = n;
801     }
802
803 #   ifdef V_DEBUG
804     for (idx = 0; idx <= n; ++idx) {
805         AV_DEBUG("floor0 map: map at pos %d is %d\n",
806                  idx, map[idx]);
807     }
808 #   endif
809 }
810
811 static int vorbis_parse_setup_hdr_modes(vorbis_context *vc)
812 {
813     GetBitContext *gb = &vc->gb;
814     uint_fast8_t i;
815
816     vc->mode_count = get_bits(gb, 6) + 1;
817     vc->modes      = av_mallocz(vc->mode_count * sizeof(vorbis_mode));
818
819     AV_DEBUG(" There are %d modes.\n", vc->mode_count);
820
821     for (i = 0; i < vc->mode_count; ++i) {
822         vorbis_mode *mode_setup = &vc->modes[i];
823
824         mode_setup->blockflag     = get_bits1(gb);
825         mode_setup->windowtype    = get_bits(gb, 16); //FIXME check
826         mode_setup->transformtype = get_bits(gb, 16); //FIXME check
827         GET_VALIDATED_INDEX(mode_setup->mapping, 8, vc->mapping_count);
828
829         AV_DEBUG(" %d mode: blockflag %d, windowtype %d, transformtype %d, mapping %d \n", i, mode_setup->blockflag, mode_setup->windowtype, mode_setup->transformtype, mode_setup->mapping);
830     }
831     return 0;
832 }
833
834 // Process the whole setup header using the functions above
835
836 static int vorbis_parse_setup_hdr(vorbis_context *vc)
837 {
838     GetBitContext *gb = &vc->gb;
839
840     if ((get_bits(gb, 8) != 'v') || (get_bits(gb, 8) != 'o') ||
841         (get_bits(gb, 8) != 'r') || (get_bits(gb, 8) != 'b') ||
842         (get_bits(gb, 8) != 'i') || (get_bits(gb, 8) != 's')) {
843         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (no vorbis signature). \n");
844         return -1;
845     }
846
847     if (vorbis_parse_setup_hdr_codebooks(vc)) {
848         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (codebooks). \n");
849         return -2;
850     }
851     if (vorbis_parse_setup_hdr_tdtransforms(vc)) {
852         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (time domain transforms). \n");
853         return -3;
854     }
855     if (vorbis_parse_setup_hdr_floors(vc)) {
856         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (floors). \n");
857         return -4;
858     }
859     if (vorbis_parse_setup_hdr_residues(vc)) {
860         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (residues). \n");
861         return -5;
862     }
863     if (vorbis_parse_setup_hdr_mappings(vc)) {
864         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (mappings). \n");
865         return -6;
866     }
867     if (vorbis_parse_setup_hdr_modes(vc)) {
868         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (modes). \n");
869         return -7;
870     }
871     if (!get_bits1(gb)) {
872         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (framing flag). \n");
873         return -8; // framing flag bit unset error
874     }
875
876     return 0;
877 }
878
879 // Process the identification header
880
881 static int vorbis_parse_id_hdr(vorbis_context *vc)
882 {
883     GetBitContext *gb = &vc->gb;
884     uint_fast8_t bl0, bl1;
885
886     if ((get_bits(gb, 8) != 'v') || (get_bits(gb, 8) != 'o') ||
887         (get_bits(gb, 8) != 'r') || (get_bits(gb, 8) != 'b') ||
888         (get_bits(gb, 8) != 'i') || (get_bits(gb, 8) != 's')) {
889         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis id header packet corrupt (no vorbis signature). \n");
890         return -1;
891     }
892
893     vc->version        = get_bits_long(gb, 32);    //FIXME check 0
894     vc->audio_channels = get_bits(gb, 8);
895     if (vc->audio_channels <= 0) {
896         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid number of channels\n");
897         return -1;
898     }
899     vc->audio_samplerate = get_bits_long(gb, 32);
900     if (vc->audio_samplerate <= 0) {
901         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid samplerate\n");
902         return -1;
903     }
904     vc->bitrate_maximum = get_bits_long(gb, 32);
905     vc->bitrate_nominal = get_bits_long(gb, 32);
906     vc->bitrate_minimum = get_bits_long(gb, 32);
907     bl0 = get_bits(gb, 4);
908     bl1 = get_bits(gb, 4);
909     vc->blocksize[0] = (1 << bl0);
910     vc->blocksize[1] = (1 << bl1);
911     if (bl0 > 13 || bl0 < 6 || bl1 > 13 || bl1 < 6 || bl1 < bl0) {
912         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis id header packet corrupt (illegal blocksize). \n");
913         return -3;
914     }
915     // output format int16
916     if (vc->blocksize[1] / 2 * vc->audio_channels * 2 > AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE) {
917         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Vorbis channel count makes "
918                "output packets too large.\n");
919         return -4;
920     }
921     vc->win[0] = ff_vorbis_vwin[bl0 - 6];
922     vc->win[1] = ff_vorbis_vwin[bl1 - 6];
923
924     if ((get_bits1(gb)) == 0) {
925         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis id header packet corrupt (framing flag not set). \n");
926         return -2;
927     }
928
929     vc->channel_residues =  av_malloc((vc->blocksize[1]  / 2) * vc->audio_channels * sizeof(float));
930     vc->channel_floors   =  av_malloc((vc->blocksize[1]  / 2) * vc->audio_channels * sizeof(float));
931     vc->saved            =  av_mallocz((vc->blocksize[1] / 4) * vc->audio_channels * sizeof(float));
932     vc->previous_window  = 0;
933
934     ff_mdct_init(&vc->mdct[0], bl0, 1, -vc->scale_bias);
935     ff_mdct_init(&vc->mdct[1], bl1, 1, -vc->scale_bias);
936
937     AV_DEBUG(" vorbis version %d \n audio_channels %d \n audio_samplerate %d \n bitrate_max %d \n bitrate_nom %d \n bitrate_min %d \n blk_0 %d blk_1 %d \n ",
938             vc->version, vc->audio_channels, vc->audio_samplerate, vc->bitrate_maximum, vc->bitrate_nominal, vc->bitrate_minimum, vc->blocksize[0], vc->blocksize[1]);
939
940 /*
941     BLK = vc->blocksize[0];
942     for (i = 0; i < BLK / 2; ++i) {
943         vc->win[0][i] = sin(0.5*3.14159265358*(sin(((float)i + 0.5) / (float)BLK*3.14159265358))*(sin(((float)i + 0.5) / (float)BLK*3.14159265358)));
944     }
945 */
946
947     return 0;
948 }
949
950 // Process the extradata using the functions above (identification header, setup header)
951
952 static av_cold int vorbis_decode_init(AVCodecContext *avccontext)
953 {
954     vorbis_context *vc = avccontext->priv_data ;
955     uint8_t *headers   = avccontext->extradata;
956     int headers_len    = avccontext->extradata_size;
957     uint8_t *header_start[3];
958     int header_len[3];
959     GetBitContext *gb = &(vc->gb);
960     int hdr_type;
961
962     vc->avccontext = avccontext;
963     dsputil_init(&vc->dsp, avccontext);
964
965     vc->scale_bias = 32768.0f;
966
967     if (!headers_len) {
968         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Extradata missing.\n");
969         return -1;
970     }
971
972     if (ff_split_xiph_headers(headers, headers_len, 30, header_start, header_len) < 0) {
973         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Extradata corrupt.\n");
974         return -1;
975     }
976
977     init_get_bits(gb, header_start[0], header_len[0]*8);
978     hdr_type = get_bits(gb, 8);
979     if (hdr_type != 1) {
980         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "First header is not the id header.\n");
981         return -1;
982     }
983     if (vorbis_parse_id_hdr(vc)) {
984         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Id header corrupt.\n");
985         vorbis_free(vc);
986         return -1;
987     }
988
989     init_get_bits(gb, header_start[2], header_len[2]*8);
990     hdr_type = get_bits(gb, 8);
991     if (hdr_type != 5) {
992         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Third header is not the setup header.\n");
993         vorbis_free(vc);
994         return -1;
995     }
996     if (vorbis_parse_setup_hdr(vc)) {
997         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Setup header corrupt.\n");
998         vorbis_free(vc);
999         return -1;
1000     }
1001
1002     if (vc->audio_channels > 8)
1003         avccontext->channel_layout = 0;
1004     else
1005         avccontext->channel_layout = ff_vorbis_channel_layouts[vc->audio_channels - 1];
1006
1007     avccontext->channels    = vc->audio_channels;
1008     avccontext->sample_rate = vc->audio_samplerate;
1009     avccontext->frame_size  = FFMIN(vc->blocksize[0], vc->blocksize[1]) >> 2;
1010     avccontext->sample_fmt  = AV_SAMPLE_FMT_S16;
1011
1012     return 0 ;
1013 }
1014
1015 // Decode audiopackets -------------------------------------------------
1016
1017 // Read and decode floor
1018
1019 static int vorbis_floor0_decode(vorbis_context *vc,
1020                                 vorbis_floor_data *vfu, float *vec)
1021 {
1022     vorbis_floor0 *vf = &vfu->t0;
1023     float *lsp = vf->lsp;
1024     uint_fast32_t amplitude;
1025     uint_fast32_t book_idx;
1026     uint_fast8_t blockflag = vc->modes[vc->mode_number].blockflag;
1027
1028     amplitude = get_bits(&vc->gb, vf->amplitude_bits);
1029     if (amplitude > 0) {
1030         float last = 0;
1031         uint_fast16_t lsp_len = 0;
1032         uint_fast16_t idx;
1033         vorbis_codebook codebook;
1034
1035         book_idx = get_bits(&vc->gb, ilog(vf->num_books));
1036         if (book_idx >= vf->num_books) {
1037             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR,
1038                     "floor0 dec: booknumber too high!\n");
1039             book_idx =  0;
1040             //FIXME: look above
1041         }
1042         AV_DEBUG("floor0 dec: booknumber: %u\n", book_idx);
1043         codebook = vc->codebooks[vf->book_list[book_idx]];
1044         /* Invalid codebook! */
1045         if (!codebook.codevectors)
1046             return -1;
1047
1048         while (lsp_len<vf->order) {
1049             int vec_off;
1050
1051             AV_DEBUG("floor0 dec: book dimension: %d\n", codebook.dimensions);
1052             AV_DEBUG("floor0 dec: maximum depth: %d\n", codebook.maxdepth);
1053             /* read temp vector */
1054             vec_off = get_vlc2(&vc->gb, codebook.vlc.table,
1055                                codebook.nb_bits, codebook.maxdepth)
1056                       * codebook.dimensions;
1057             AV_DEBUG("floor0 dec: vector offset: %d\n", vec_off);
1058             /* copy each vector component and add last to it */
1059             for (idx = 0; idx < codebook.dimensions; ++idx)
1060                 lsp[lsp_len+idx] = codebook.codevectors[vec_off+idx] + last;
1061             last = lsp[lsp_len+idx-1]; /* set last to last vector component */
1062
1063             lsp_len += codebook.dimensions;
1064         }
1065 #ifdef V_DEBUG
1066         /* DEBUG: output lsp coeffs */
1067         {
1068             int idx;
1069             for (idx = 0; idx < lsp_len; ++idx)
1070                 AV_DEBUG("floor0 dec: coeff at %d is %f\n", idx, lsp[idx]);
1071         }
1072 #endif
1073
1074         /* synthesize floor output vector */
1075         {
1076             int i;
1077             int order = vf->order;
1078             float wstep = M_PI / vf->bark_map_size;
1079
1080             for (i = 0; i < order; i++)
1081                 lsp[i] = 2.0f * cos(lsp[i]);
1082
1083             AV_DEBUG("floor0 synth: map_size = %d; m = %d; wstep = %f\n",
1084                      vf->map_size, order, wstep);
1085
1086             i = 0;
1087             while (i < vf->map_size[blockflag]) {
1088                 int j, iter_cond = vf->map[blockflag][i];
1089                 float p = 0.5f;
1090                 float q = 0.5f;
1091                 float two_cos_w = 2.0f * cos(wstep * iter_cond); // needed all times
1092
1093                 /* similar part for the q and p products */
1094                 for (j = 0; j + 1 < order; j += 2) {
1095                     q *= lsp[j]     - two_cos_w;
1096                     p *= lsp[j + 1] - two_cos_w;
1097                 }
1098                 if (j == order) { // even order
1099                     p *= p * (2.0f - two_cos_w);
1100                     q *= q * (2.0f + two_cos_w);
1101                 } else { // odd order
1102                     q *= two_cos_w-lsp[j]; // one more time for q
1103
1104                     /* final step and square */
1105                     p *= p * (4.f - two_cos_w * two_cos_w);
1106                     q *= q;
1107                 }
1108
1109                 /* calculate linear floor value */
1110                 {
1111                     q = exp((((amplitude*vf->amplitude_offset) /
1112                               (((1 << vf->amplitude_bits) - 1) * sqrt(p + q)))
1113                              - vf->amplitude_offset) * .11512925f);
1114                 }
1115
1116                 /* fill vector */
1117                 do {
1118                     vec[i] = q; ++i;
1119                 } while (vf->map[blockflag][i] == iter_cond);
1120             }
1121         }
1122     } else {
1123         /* this channel is unused */
1124         return 1;
1125     }
1126
1127     AV_DEBUG(" Floor0 decoded\n");
1128
1129     return 0;
1130 }
1131
1132 static int vorbis_floor1_decode(vorbis_context *vc,
1133                                 vorbis_floor_data *vfu, float *vec)
1134 {
1135     vorbis_floor1 *vf = &vfu->t1;
1136     GetBitContext *gb = &vc->gb;
1137     uint_fast16_t range_v[4] = { 256, 128, 86, 64 };
1138     uint_fast16_t range = range_v[vf->multiplier-1];
1139     uint_fast16_t floor1_Y[258];
1140     uint_fast16_t floor1_Y_final[258];
1141     int floor1_flag[258];
1142     uint_fast8_t class_;
1143     uint_fast8_t cdim;
1144     uint_fast8_t cbits;
1145     uint_fast8_t csub;
1146     uint_fast8_t cval;
1147     int_fast16_t book;
1148     uint_fast16_t offset;
1149     uint_fast16_t i,j;
1150     int_fast16_t adx, ady, dy, off, predicted;
1151     int_fast32_t err;
1152
1153
1154     if (!get_bits1(gb)) // silence
1155         return 1;
1156
1157 // Read values (or differences) for the floor's points
1158
1159     floor1_Y[0] = get_bits(gb, ilog(range - 1));
1160     floor1_Y[1] = get_bits(gb, ilog(range - 1));
1161
1162     AV_DEBUG("floor 0 Y %d floor 1 Y %d \n", floor1_Y[0], floor1_Y[1]);
1163
1164     offset = 2;
1165     for (i = 0; i < vf->partitions; ++i) {
1166         class_ = vf->partition_class[i];
1167         cdim   = vf->class_dimensions[class_];
1168         cbits  = vf->class_subclasses[class_];
1169         csub = (1 << cbits) - 1;
1170         cval = 0;
1171
1172         AV_DEBUG("Cbits %d \n", cbits);
1173
1174         if (cbits) // this reads all subclasses for this partition's class
1175             cval = get_vlc2(gb, vc->codebooks[vf->class_masterbook[class_]].vlc.table,
1176                             vc->codebooks[vf->class_masterbook[class_]].nb_bits, 3);
1177
1178         for (j = 0; j < cdim; ++j) {
1179             book = vf->subclass_books[class_][cval & csub];
1180
1181             AV_DEBUG("book %d Cbits %d cval %d  bits:%d \n", book, cbits, cval, get_bits_count(gb));
1182
1183             cval = cval >> cbits;
1184             if (book > -1) {
1185                 floor1_Y[offset+j] = get_vlc2(gb, vc->codebooks[book].vlc.table,
1186                 vc->codebooks[book].nb_bits, 3);
1187             } else {
1188                 floor1_Y[offset+j] = 0;
1189             }
1190
1191             AV_DEBUG(" floor(%d) = %d \n", vf->list[offset+j].x, floor1_Y[offset+j]);
1192         }
1193         offset+=cdim;
1194     }
1195
1196 // Amplitude calculation from the differences
1197
1198     floor1_flag[0] = 1;
1199     floor1_flag[1] = 1;
1200     floor1_Y_final[0] = floor1_Y[0];
1201     floor1_Y_final[1] = floor1_Y[1];
1202
1203     for (i = 2; i < vf->x_list_dim; ++i) {
1204         uint_fast16_t val, highroom, lowroom, room;
1205         uint_fast16_t high_neigh_offs;
1206         uint_fast16_t low_neigh_offs;
1207
1208         low_neigh_offs  = vf->list[i].low;
1209         high_neigh_offs = vf->list[i].high;
1210         dy  = floor1_Y_final[high_neigh_offs] - floor1_Y_final[low_neigh_offs];  // render_point begin
1211         adx = vf->list[high_neigh_offs].x - vf->list[low_neigh_offs].x;
1212         ady = FFABS(dy);
1213         err = ady * (vf->list[i].x - vf->list[low_neigh_offs].x);
1214         off = err / adx;
1215         if (dy < 0) {
1216             predicted = floor1_Y_final[low_neigh_offs] - off;
1217         } else {
1218             predicted = floor1_Y_final[low_neigh_offs] + off;
1219         } // render_point end
1220
1221         val = floor1_Y[i];
1222         highroom = range-predicted;
1223         lowroom  = predicted;
1224         if (highroom < lowroom) {
1225             room = highroom * 2;
1226         } else {
1227             room = lowroom * 2;   // SPEC mispelling
1228         }
1229         if (val) {
1230             floor1_flag[low_neigh_offs]  = 1;
1231             floor1_flag[high_neigh_offs] = 1;
1232             floor1_flag[i]               = 1;
1233             if (val >= room) {
1234                 if (highroom > lowroom) {
1235                     floor1_Y_final[i] = val - lowroom + predicted;
1236                 } else {
1237                     floor1_Y_final[i] = predicted - val + highroom - 1;
1238                 }
1239             } else {
1240                 if (val & 1) {
1241                     floor1_Y_final[i] = predicted - (val + 1) / 2;
1242                 } else {
1243                     floor1_Y_final[i] = predicted + val / 2;
1244                 }
1245             }
1246         } else {
1247             floor1_flag[i]    = 0;
1248             floor1_Y_final[i] = predicted;
1249         }
1250
1251         AV_DEBUG(" Decoded floor(%d) = %d / val %d \n", vf->list[i].x, floor1_Y_final[i], val);
1252     }
1253
1254 // Curve synth - connect the calculated dots and convert from dB scale FIXME optimize ?
1255
1256     ff_vorbis_floor1_render_list(vf->list, vf->x_list_dim, floor1_Y_final, floor1_flag, vf->multiplier, vec, vf->list[1].x);
1257
1258     AV_DEBUG(" Floor decoded\n");
1259
1260     return 0;
1261 }
1262
1263 // Read and decode residue
1264
1265 static av_always_inline int vorbis_residue_decode_internal(vorbis_context *vc,
1266                                                            vorbis_residue *vr,
1267                                                            uint_fast8_t ch,
1268                                                            uint_fast8_t *do_not_decode,
1269                                                            float *vec,
1270                                                            uint_fast16_t vlen,
1271                                                            int vr_type)
1272 {
1273     GetBitContext *gb = &vc->gb;
1274     uint_fast8_t c_p_c = vc->codebooks[vr->classbook].dimensions;
1275     uint_fast16_t ptns_to_read = vr->ptns_to_read;
1276     uint8_t *classifs = vr->classifs;
1277     uint_fast8_t pass;
1278     uint_fast8_t ch_used;
1279     uint_fast8_t i,j,l;
1280     uint_fast16_t k;
1281
1282     if (vr_type == 2) {
1283         for (j = 1; j < ch; ++j)
1284             do_not_decode[0] &= do_not_decode[j];  // FIXME - clobbering input
1285         if (do_not_decode[0])
1286             return 0;
1287         ch_used = 1;
1288     } else {
1289         ch_used = ch;
1290     }
1291
1292     AV_DEBUG(" residue type 0/1/2 decode begin, ch: %d  cpc %d  \n", ch, c_p_c);
1293
1294     for (pass = 0; pass <= vr->maxpass; ++pass) { // FIXME OPTIMIZE?
1295         uint_fast16_t voffset;
1296         uint_fast16_t partition_count;
1297         uint_fast16_t j_times_ptns_to_read;
1298
1299         voffset = vr->begin;
1300         for (partition_count = 0; partition_count < ptns_to_read;) {  // SPEC        error
1301             if (!pass) {
1302                 uint_fast32_t inverse_class = ff_inverse[vr->classifications];
1303                 for (j_times_ptns_to_read = 0, j = 0; j < ch_used; ++j) {
1304                     if (!do_not_decode[j]) {
1305                         uint_fast32_t temp = get_vlc2(gb, vc->codebooks[vr->classbook].vlc.table,
1306                         vc->codebooks[vr->classbook].nb_bits, 3);
1307
1308                         AV_DEBUG("Classword: %d \n", temp);
1309
1310                         assert(vr->classifications > 1 && temp <= 65536); //needed for inverse[]
1311                         for (i = 0; i < c_p_c; ++i) {
1312                             uint_fast32_t temp2;
1313
1314                             temp2 = (((uint_fast64_t)temp) * inverse_class) >> 32;
1315                             if (partition_count + c_p_c - 1 - i < ptns_to_read)
1316                                 classifs[j_times_ptns_to_read + partition_count + c_p_c - 1 - i] = temp - temp2 * vr->classifications;
1317                             temp = temp2;
1318                         }
1319                     }
1320                     j_times_ptns_to_read += ptns_to_read;
1321                 }
1322             }
1323             for (i = 0; (i < c_p_c) && (partition_count < ptns_to_read); ++i) {
1324                 for (j_times_ptns_to_read = 0, j = 0; j < ch_used; ++j) {
1325                     uint_fast16_t voffs;
1326
1327                     if (!do_not_decode[j]) {
1328                         uint_fast8_t vqclass = classifs[j_times_ptns_to_read+partition_count];
1329                         int_fast16_t vqbook = vr->books[vqclass][pass];
1330
1331                         if (vqbook >= 0 && vc->codebooks[vqbook].codevectors) {
1332                             uint_fast16_t coffs;
1333                             unsigned dim =  vc->codebooks[vqbook].dimensions; // not uint_fast8_t: 64bit is slower here on amd64
1334                             uint_fast16_t step = dim == 1 ? vr->partition_size
1335                                                           : FASTDIV(vr->partition_size, dim);
1336                             vorbis_codebook codebook = vc->codebooks[vqbook];
1337
1338                             if (vr_type == 0) {
1339
1340                                 voffs = voffset+j*vlen;
1341                                 for (k = 0; k < step; ++k) {
1342                                     coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * dim;
1343                                     for (l = 0; l < dim; ++l)
1344                                         vec[voffs + k + l * step] += codebook.codevectors[coffs + l];  // FPMATH
1345                                 }
1346                             } else if (vr_type == 1) {
1347                                 voffs = voffset + j * vlen;
1348                                 for (k = 0; k < step; ++k) {
1349                                     coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * dim;
1350                                     for (l = 0; l < dim; ++l, ++voffs) {
1351                                         vec[voffs]+=codebook.codevectors[coffs+l];  // FPMATH
1352
1353                                         AV_DEBUG(" pass %d offs: %d curr: %f change: %f cv offs.: %d  \n", pass, voffs, vec[voffs], codebook.codevectors[coffs+l], coffs);
1354                                     }
1355                                 }
1356                             } else if (vr_type == 2 && ch == 2 && (voffset & 1) == 0 && (dim & 1) == 0) { // most frequent case optimized
1357                                 voffs = voffset >> 1;
1358
1359                                 if (dim == 2) {
1360                                     for (k = 0; k < step; ++k) {
1361                                         coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * 2;
1362                                         vec[voffs + k       ] += codebook.codevectors[coffs    ];  // FPMATH
1363                                         vec[voffs + k + vlen] += codebook.codevectors[coffs + 1];  // FPMATH
1364                                     }
1365                                 } else if (dim == 4) {
1366                                     for (k = 0; k < step; ++k, voffs += 2) {
1367                                         coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * 4;
1368                                         vec[voffs           ] += codebook.codevectors[coffs    ];  // FPMATH
1369                                         vec[voffs + 1       ] += codebook.codevectors[coffs + 2];  // FPMATH
1370                                         vec[voffs + vlen    ] += codebook.codevectors[coffs + 1];  // FPMATH
1371                                         vec[voffs + vlen + 1] += codebook.codevectors[coffs + 3];  // FPMATH
1372                                     }
1373                                 } else
1374                                 for (k = 0; k < step; ++k) {
1375                                     coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * dim;
1376                                     for (l = 0; l < dim; l += 2, voffs++) {
1377                                         vec[voffs       ] += codebook.codevectors[coffs + l    ];  // FPMATH
1378                                         vec[voffs + vlen] += codebook.codevectors[coffs + l + 1];  // FPMATH
1379
1380                                         AV_DEBUG(" pass %d offs: %d curr: %f change: %f cv offs.: %d+%d  \n", pass, voffset / ch + (voffs % ch) * vlen, vec[voffset / ch + (voffs % ch) * vlen], codebook.codevectors[coffs + l], coffs, l);
1381                                     }
1382                                 }
1383
1384                             } else if (vr_type == 2) {
1385                                 voffs = voffset;
1386
1387                                 for (k = 0; k < step; ++k) {
1388                                     coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * dim;
1389                                     for (l = 0; l < dim; ++l, ++voffs) {
1390                                         vec[voffs / ch + (voffs % ch) * vlen] += codebook.codevectors[coffs + l];  // FPMATH FIXME use if and counter instead of / and %
1391
1392                                         AV_DEBUG(" pass %d offs: %d curr: %f change: %f cv offs.: %d+%d  \n", pass, voffset / ch + (voffs % ch) * vlen, vec[voffset / ch + (voffs % ch) * vlen], codebook.codevectors[coffs + l], coffs, l);
1393                                     }
1394                                 }
1395                             }
1396                         }
1397                     }
1398                     j_times_ptns_to_read += ptns_to_read;
1399                 }
1400                 ++partition_count;
1401                 voffset += vr->partition_size;
1402             }
1403         }
1404     }
1405     return 0;
1406 }
1407
1408 static inline int vorbis_residue_decode(vorbis_context *vc, vorbis_residue *vr,
1409                                         uint_fast8_t ch,
1410                                         uint_fast8_t *do_not_decode,
1411                                         float *vec, uint_fast16_t vlen)
1412 {
1413     if (vr->type == 2)
1414         return vorbis_residue_decode_internal(vc, vr, ch, do_not_decode, vec, vlen, 2);
1415     else if (vr->type == 1)
1416         return vorbis_residue_decode_internal(vc, vr, ch, do_not_decode, vec, vlen, 1);
1417     else if (vr->type == 0)
1418         return vorbis_residue_decode_internal(vc, vr, ch, do_not_decode, vec, vlen, 0);
1419     else {
1420         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Invalid residue type while residue decode?! \n");
1421         return -1;
1422     }
1423 }
1424
1425 void vorbis_inverse_coupling(float *mag, float *ang, int blocksize)
1426 {
1427     int i;
1428     for (i = 0;  i < blocksize;  i++) {
1429         if (mag[i] > 0.0) {
1430             if (ang[i] > 0.0) {
1431                 ang[i] = mag[i] - ang[i];
1432             } else {
1433                 float temp = ang[i];
1434                 ang[i]     = mag[i];
1435                 mag[i]    += temp;
1436             }
1437         } else {
1438             if (ang[i] > 0.0) {
1439                 ang[i] += mag[i];
1440             } else {
1441                 float temp = ang[i];
1442                 ang[i]     = mag[i];
1443                 mag[i]    -= temp;
1444             }
1445         }
1446     }
1447 }
1448
1449 // Decode the audio packet using the functions above
1450
1451 static int vorbis_parse_audio_packet(vorbis_context *vc)
1452 {
1453     GetBitContext *gb = &vc->gb;
1454
1455     uint_fast8_t previous_window = vc->previous_window;
1456     uint_fast8_t mode_number;
1457     uint_fast8_t blockflag;
1458     uint_fast16_t blocksize;
1459     int_fast32_t i,j;
1460     uint_fast8_t no_residue[255];
1461     uint_fast8_t do_not_decode[255];
1462     vorbis_mapping *mapping;
1463     float *ch_res_ptr   = vc->channel_residues;
1464     float *ch_floor_ptr = vc->channel_floors;
1465     uint_fast8_t res_chan[255];
1466     uint_fast8_t res_num = 0;
1467     int_fast16_t retlen  = 0;
1468
1469     if (get_bits1(gb)) {
1470         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Not a Vorbis I audio packet.\n");
1471         return -1; // packet type not audio
1472     }
1473
1474     if (vc->mode_count == 1) {
1475         mode_number = 0;
1476     } else {
1477         GET_VALIDATED_INDEX(mode_number, ilog(vc->mode_count-1), vc->mode_count)
1478     }
1479     vc->mode_number = mode_number;
1480     mapping = &vc->mappings[vc->modes[mode_number].mapping];
1481
1482     AV_DEBUG(" Mode number: %d , mapping: %d , blocktype %d \n", mode_number, vc->modes[mode_number].mapping, vc->modes[mode_number].blockflag);
1483
1484     blockflag = vc->modes[mode_number].blockflag;
1485     blocksize = vc->blocksize[blockflag];
1486     if (blockflag)
1487         skip_bits(gb, 2); // previous_window, next_window
1488
1489     memset(ch_res_ptr,   0, sizeof(float) * vc->audio_channels * blocksize / 2); //FIXME can this be removed ?
1490     memset(ch_floor_ptr, 0, sizeof(float) * vc->audio_channels * blocksize / 2); //FIXME can this be removed ?
1491
1492 // Decode floor
1493
1494     for (i = 0; i < vc->audio_channels; ++i) {
1495         vorbis_floor *floor;
1496         int ret;
1497         if (mapping->submaps > 1) {
1498             floor = &vc->floors[mapping->submap_floor[mapping->mux[i]]];
1499         } else {
1500             floor = &vc->floors[mapping->submap_floor[0]];
1501         }
1502
1503         ret = floor->decode(vc, &floor->data, ch_floor_ptr);
1504
1505         if (ret < 0) {
1506             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid codebook in vorbis_floor_decode.\n");
1507             return -1;
1508         }
1509         no_residue[i] = ret;
1510         ch_floor_ptr += blocksize / 2;
1511     }
1512
1513 // Nonzero vector propagate
1514
1515     for (i = mapping->coupling_steps - 1; i >= 0; --i) {
1516         if (!(no_residue[mapping->magnitude[i]] & no_residue[mapping->angle[i]])) {
1517             no_residue[mapping->magnitude[i]] = 0;
1518             no_residue[mapping->angle[i]]     = 0;
1519         }
1520     }
1521
1522 // Decode residue
1523
1524     for (i = 0; i < mapping->submaps; ++i) {
1525         vorbis_residue *residue;
1526         uint_fast8_t ch = 0;
1527
1528         for (j = 0; j < vc->audio_channels; ++j) {
1529             if ((mapping->submaps == 1) || (i == mapping->mux[j])) {
1530                 res_chan[j] = res_num;
1531                 if (no_residue[j]) {
1532                     do_not_decode[ch] = 1;
1533                 } else {
1534                     do_not_decode[ch] = 0;
1535                 }
1536                 ++ch;
1537                 ++res_num;
1538             }
1539         }
1540         residue = &vc->residues[mapping->submap_residue[i]];
1541         vorbis_residue_decode(vc, residue, ch, do_not_decode, ch_res_ptr, blocksize/2);
1542
1543         ch_res_ptr += ch * blocksize / 2;
1544     }
1545
1546 // Inverse coupling
1547
1548     for (i = mapping->coupling_steps - 1; i >= 0; --i) { //warning: i has to be signed
1549         float *mag, *ang;
1550
1551         mag = vc->channel_residues+res_chan[mapping->magnitude[i]] * blocksize / 2;
1552         ang = vc->channel_residues+res_chan[mapping->angle[i]]     * blocksize / 2;
1553         vc->dsp.vorbis_inverse_coupling(mag, ang, blocksize / 2);
1554     }
1555
1556 // Dotproduct, MDCT
1557
1558     for (j = vc->audio_channels-1;j >= 0; j--) {
1559         ch_floor_ptr = vc->channel_floors   + j           * blocksize / 2;
1560         ch_res_ptr   = vc->channel_residues + res_chan[j] * blocksize / 2;
1561         vc->dsp.vector_fmul(ch_floor_ptr, ch_floor_ptr, ch_res_ptr, blocksize / 2);
1562         ff_imdct_half(&vc->mdct[blockflag], ch_res_ptr, ch_floor_ptr);
1563     }
1564
1565 // Overlap/add, save data for next overlapping  FPMATH
1566
1567     retlen = (blocksize + vc->blocksize[previous_window]) / 4;
1568     for (j = 0; j < vc->audio_channels; j++) {
1569         uint_fast16_t bs0 = vc->blocksize[0];
1570         uint_fast16_t bs1 = vc->blocksize[1];
1571         float *residue    = vc->channel_residues + res_chan[j] * blocksize / 2;
1572         float *saved      = vc->saved + j * bs1 / 4;
1573         float *ret        = vc->channel_floors + j * retlen;
1574         float *buf        = residue;
1575         const float *win  = vc->win[blockflag & previous_window];
1576
1577         if (blockflag == previous_window) {
1578             vc->dsp.vector_fmul_window(ret, saved, buf, win, blocksize / 4);
1579         } else if (blockflag > previous_window) {
1580             vc->dsp.vector_fmul_window(ret, saved, buf, win, bs0 / 4);
1581             memcpy(ret+bs0/2, buf+bs0/4, ((bs1-bs0)/4) * sizeof(float));
1582         } else {
1583             memcpy(ret, saved, ((bs1 - bs0) / 4) * sizeof(float));
1584             vc->dsp.vector_fmul_window(ret + (bs1 - bs0) / 4, saved + (bs1 - bs0) / 4, buf, win, bs0 / 4);
1585         }
1586         memcpy(saved, buf + blocksize / 4, blocksize / 4 * sizeof(float));
1587     }
1588
1589     vc->previous_window = blockflag;
1590     return retlen;
1591 }
1592
1593 // Return the decoded audio packet through the standard api
1594
1595 static int vorbis_decode_frame(AVCodecContext *avccontext,
1596                                void *data, int *data_size,
1597                                AVPacket *avpkt)
1598 {
1599     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1600     int buf_size       = avpkt->size;
1601     vorbis_context *vc = avccontext->priv_data ;
1602     GetBitContext *gb = &(vc->gb);
1603     const float *channel_ptrs[255];
1604     int i;
1605
1606     int_fast16_t len;
1607
1608     if (!buf_size)
1609         return 0;
1610
1611     AV_DEBUG("packet length %d \n", buf_size);
1612
1613     init_get_bits(gb, buf, buf_size*8);
1614
1615     len = vorbis_parse_audio_packet(vc);
1616
1617     if (len <= 0) {
1618         *data_size = 0;
1619         return buf_size;
1620     }
1621
1622     if (!vc->first_frame) {
1623         vc->first_frame = 1;
1624         *data_size = 0;
1625         return buf_size ;
1626     }
1627
1628     AV_DEBUG("parsed %d bytes %d bits, returned %d samples (*ch*bits) \n", get_bits_count(gb)/8, get_bits_count(gb)%8, len);
1629
1630     if (vc->audio_channels > 8) {
1631         for (i = 0; i < vc->audio_channels; i++)
1632             channel_ptrs[i] = vc->channel_floors + i * len;
1633     } else {
1634         for (i = 0; i < vc->audio_channels; i++)
1635             channel_ptrs[i] = vc->channel_floors +
1636                               len * ff_vorbis_channel_layout_offsets[vc->audio_channels - 1][i];
1637     }
1638
1639     vc->dsp.float_to_int16_interleave(data, channel_ptrs, len, vc->audio_channels);
1640     *data_size = len * 2 * vc->audio_channels;
1641
1642     return buf_size ;
1643 }
1644
1645 // Close decoder
1646
1647 static av_cold int vorbis_decode_close(AVCodecContext *avccontext)
1648 {
1649     vorbis_context *vc = avccontext->priv_data;
1650
1651     vorbis_free(vc);
1652
1653     return 0 ;
1654 }
1655
1656 AVCodec ff_vorbis_decoder = {
1657     "vorbis",
1658     AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1659     CODEC_ID_VORBIS,
1660     sizeof(vorbis_context),
1661     vorbis_decode_init,
1662     NULL,
1663     vorbis_decode_close,
1664     vorbis_decode_frame,
1665     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Vorbis"),
1666     .channel_layouts = ff_vorbis_channel_layouts,
1667 };
1668