Use forced key frames when encoding with libxvid.
[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 uint_fast8_t (* 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     uint_fast32_t add_bias; // for float->int conversion
157     uint_fast32_t exp_bias;
158 } vorbis_context;
159
160 /* Helper functions */
161
162 #define BARK(x) \
163     (13.1f * atan(0.00074f * (x)) + 2.24f * atan(1.85e-8f * (x) * (x)) + 1e-4f * (x))
164
165 static const char idx_err_str[] = "Index value %d out of range (0 - %d) for %s at %s:%i\n";
166 #define VALIDATE_INDEX(idx, limit) \
167     if (idx >= limit) {\
168         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR,\
169                idx_err_str,\
170                (int)(idx), (int)(limit - 1), #idx, __FILE__, __LINE__);\
171         return -1;\
172     }
173 #define GET_VALIDATED_INDEX(idx, bits, limit) \
174     {\
175         idx = get_bits(gb, bits);\
176         VALIDATE_INDEX(idx, limit)\
177     }
178
179 static float vorbisfloat2float(uint_fast32_t val)
180 {
181     double mant = val & 0x1fffff;
182     long exp    = (val & 0x7fe00000L) >> 21;
183     if (val & 0x80000000)
184         mant = -mant;
185     return ldexp(mant, exp - 20 - 768);
186 }
187
188
189 // Free all allocated memory -----------------------------------------
190
191 static void vorbis_free(vorbis_context *vc)
192 {
193     int_fast16_t i;
194
195     av_freep(&vc->channel_residues);
196     av_freep(&vc->channel_floors);
197     av_freep(&vc->saved);
198
199     for (i = 0; i < vc->residue_count; i++)
200         av_free(vc->residues[i].classifs);
201     av_freep(&vc->residues);
202     av_freep(&vc->modes);
203
204     ff_mdct_end(&vc->mdct[0]);
205     ff_mdct_end(&vc->mdct[1]);
206
207     for (i = 0; i < vc->codebook_count; ++i) {
208         av_free(vc->codebooks[i].codevectors);
209         free_vlc(&vc->codebooks[i].vlc);
210     }
211     av_freep(&vc->codebooks);
212
213     for (i = 0; i < vc->floor_count; ++i) {
214         if (vc->floors[i].floor_type == 0) {
215             av_free(vc->floors[i].data.t0.map[0]);
216             av_free(vc->floors[i].data.t0.map[1]);
217             av_free(vc->floors[i].data.t0.book_list);
218             av_free(vc->floors[i].data.t0.lsp);
219         } else {
220             av_free(vc->floors[i].data.t1.list);
221         }
222     }
223     av_freep(&vc->floors);
224
225     for (i = 0; i < vc->mapping_count; ++i) {
226         av_free(vc->mappings[i].magnitude);
227         av_free(vc->mappings[i].angle);
228         av_free(vc->mappings[i].mux);
229     }
230     av_freep(&vc->mappings);
231 }
232
233 // Parse setup header -------------------------------------------------
234
235 // Process codebooks part
236
237 static int vorbis_parse_setup_hdr_codebooks(vorbis_context *vc)
238 {
239     uint_fast16_t cb;
240     uint8_t  *tmp_vlc_bits;
241     uint32_t *tmp_vlc_codes;
242     GetBitContext *gb = &vc->gb;
243     uint_fast16_t *codebook_multiplicands;
244
245     vc->codebook_count = get_bits(gb, 8) + 1;
246
247     AV_DEBUG(" Codebooks: %d \n", vc->codebook_count);
248
249     vc->codebooks = av_mallocz(vc->codebook_count * sizeof(vorbis_codebook));
250     tmp_vlc_bits  = av_mallocz(V_MAX_VLCS * sizeof(uint8_t));
251     tmp_vlc_codes = av_mallocz(V_MAX_VLCS * sizeof(uint32_t));
252     codebook_multiplicands = av_malloc(V_MAX_VLCS * sizeof(*codebook_multiplicands));
253
254     for (cb = 0; cb < vc->codebook_count; ++cb) {
255         vorbis_codebook *codebook_setup = &vc->codebooks[cb];
256         uint_fast8_t ordered;
257         uint_fast32_t t, used_entries = 0;
258         uint_fast32_t entries;
259
260         AV_DEBUG(" %d. Codebook \n", cb);
261
262         if (get_bits(gb, 24) != 0x564342) {
263             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " %"PRIdFAST16". Codebook setup data corrupt. \n", cb);
264             goto error;
265         }
266
267         codebook_setup->dimensions=get_bits(gb, 16);
268         if (codebook_setup->dimensions > 16 || codebook_setup->dimensions == 0) {
269             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " %"PRIdFAST16". Codebook's dimension is invalid (%d). \n", cb, codebook_setup->dimensions);
270             goto error;
271         }
272         entries = get_bits(gb, 24);
273         if (entries > V_MAX_VLCS) {
274             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " %"PRIdFAST16". Codebook has too many entries (%"PRIdFAST32"). \n", cb, entries);
275             goto error;
276         }
277
278         ordered = get_bits1(gb);
279
280         AV_DEBUG(" codebook_dimensions %d, codebook_entries %d \n", codebook_setup->dimensions, entries);
281
282         if (!ordered) {
283             uint_fast16_t ce;
284             uint_fast8_t  flag;
285             uint_fast8_t  sparse = get_bits1(gb);
286
287             AV_DEBUG(" not ordered \n");
288
289             if (sparse) {
290                 AV_DEBUG(" sparse \n");
291
292                 used_entries = 0;
293                 for (ce = 0; ce < entries; ++ce) {
294                     flag = get_bits1(gb);
295                     if (flag) {
296                         tmp_vlc_bits[ce] = get_bits(gb, 5) + 1;
297                         ++used_entries;
298                     } else
299                         tmp_vlc_bits[ce] = 0;
300                 }
301             } else {
302                 AV_DEBUG(" not sparse \n");
303
304                 used_entries = entries;
305                 for (ce = 0; ce < entries; ++ce)
306                     tmp_vlc_bits[ce] = get_bits(gb, 5) + 1;
307             }
308         } else {
309             uint_fast16_t current_entry = 0;
310             uint_fast8_t current_length = get_bits(gb, 5)+1;
311
312             AV_DEBUG(" ordered, current length: %d \n", current_length);  //FIXME
313
314             used_entries = entries;
315             for (; current_entry < used_entries && current_length <= 32; ++current_length) {
316                 uint_fast16_t i, number;
317
318                 AV_DEBUG(" number bits: %d ", ilog(entries - current_entry));
319
320                 number = get_bits(gb, ilog(entries - current_entry));
321
322                 AV_DEBUG(" number: %d \n", number);
323
324                 for (i = current_entry; i < number+current_entry; ++i)
325                     if (i < used_entries)
326                         tmp_vlc_bits[i] = current_length;
327
328                 current_entry+=number;
329             }
330             if (current_entry>used_entries) {
331                 av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " More codelengths than codes in codebook. \n");
332                 goto error;
333             }
334         }
335
336         codebook_setup->lookup_type = get_bits(gb, 4);
337
338         AV_DEBUG(" lookup type: %d : %s \n", codebook_setup->lookup_type, codebook_setup->lookup_type ? "vq" : "no lookup");
339
340 // If the codebook is used for (inverse) VQ, calculate codevectors.
341
342         if (codebook_setup->lookup_type == 1) {
343             uint_fast16_t i, j, k;
344             uint_fast16_t codebook_lookup_values = ff_vorbis_nth_root(entries, codebook_setup->dimensions);
345
346             float codebook_minimum_value = vorbisfloat2float(get_bits_long(gb, 32));
347             float codebook_delta_value   = vorbisfloat2float(get_bits_long(gb, 32));
348             uint_fast8_t codebook_value_bits = get_bits(gb, 4)+1;
349             uint_fast8_t codebook_sequence_p = get_bits1(gb);
350
351             AV_DEBUG(" We expect %d numbers for building the codevectors. \n", codebook_lookup_values);
352             AV_DEBUG("  delta %f minmum %f \n", codebook_delta_value, codebook_minimum_value);
353
354             for (i = 0; i < codebook_lookup_values; ++i) {
355                 codebook_multiplicands[i] = get_bits(gb, codebook_value_bits);
356
357                 AV_DEBUG(" multiplicands*delta+minmum : %e \n", (float)codebook_multiplicands[i]*codebook_delta_value+codebook_minimum_value);
358                 AV_DEBUG(" multiplicand %d \n", codebook_multiplicands[i]);
359             }
360
361 // Weed out unused vlcs and build codevector vector
362             codebook_setup->codevectors = used_entries ? av_mallocz(used_entries*codebook_setup->dimensions * sizeof(float)) : NULL;
363             for (j = 0, i = 0; i < entries; ++i) {
364                 uint_fast8_t dim = codebook_setup->dimensions;
365
366                 if (tmp_vlc_bits[i]) {
367                     float last = 0.0;
368                     uint_fast32_t lookup_offset = i;
369
370 #ifdef V_DEBUG
371                     av_log(vc->avccontext, AV_LOG_INFO, "Lookup offset %d ,", i);
372 #endif
373
374                     for (k = 0; k < dim; ++k) {
375                         uint_fast32_t multiplicand_offset = lookup_offset % codebook_lookup_values;
376                         codebook_setup->codevectors[j * dim + k] = codebook_multiplicands[multiplicand_offset] * codebook_delta_value + codebook_minimum_value + last;
377                         if (codebook_sequence_p)
378                             last = codebook_setup->codevectors[j * dim + k];
379                         lookup_offset/=codebook_lookup_values;
380                     }
381                     tmp_vlc_bits[j] = tmp_vlc_bits[i];
382
383 #ifdef V_DEBUG
384                     av_log(vc->avccontext, AV_LOG_INFO, "real lookup offset %d, vector: ", j);
385                     for (k = 0; k < dim; ++k)
386                         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_INFO, " %f ", codebook_setup->codevectors[j * dim + k]);
387                     av_log(vc->avccontext, AV_LOG_INFO, "\n");
388 #endif
389
390                     ++j;
391                 }
392             }
393             if (j != used_entries) {
394                 av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Bug in codevector vector building code. \n");
395                 goto error;
396             }
397             entries = used_entries;
398         } else if (codebook_setup->lookup_type >= 2) {
399             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Codebook lookup type not supported. \n");
400             goto error;
401         }
402
403 // Initialize VLC table
404         if (ff_vorbis_len2vlc(tmp_vlc_bits, tmp_vlc_codes, entries)) {
405             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Invalid code lengths while generating vlcs. \n");
406             goto error;
407         }
408         codebook_setup->maxdepth = 0;
409         for (t = 0; t < entries; ++t)
410             if (tmp_vlc_bits[t] >= codebook_setup->maxdepth)
411                 codebook_setup->maxdepth = tmp_vlc_bits[t];
412
413         if (codebook_setup->maxdepth > 3 * V_NB_BITS)
414             codebook_setup->nb_bits = V_NB_BITS2;
415         else
416             codebook_setup->nb_bits = V_NB_BITS;
417
418         codebook_setup->maxdepth = (codebook_setup->maxdepth+codebook_setup->nb_bits - 1) / codebook_setup->nb_bits;
419
420         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)) {
421             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Error generating vlc tables. \n");
422             goto error;
423         }
424     }
425
426     av_free(tmp_vlc_bits);
427     av_free(tmp_vlc_codes);
428     av_free(codebook_multiplicands);
429     return 0;
430
431 // Error:
432 error:
433     av_free(tmp_vlc_bits);
434     av_free(tmp_vlc_codes);
435     av_free(codebook_multiplicands);
436     return -1;
437 }
438
439 // Process time domain transforms part (unused in Vorbis I)
440
441 static int vorbis_parse_setup_hdr_tdtransforms(vorbis_context *vc)
442 {
443     GetBitContext *gb = &vc->gb;
444     uint_fast8_t i;
445     uint_fast8_t vorbis_time_count = get_bits(gb, 6) + 1;
446
447     for (i = 0; i < vorbis_time_count; ++i) {
448         uint_fast16_t vorbis_tdtransform = get_bits(gb, 16);
449
450         AV_DEBUG(" Vorbis time domain transform %d: %d \n", vorbis_time_count, vorbis_tdtransform);
451
452         if (vorbis_tdtransform) {
453             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Vorbis time domain transform data nonzero. \n");
454             return -1;
455         }
456     }
457     return 0;
458 }
459
460 // Process floors part
461
462 static uint_fast8_t vorbis_floor0_decode(vorbis_context *vc,
463                                          vorbis_floor_data *vfu, float *vec);
464 static void create_map(vorbis_context *vc, uint_fast8_t floor_number);
465 static uint_fast8_t vorbis_floor1_decode(vorbis_context *vc,
466                                          vorbis_floor_data *vfu, float *vec);
467 static int vorbis_parse_setup_hdr_floors(vorbis_context *vc)
468 {
469     GetBitContext *gb = &vc->gb;
470     int i,j,k;
471
472     vc->floor_count = get_bits(gb, 6) + 1;
473
474     vc->floors = av_mallocz(vc->floor_count * sizeof(vorbis_floor));
475
476     for (i = 0; i < vc->floor_count; ++i) {
477         vorbis_floor *floor_setup = &vc->floors[i];
478
479         floor_setup->floor_type = get_bits(gb, 16);
480
481         AV_DEBUG(" %d. floor type %d \n", i, floor_setup->floor_type);
482
483         if (floor_setup->floor_type == 1) {
484             int maximum_class = -1;
485             uint_fast8_t  rangebits;
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             floor_setup->data.t1.list[0].x = 0;
538             floor_setup->data.t1.list[1].x = (1 << rangebits);
539
540             for (j = 0; j < floor_setup->data.t1.partitions; ++j) {
541                 for (k = 0; k < floor_setup->data.t1.class_dimensions[floor_setup->data.t1.partition_class[j]]; ++k, ++floor1_values) {
542                     floor_setup->data.t1.list[floor1_values].x = get_bits(gb, rangebits);
543
544                     AV_DEBUG(" %d. floor1 Y coord. %d \n", floor1_values, floor_setup->data.t1.list[floor1_values].x);
545                 }
546             }
547
548 // Precalculate order of x coordinates - needed for decode
549             ff_vorbis_ready_floor1_list(floor_setup->data.t1.list, floor_setup->data.t1.x_list_dim);
550         } else if (floor_setup->floor_type == 0) {
551             uint_fast8_t max_codebook_dim = 0;
552
553             floor_setup->decode = vorbis_floor0_decode;
554
555             floor_setup->data.t0.order          = get_bits(gb,  8);
556             floor_setup->data.t0.rate           = get_bits(gb, 16);
557             floor_setup->data.t0.bark_map_size  = get_bits(gb, 16);
558             floor_setup->data.t0.amplitude_bits = get_bits(gb,  6);
559             /* zero would result in a div by zero later *
560              * 2^0 - 1 == 0                             */
561             if (floor_setup->data.t0.amplitude_bits == 0) {
562               av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR,
563                      "Floor 0 amplitude bits is 0.\n");
564               return -1;
565             }
566             floor_setup->data.t0.amplitude_offset = get_bits(gb, 8);
567             floor_setup->data.t0.num_books        = get_bits(gb, 4) + 1;
568
569             /* allocate mem for booklist */
570             floor_setup->data.t0.book_list =
571                 av_malloc(floor_setup->data.t0.num_books);
572             if (!floor_setup->data.t0.book_list)
573                 return -1;
574             /* read book indexes */
575             {
576                 int idx;
577                 uint_fast8_t book_idx;
578                 for (idx = 0; idx < floor_setup->data.t0.num_books; ++idx) {
579                     GET_VALIDATED_INDEX(book_idx, 8, vc->codebook_count)
580                     floor_setup->data.t0.book_list[idx] = book_idx;
581                     if (vc->codebooks[book_idx].dimensions > max_codebook_dim)
582                         max_codebook_dim = vc->codebooks[book_idx].dimensions;
583                 }
584             }
585
586             create_map(vc, i);
587
588             /* allocate mem for lsp coefficients */
589             {
590                 /* codebook dim is for padding if codebook dim doesn't *
591                  * divide order+1 then we need to read more data       */
592                 floor_setup->data.t0.lsp =
593                     av_malloc((floor_setup->data.t0.order+1 + max_codebook_dim)
594                               * sizeof(float));
595                 if (!floor_setup->data.t0.lsp)
596                     return -1;
597             }
598
599 #ifdef V_DEBUG /* debug output parsed headers */
600             AV_DEBUG("floor0 order: %u\n", floor_setup->data.t0.order);
601             AV_DEBUG("floor0 rate: %u\n", floor_setup->data.t0.rate);
602             AV_DEBUG("floor0 bark map size: %u\n",
603               floor_setup->data.t0.bark_map_size);
604             AV_DEBUG("floor0 amplitude bits: %u\n",
605               floor_setup->data.t0.amplitude_bits);
606             AV_DEBUG("floor0 amplitude offset: %u\n",
607               floor_setup->data.t0.amplitude_offset);
608             AV_DEBUG("floor0 number of books: %u\n",
609               floor_setup->data.t0.num_books);
610             AV_DEBUG("floor0 book list pointer: %p\n",
611               floor_setup->data.t0.book_list);
612             {
613               int idx;
614               for (idx = 0; idx < floor_setup->data.t0.num_books; ++idx) {
615                   AV_DEBUG("  Book %d: %u\n",
616                            idx+1,
617                            floor_setup->data.t0.book_list[idx]);
618               }
619             }
620 #endif
621         } else {
622             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid floor type!\n");
623             return -1;
624         }
625     }
626     return 0;
627 }
628
629 // Process residues part
630
631 static int vorbis_parse_setup_hdr_residues(vorbis_context *vc)
632 {
633     GetBitContext *gb = &vc->gb;
634     uint_fast8_t i, j, k;
635
636     vc->residue_count = get_bits(gb, 6)+1;
637     vc->residues      = av_mallocz(vc->residue_count * sizeof(vorbis_residue));
638
639     AV_DEBUG(" There are %d residues. \n", vc->residue_count);
640
641     for (i = 0; i < vc->residue_count; ++i) {
642         vorbis_residue *res_setup = &vc->residues[i];
643         uint_fast8_t cascade[64];
644         uint_fast8_t high_bits;
645         uint_fast8_t low_bits;
646
647         res_setup->type = get_bits(gb, 16);
648
649         AV_DEBUG(" %d. residue type %d \n", i, res_setup->type);
650
651         res_setup->begin          = get_bits(gb, 24);
652         res_setup->end            = get_bits(gb, 24);
653         res_setup->partition_size = get_bits(gb, 24) + 1;
654         /* Validations to prevent a buffer overflow later. */
655         if (res_setup->begin>res_setup->end ||
656             res_setup->end > vc->avccontext->channels * vc->blocksize[1] / (res_setup->type == 2 ? 1 : 2) ||
657             (res_setup->end-res_setup->begin) / res_setup->partition_size > V_MAX_PARTITIONS) {
658             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);
659             return -1;
660         }
661
662         res_setup->classifications = get_bits(gb, 6) + 1;
663         GET_VALIDATED_INDEX(res_setup->classbook, 8, vc->codebook_count)
664
665         res_setup->ptns_to_read =
666             (res_setup->end - res_setup->begin) / res_setup->partition_size;
667         res_setup->classifs = av_malloc(res_setup->ptns_to_read *
668                                         vc->audio_channels *
669                                         sizeof(*res_setup->classifs));
670         if (!res_setup->classifs)
671             return AVERROR(ENOMEM);
672
673         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,
674           res_setup->classifications, res_setup->classbook);
675
676         for (j = 0; j < res_setup->classifications; ++j) {
677             high_bits = 0;
678             low_bits  = get_bits(gb, 3);
679             if (get_bits1(gb))
680                 high_bits = get_bits(gb, 5);
681             cascade[j] = (high_bits << 3) + low_bits;
682
683             AV_DEBUG("     %d class casscade depth: %d \n", j, ilog(cascade[j]));
684         }
685
686         res_setup->maxpass = 0;
687         for (j = 0; j < res_setup->classifications; ++j) {
688             for (k = 0; k < 8; ++k) {
689                 if (cascade[j]&(1 << k)) {
690                     GET_VALIDATED_INDEX(res_setup->books[j][k], 8, vc->codebook_count)
691
692                     AV_DEBUG("     %d class casscade depth %d book: %d \n", j, k, res_setup->books[j][k]);
693
694                     if (k>res_setup->maxpass)
695                         res_setup->maxpass = k;
696                 } else {
697                     res_setup->books[j][k] = -1;
698                 }
699             }
700         }
701     }
702     return 0;
703 }
704
705 // Process mappings part
706
707 static int vorbis_parse_setup_hdr_mappings(vorbis_context *vc)
708 {
709     GetBitContext *gb = &vc->gb;
710     uint_fast8_t i, j;
711
712     vc->mapping_count = get_bits(gb, 6)+1;
713     vc->mappings      = av_mallocz(vc->mapping_count * sizeof(vorbis_mapping));
714
715     AV_DEBUG(" There are %d mappings. \n", vc->mapping_count);
716
717     for (i = 0; i < vc->mapping_count; ++i) {
718         vorbis_mapping *mapping_setup = &vc->mappings[i];
719
720         if (get_bits(gb, 16)) {
721             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Other mappings than type 0 are not compliant with the Vorbis I specification. \n");
722             return -1;
723         }
724         if (get_bits1(gb)) {
725             mapping_setup->submaps = get_bits(gb, 4) + 1;
726         } else {
727             mapping_setup->submaps = 1;
728         }
729
730         if (get_bits1(gb)) {
731             mapping_setup->coupling_steps = get_bits(gb, 8) + 1;
732             mapping_setup->magnitude      = av_mallocz(mapping_setup->coupling_steps * sizeof(uint_fast8_t));
733             mapping_setup->angle          = av_mallocz(mapping_setup->coupling_steps * sizeof(uint_fast8_t));
734             for (j = 0; j < mapping_setup->coupling_steps; ++j) {
735                 GET_VALIDATED_INDEX(mapping_setup->magnitude[j], ilog(vc->audio_channels - 1), vc->audio_channels)
736                 GET_VALIDATED_INDEX(mapping_setup->angle[j],     ilog(vc->audio_channels - 1), vc->audio_channels)
737             }
738         } else {
739             mapping_setup->coupling_steps = 0;
740         }
741
742         AV_DEBUG("   %d mapping coupling steps: %d \n", i, mapping_setup->coupling_steps);
743
744         if (get_bits(gb, 2)) {
745             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "%d. mapping setup data invalid. \n", i);
746             return -1; // following spec.
747         }
748
749         if (mapping_setup->submaps>1) {
750             mapping_setup->mux = av_mallocz(vc->audio_channels * sizeof(uint_fast8_t));
751             for (j = 0; j < vc->audio_channels; ++j)
752                 mapping_setup->mux[j] = get_bits(gb, 4);
753         }
754
755         for (j = 0; j < mapping_setup->submaps; ++j) {
756             skip_bits(gb, 8); // FIXME check?
757             GET_VALIDATED_INDEX(mapping_setup->submap_floor[j],   8, vc->floor_count)
758             GET_VALIDATED_INDEX(mapping_setup->submap_residue[j], 8, vc->residue_count)
759
760             AV_DEBUG("   %d mapping %d submap : floor %d, residue %d \n", i, j, mapping_setup->submap_floor[j], mapping_setup->submap_residue[j]);
761         }
762     }
763     return 0;
764 }
765
766 // Process modes part
767
768 static void create_map(vorbis_context *vc, uint_fast8_t floor_number)
769 {
770     vorbis_floor *floors = vc->floors;
771     vorbis_floor0 *vf;
772     int idx;
773     int_fast8_t blockflag;
774     int_fast32_t *map;
775     int_fast32_t n; //TODO: could theoretically be smaller?
776
777     for (blockflag = 0; blockflag < 2; ++blockflag) {
778         n = vc->blocksize[blockflag] / 2;
779         floors[floor_number].data.t0.map[blockflag] =
780             av_malloc((n+1) * sizeof(int_fast32_t)); // n + sentinel
781
782         map =  floors[floor_number].data.t0.map[blockflag];
783         vf  = &floors[floor_number].data.t0;
784
785         for (idx = 0; idx < n; ++idx) {
786             map[idx] = floor(BARK((vf->rate * idx) / (2.0f * n)) *
787                              ((vf->bark_map_size) /
788                               BARK(vf->rate / 2.0f)));
789             if (vf->bark_map_size-1 < map[idx])
790                 map[idx] = vf->bark_map_size - 1;
791         }
792         map[n] = -1;
793         vf->map_size[blockflag] = n;
794     }
795
796 #   ifdef V_DEBUG
797     for (idx = 0; idx <= n; ++idx) {
798         AV_DEBUG("floor0 map: map at pos %d is %d\n",
799                  idx, map[idx]);
800     }
801 #   endif
802 }
803
804 static int vorbis_parse_setup_hdr_modes(vorbis_context *vc)
805 {
806     GetBitContext *gb = &vc->gb;
807     uint_fast8_t i;
808
809     vc->mode_count = get_bits(gb, 6) + 1;
810     vc->modes      = av_mallocz(vc->mode_count * sizeof(vorbis_mode));
811
812     AV_DEBUG(" There are %d modes.\n", vc->mode_count);
813
814     for (i = 0; i < vc->mode_count; ++i) {
815         vorbis_mode *mode_setup = &vc->modes[i];
816
817         mode_setup->blockflag     = get_bits1(gb);
818         mode_setup->windowtype    = get_bits(gb, 16); //FIXME check
819         mode_setup->transformtype = get_bits(gb, 16); //FIXME check
820         GET_VALIDATED_INDEX(mode_setup->mapping, 8, vc->mapping_count);
821
822         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);
823     }
824     return 0;
825 }
826
827 // Process the whole setup header using the functions above
828
829 static int vorbis_parse_setup_hdr(vorbis_context *vc)
830 {
831     GetBitContext *gb = &vc->gb;
832
833     if ((get_bits(gb, 8) != 'v') || (get_bits(gb, 8) != 'o') ||
834         (get_bits(gb, 8) != 'r') || (get_bits(gb, 8) != 'b') ||
835         (get_bits(gb, 8) != 'i') || (get_bits(gb, 8) != 's')) {
836         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (no vorbis signature). \n");
837         return -1;
838     }
839
840     if (vorbis_parse_setup_hdr_codebooks(vc)) {
841         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (codebooks). \n");
842         return -2;
843     }
844     if (vorbis_parse_setup_hdr_tdtransforms(vc)) {
845         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (time domain transforms). \n");
846         return -3;
847     }
848     if (vorbis_parse_setup_hdr_floors(vc)) {
849         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (floors). \n");
850         return -4;
851     }
852     if (vorbis_parse_setup_hdr_residues(vc)) {
853         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (residues). \n");
854         return -5;
855     }
856     if (vorbis_parse_setup_hdr_mappings(vc)) {
857         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (mappings). \n");
858         return -6;
859     }
860     if (vorbis_parse_setup_hdr_modes(vc)) {
861         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (modes). \n");
862         return -7;
863     }
864     if (!get_bits1(gb)) {
865         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (framing flag). \n");
866         return -8; // framing flag bit unset error
867     }
868
869     return 0;
870 }
871
872 // Process the identification header
873
874 static int vorbis_parse_id_hdr(vorbis_context *vc)
875 {
876     GetBitContext *gb = &vc->gb;
877     uint_fast8_t bl0, bl1;
878
879     if ((get_bits(gb, 8) != 'v') || (get_bits(gb, 8) != 'o') ||
880         (get_bits(gb, 8) != 'r') || (get_bits(gb, 8) != 'b') ||
881         (get_bits(gb, 8) != 'i') || (get_bits(gb, 8) != 's')) {
882         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis id header packet corrupt (no vorbis signature). \n");
883         return -1;
884     }
885
886     vc->version        = get_bits_long(gb, 32);    //FIXME check 0
887     vc->audio_channels = get_bits(gb, 8);
888     if (vc->audio_channels <= 0) {
889         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid number of channels\n");
890         return -1;
891     }
892     vc->audio_samplerate = get_bits_long(gb, 32);
893     if (vc->audio_samplerate <= 0) {
894         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid samplerate\n");
895         return -1;
896     }
897     vc->bitrate_maximum = get_bits_long(gb, 32);
898     vc->bitrate_nominal = get_bits_long(gb, 32);
899     vc->bitrate_minimum = get_bits_long(gb, 32);
900     bl0 = get_bits(gb, 4);
901     bl1 = get_bits(gb, 4);
902     vc->blocksize[0] = (1 << bl0);
903     vc->blocksize[1] = (1 << bl1);
904     if (bl0 > 13 || bl0 < 6 || bl1 > 13 || bl1 < 6 || bl1 < bl0) {
905         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis id header packet corrupt (illegal blocksize). \n");
906         return -3;
907     }
908     // output format int16
909     if (vc->blocksize[1] / 2 * vc->audio_channels * 2 > AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE) {
910         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Vorbis channel count makes "
911                "output packets too large.\n");
912         return -4;
913     }
914     vc->win[0] = ff_vorbis_vwin[bl0 - 6];
915     vc->win[1] = ff_vorbis_vwin[bl1 - 6];
916
917     if ((get_bits1(gb)) == 0) {
918         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis id header packet corrupt (framing flag not set). \n");
919         return -2;
920     }
921
922     vc->channel_residues =  av_malloc((vc->blocksize[1]  / 2) * vc->audio_channels * sizeof(float));
923     vc->channel_floors   =  av_malloc((vc->blocksize[1]  / 2) * vc->audio_channels * sizeof(float));
924     vc->saved            =  av_mallocz((vc->blocksize[1] / 4) * vc->audio_channels * sizeof(float));
925     vc->previous_window  = 0;
926
927     ff_mdct_init(&vc->mdct[0], bl0, 1, vc->exp_bias ? -(1 << 15) : -1.0);
928     ff_mdct_init(&vc->mdct[1], bl1, 1, vc->exp_bias ? -(1 << 15) : -1.0);
929
930     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 ",
931             vc->version, vc->audio_channels, vc->audio_samplerate, vc->bitrate_maximum, vc->bitrate_nominal, vc->bitrate_minimum, vc->blocksize[0], vc->blocksize[1]);
932
933 /*
934     BLK = vc->blocksize[0];
935     for (i = 0; i < BLK / 2; ++i) {
936         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)));
937     }
938 */
939
940     return 0;
941 }
942
943 // Process the extradata using the functions above (identification header, setup header)
944
945 static av_cold int vorbis_decode_init(AVCodecContext *avccontext)
946 {
947     vorbis_context *vc = avccontext->priv_data ;
948     uint8_t *headers   = avccontext->extradata;
949     int headers_len    = avccontext->extradata_size;
950     uint8_t *header_start[3];
951     int header_len[3];
952     GetBitContext *gb = &(vc->gb);
953     int hdr_type;
954
955     vc->avccontext = avccontext;
956     dsputil_init(&vc->dsp, avccontext);
957
958     if (vc->dsp.float_to_int16_interleave == ff_float_to_int16_interleave_c) {
959         vc->add_bias = 385;
960         vc->exp_bias = 0;
961     } else {
962         vc->add_bias = 0;
963         vc->exp_bias = 15 << 23;
964     }
965
966     if (!headers_len) {
967         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Extradata missing.\n");
968         return -1;
969     }
970
971     if (ff_split_xiph_headers(headers, headers_len, 30, header_start, header_len) < 0) {
972         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Extradata corrupt.\n");
973         return -1;
974     }
975
976     init_get_bits(gb, header_start[0], header_len[0]*8);
977     hdr_type = get_bits(gb, 8);
978     if (hdr_type != 1) {
979         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "First header is not the id header.\n");
980         return -1;
981     }
982     if (vorbis_parse_id_hdr(vc)) {
983         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Id header corrupt.\n");
984         vorbis_free(vc);
985         return -1;
986     }
987
988     init_get_bits(gb, header_start[2], header_len[2]*8);
989     hdr_type = get_bits(gb, 8);
990     if (hdr_type != 5) {
991         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Third header is not the setup header.\n");
992         vorbis_free(vc);
993         return -1;
994     }
995     if (vorbis_parse_setup_hdr(vc)) {
996         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Setup header corrupt.\n");
997         vorbis_free(vc);
998         return -1;
999     }
1000
1001     if (vc->audio_channels > 8)
1002         avccontext->channel_layout = 0;
1003     else
1004         avccontext->channel_layout = ff_vorbis_channel_layouts[vc->audio_channels - 1];
1005
1006     avccontext->channels    = vc->audio_channels;
1007     avccontext->sample_rate = vc->audio_samplerate;
1008     avccontext->frame_size  = FFMIN(vc->blocksize[0], vc->blocksize[1]) >> 2;
1009     avccontext->sample_fmt  = SAMPLE_FMT_S16;
1010
1011     return 0 ;
1012 }
1013
1014 // Decode audiopackets -------------------------------------------------
1015
1016 // Read and decode floor
1017
1018 static uint_fast8_t vorbis_floor0_decode(vorbis_context *vc,
1019                                          vorbis_floor_data *vfu, float *vec)
1020 {
1021     vorbis_floor0 *vf = &vfu->t0;
1022     float *lsp = vf->lsp;
1023     uint_fast32_t amplitude;
1024     uint_fast32_t book_idx;
1025     uint_fast8_t blockflag = vc->modes[vc->mode_number].blockflag;
1026
1027     amplitude = get_bits(&vc->gb, vf->amplitude_bits);
1028     if (amplitude > 0) {
1029         float last = 0;
1030         uint_fast16_t lsp_len = 0;
1031         uint_fast16_t idx;
1032         vorbis_codebook codebook;
1033
1034         book_idx = get_bits(&vc->gb, ilog(vf->num_books));
1035         if (book_idx >= vf->num_books) {
1036             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR,
1037                     "floor0 dec: booknumber too high!\n");
1038             book_idx =  0;
1039             //FIXME: look above
1040         }
1041         AV_DEBUG("floor0 dec: booknumber: %u\n", book_idx);
1042         codebook = vc->codebooks[vf->book_list[book_idx]];
1043
1044         while (lsp_len<vf->order) {
1045             int vec_off;
1046
1047             AV_DEBUG("floor0 dec: book dimension: %d\n", codebook.dimensions);
1048             AV_DEBUG("floor0 dec: maximum depth: %d\n", codebook.maxdepth);
1049             /* read temp vector */
1050             vec_off = get_vlc2(&vc->gb, codebook.vlc.table,
1051                                codebook.nb_bits, codebook.maxdepth)
1052                       * codebook.dimensions;
1053             AV_DEBUG("floor0 dec: vector offset: %d\n", vec_off);
1054             /* copy each vector component and add last to it */
1055             for (idx = 0; idx < codebook.dimensions; ++idx)
1056                 lsp[lsp_len+idx] = codebook.codevectors[vec_off+idx] + last;
1057             last = lsp[lsp_len+idx-1]; /* set last to last vector component */
1058
1059             lsp_len += codebook.dimensions;
1060         }
1061 #ifdef V_DEBUG
1062         /* DEBUG: output lsp coeffs */
1063         {
1064             int idx;
1065             for (idx = 0; idx < lsp_len; ++idx)
1066                 AV_DEBUG("floor0 dec: coeff at %d is %f\n", idx, lsp[idx]);
1067         }
1068 #endif
1069
1070         /* synthesize floor output vector */
1071         {
1072             int i;
1073             int order = vf->order;
1074             float wstep = M_PI / vf->bark_map_size;
1075
1076             for (i = 0; i < order; i++)
1077                 lsp[i] = 2.0f * cos(lsp[i]);
1078
1079             AV_DEBUG("floor0 synth: map_size = %d; m = %d; wstep = %f\n",
1080                      vf->map_size, order, wstep);
1081
1082             i = 0;
1083             while (i < vf->map_size[blockflag]) {
1084                 int j, iter_cond = vf->map[blockflag][i];
1085                 float p = 0.5f;
1086                 float q = 0.5f;
1087                 float two_cos_w = 2.0f * cos(wstep * iter_cond); // needed all times
1088
1089                 /* similar part for the q and p products */
1090                 for (j = 0; j + 1 < order; j += 2) {
1091                     q *= lsp[j]     - two_cos_w;
1092                     p *= lsp[j + 1] - two_cos_w;
1093                 }
1094                 if (j == order) { // even order
1095                     p *= p * (2.0f - two_cos_w);
1096                     q *= q * (2.0f + two_cos_w);
1097                 } else { // odd order
1098                     q *= two_cos_w-lsp[j]; // one more time for q
1099
1100                     /* final step and square */
1101                     p *= p * (4.f - two_cos_w * two_cos_w);
1102                     q *= q;
1103                 }
1104
1105                 /* calculate linear floor value */
1106                 {
1107                     q = exp((((amplitude*vf->amplitude_offset) /
1108                               (((1 << vf->amplitude_bits) - 1) * sqrt(p + q)))
1109                              - vf->amplitude_offset) * .11512925f);
1110                 }
1111
1112                 /* fill vector */
1113                 do {
1114                     vec[i] = q; ++i;
1115                 } while (vf->map[blockflag][i] == iter_cond);
1116             }
1117         }
1118     } else {
1119         /* this channel is unused */
1120         return 1;
1121     }
1122
1123     AV_DEBUG(" Floor0 decoded\n");
1124
1125     return 0;
1126 }
1127
1128 static uint_fast8_t vorbis_floor1_decode(vorbis_context *vc,
1129                                          vorbis_floor_data *vfu, float *vec)
1130 {
1131     vorbis_floor1 *vf = &vfu->t1;
1132     GetBitContext *gb = &vc->gb;
1133     uint_fast16_t range_v[4] = { 256, 128, 86, 64 };
1134     uint_fast16_t range = range_v[vf->multiplier-1];
1135     uint_fast16_t floor1_Y[258];
1136     uint_fast16_t floor1_Y_final[258];
1137     int floor1_flag[258];
1138     uint_fast8_t class_;
1139     uint_fast8_t cdim;
1140     uint_fast8_t cbits;
1141     uint_fast8_t csub;
1142     uint_fast8_t cval;
1143     int_fast16_t book;
1144     uint_fast16_t offset;
1145     uint_fast16_t i,j;
1146     /*u*/int_fast16_t adx, ady, off, predicted; // WTF ? dy/adx =  (unsigned)dy/adx ?
1147     int_fast16_t dy, err;
1148
1149
1150     if (!get_bits1(gb)) // silence
1151         return 1;
1152
1153 // Read values (or differences) for the floor's points
1154
1155     floor1_Y[0] = get_bits(gb, ilog(range - 1));
1156     floor1_Y[1] = get_bits(gb, ilog(range - 1));
1157
1158     AV_DEBUG("floor 0 Y %d floor 1 Y %d \n", floor1_Y[0], floor1_Y[1]);
1159
1160     offset = 2;
1161     for (i = 0; i < vf->partitions; ++i) {
1162         class_ = vf->partition_class[i];
1163         cdim   = vf->class_dimensions[class_];
1164         cbits  = vf->class_subclasses[class_];
1165         csub = (1 << cbits) - 1;
1166         cval = 0;
1167
1168         AV_DEBUG("Cbits %d \n", cbits);
1169
1170         if (cbits) // this reads all subclasses for this partition's class
1171             cval = get_vlc2(gb, vc->codebooks[vf->class_masterbook[class_]].vlc.table,
1172                             vc->codebooks[vf->class_masterbook[class_]].nb_bits, 3);
1173
1174         for (j = 0; j < cdim; ++j) {
1175             book = vf->subclass_books[class_][cval & csub];
1176
1177             AV_DEBUG("book %d Cbits %d cval %d  bits:%d \n", book, cbits, cval, get_bits_count(gb));
1178
1179             cval = cval >> cbits;
1180             if (book > -1) {
1181                 floor1_Y[offset+j] = get_vlc2(gb, vc->codebooks[book].vlc.table,
1182                 vc->codebooks[book].nb_bits, 3);
1183             } else {
1184                 floor1_Y[offset+j] = 0;
1185             }
1186
1187             AV_DEBUG(" floor(%d) = %d \n", vf->list[offset+j].x, floor1_Y[offset+j]);
1188         }
1189         offset+=cdim;
1190     }
1191
1192 // Amplitude calculation from the differences
1193
1194     floor1_flag[0] = 1;
1195     floor1_flag[1] = 1;
1196     floor1_Y_final[0] = floor1_Y[0];
1197     floor1_Y_final[1] = floor1_Y[1];
1198
1199     for (i = 2; i < vf->x_list_dim; ++i) {
1200         uint_fast16_t val, highroom, lowroom, room;
1201         uint_fast16_t high_neigh_offs;
1202         uint_fast16_t low_neigh_offs;
1203
1204         low_neigh_offs  = vf->list[i].low;
1205         high_neigh_offs = vf->list[i].high;
1206         dy  = floor1_Y_final[high_neigh_offs] - floor1_Y_final[low_neigh_offs];  // render_point begin
1207         adx = vf->list[high_neigh_offs].x - vf->list[low_neigh_offs].x;
1208         ady = FFABS(dy);
1209         err = ady * (vf->list[i].x - vf->list[low_neigh_offs].x);
1210         off = (int16_t)err / (int16_t)adx;
1211         if (dy < 0) {
1212             predicted = floor1_Y_final[low_neigh_offs] - off;
1213         } else {
1214             predicted = floor1_Y_final[low_neigh_offs] + off;
1215         } // render_point end
1216
1217         val = floor1_Y[i];
1218         highroom = range-predicted;
1219         lowroom  = predicted;
1220         if (highroom < lowroom) {
1221             room = highroom * 2;
1222         } else {
1223             room = lowroom * 2;   // SPEC mispelling
1224         }
1225         if (val) {
1226             floor1_flag[low_neigh_offs]  = 1;
1227             floor1_flag[high_neigh_offs] = 1;
1228             floor1_flag[i]               = 1;
1229             if (val >= room) {
1230                 if (highroom > lowroom) {
1231                     floor1_Y_final[i] = val - lowroom + predicted;
1232                 } else {
1233                     floor1_Y_final[i] = predicted - val + highroom - 1;
1234                 }
1235             } else {
1236                 if (val & 1) {
1237                     floor1_Y_final[i] = predicted - (val + 1) / 2;
1238                 } else {
1239                     floor1_Y_final[i] = predicted + val / 2;
1240                 }
1241             }
1242         } else {
1243             floor1_flag[i]    = 0;
1244             floor1_Y_final[i] = predicted;
1245         }
1246
1247         AV_DEBUG(" Decoded floor(%d) = %d / val %d \n", vf->list[i].x, floor1_Y_final[i], val);
1248     }
1249
1250 // Curve synth - connect the calculated dots and convert from dB scale FIXME optimize ?
1251
1252     ff_vorbis_floor1_render_list(vf->list, vf->x_list_dim, floor1_Y_final, floor1_flag, vf->multiplier, vec, vf->list[1].x);
1253
1254     AV_DEBUG(" Floor decoded\n");
1255
1256     return 0;
1257 }
1258
1259 // Read and decode residue
1260
1261 static av_always_inline int vorbis_residue_decode_internal(vorbis_context *vc,
1262                                                            vorbis_residue *vr,
1263                                                            uint_fast8_t ch,
1264                                                            uint_fast8_t *do_not_decode,
1265                                                            float *vec,
1266                                                            uint_fast16_t vlen,
1267                                                            int vr_type)
1268 {
1269     GetBitContext *gb = &vc->gb;
1270     uint_fast8_t c_p_c = vc->codebooks[vr->classbook].dimensions;
1271     uint_fast16_t ptns_to_read = vr->ptns_to_read;
1272     uint8_t *classifs = vr->classifs;
1273     uint_fast8_t pass;
1274     uint_fast8_t ch_used;
1275     uint_fast8_t i,j,l;
1276     uint_fast16_t k;
1277
1278     if (vr_type == 2) {
1279         for (j = 1; j < ch; ++j)
1280             do_not_decode[0] &= do_not_decode[j];  // FIXME - clobbering input
1281         if (do_not_decode[0])
1282             return 0;
1283         ch_used = 1;
1284     } else {
1285         ch_used = ch;
1286     }
1287
1288     AV_DEBUG(" residue type 0/1/2 decode begin, ch: %d  cpc %d  \n", ch, c_p_c);
1289
1290     for (pass = 0; pass <= vr->maxpass; ++pass) { // FIXME OPTIMIZE?
1291         uint_fast16_t voffset;
1292         uint_fast16_t partition_count;
1293         uint_fast16_t j_times_ptns_to_read;
1294
1295         voffset = vr->begin;
1296         for (partition_count = 0; partition_count < ptns_to_read;) {  // SPEC        error
1297             if (!pass) {
1298                 uint_fast32_t inverse_class = ff_inverse[vr->classifications];
1299                 for (j_times_ptns_to_read = 0, j = 0; j < ch_used; ++j) {
1300                     if (!do_not_decode[j]) {
1301                         uint_fast32_t temp = get_vlc2(gb, vc->codebooks[vr->classbook].vlc.table,
1302                         vc->codebooks[vr->classbook].nb_bits, 3);
1303
1304                         AV_DEBUG("Classword: %d \n", temp);
1305
1306                         assert(vr->classifications > 1 && temp <= 65536); //needed for inverse[]
1307                         for (i = 0; i < c_p_c; ++i) {
1308                             uint_fast32_t temp2;
1309
1310                             temp2 = (((uint_fast64_t)temp) * inverse_class) >> 32;
1311                             if (partition_count + c_p_c - 1 - i < ptns_to_read)
1312                                 classifs[j_times_ptns_to_read + partition_count + c_p_c - 1 - i] = temp - temp2 * vr->classifications;
1313                             temp = temp2;
1314                         }
1315                     }
1316                     j_times_ptns_to_read += ptns_to_read;
1317                 }
1318             }
1319             for (i = 0; (i < c_p_c) && (partition_count < ptns_to_read); ++i) {
1320                 for (j_times_ptns_to_read = 0, j = 0; j < ch_used; ++j) {
1321                     uint_fast16_t voffs;
1322
1323                     if (!do_not_decode[j]) {
1324                         uint_fast8_t vqclass = classifs[j_times_ptns_to_read+partition_count];
1325                         int_fast16_t vqbook = vr->books[vqclass][pass];
1326
1327                         if (vqbook >= 0 && vc->codebooks[vqbook].codevectors) {
1328                             uint_fast16_t coffs;
1329                             unsigned dim =  vc->codebooks[vqbook].dimensions; // not uint_fast8_t: 64bit is slower here on amd64
1330                             uint_fast16_t step = dim == 1 ? vr->partition_size
1331                                                           : FASTDIV(vr->partition_size, dim);
1332                             vorbis_codebook codebook = vc->codebooks[vqbook];
1333
1334                             if (vr_type == 0) {
1335
1336                                 voffs = voffset+j*vlen;
1337                                 for (k = 0; k < step; ++k) {
1338                                     coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * dim;
1339                                     for (l = 0; l < dim; ++l)
1340                                         vec[voffs + k + l * step] += codebook.codevectors[coffs + l];  // FPMATH
1341                                 }
1342                             } else if (vr_type == 1) {
1343                                 voffs = voffset + j * vlen;
1344                                 for (k = 0; k < step; ++k) {
1345                                     coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * dim;
1346                                     for (l = 0; l < dim; ++l, ++voffs) {
1347                                         vec[voffs]+=codebook.codevectors[coffs+l];  // FPMATH
1348
1349                                         AV_DEBUG(" pass %d offs: %d curr: %f change: %f cv offs.: %d  \n", pass, voffs, vec[voffs], codebook.codevectors[coffs+l], coffs);
1350                                     }
1351                                 }
1352                             } else if (vr_type == 2 && ch == 2 && (voffset & 1) == 0 && (dim & 1) == 0) { // most frequent case optimized
1353                                 voffs = voffset >> 1;
1354
1355                                 if (dim == 2) {
1356                                     for (k = 0; k < step; ++k) {
1357                                         coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * 2;
1358                                         vec[voffs + k       ] += codebook.codevectors[coffs    ];  // FPMATH
1359                                         vec[voffs + k + vlen] += codebook.codevectors[coffs + 1];  // FPMATH
1360                                     }
1361                                 } else if (dim == 4) {
1362                                     for (k = 0; k < step; ++k, voffs += 2) {
1363                                         coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * 4;
1364                                         vec[voffs           ] += codebook.codevectors[coffs    ];  // FPMATH
1365                                         vec[voffs + 1       ] += codebook.codevectors[coffs + 2];  // FPMATH
1366                                         vec[voffs + vlen    ] += codebook.codevectors[coffs + 1];  // FPMATH
1367                                         vec[voffs + vlen + 1] += codebook.codevectors[coffs + 3];  // FPMATH
1368                                     }
1369                                 } else
1370                                 for (k = 0; k < step; ++k) {
1371                                     coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * dim;
1372                                     for (l = 0; l < dim; l += 2, voffs++) {
1373                                         vec[voffs       ] += codebook.codevectors[coffs + l    ];  // FPMATH
1374                                         vec[voffs + vlen] += codebook.codevectors[coffs + l + 1];  // FPMATH
1375
1376                                         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);
1377                                     }
1378                                 }
1379
1380                             } else if (vr_type == 2) {
1381                                 voffs = voffset;
1382
1383                                 for (k = 0; k < step; ++k) {
1384                                     coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * dim;
1385                                     for (l = 0; l < dim; ++l, ++voffs) {
1386                                         vec[voffs / ch + (voffs % ch) * vlen] += codebook.codevectors[coffs + l];  // FPMATH FIXME use if and counter instead of / and %
1387
1388                                         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);
1389                                     }
1390                                 }
1391                             }
1392                         }
1393                     }
1394                     j_times_ptns_to_read += ptns_to_read;
1395                 }
1396                 ++partition_count;
1397                 voffset += vr->partition_size;
1398             }
1399         }
1400     }
1401     return 0;
1402 }
1403
1404 static inline int vorbis_residue_decode(vorbis_context *vc, vorbis_residue *vr,
1405                                         uint_fast8_t ch,
1406                                         uint_fast8_t *do_not_decode,
1407                                         float *vec, uint_fast16_t vlen)
1408 {
1409     if (vr->type == 2)
1410         return vorbis_residue_decode_internal(vc, vr, ch, do_not_decode, vec, vlen, 2);
1411     else if (vr->type == 1)
1412         return vorbis_residue_decode_internal(vc, vr, ch, do_not_decode, vec, vlen, 1);
1413     else if (vr->type == 0)
1414         return vorbis_residue_decode_internal(vc, vr, ch, do_not_decode, vec, vlen, 0);
1415     else {
1416         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Invalid residue type while residue decode?! \n");
1417         return -1;
1418     }
1419 }
1420
1421 void vorbis_inverse_coupling(float *mag, float *ang, int blocksize)
1422 {
1423     int i;
1424     for (i = 0;  i < blocksize;  i++) {
1425         if (mag[i] > 0.0) {
1426             if (ang[i] > 0.0) {
1427                 ang[i] = mag[i] - ang[i];
1428             } else {
1429                 float temp = ang[i];
1430                 ang[i]     = mag[i];
1431                 mag[i]    += temp;
1432             }
1433         } else {
1434             if (ang[i] > 0.0) {
1435                 ang[i] += mag[i];
1436             } else {
1437                 float temp = ang[i];
1438                 ang[i]     = mag[i];
1439                 mag[i]    -= temp;
1440             }
1441         }
1442     }
1443 }
1444
1445 static void copy_normalize(float *dst, float *src, int len, int exp_bias,
1446                            float add_bias)
1447 {
1448     int i;
1449     if (exp_bias) {
1450         memcpy(dst, src, len * sizeof(float));
1451     } else {
1452         for (i = 0; i < len; i++)
1453             dst[i] = src[i] + add_bias;
1454     }
1455 }
1456
1457 // Decode the audio packet using the functions above
1458
1459 static int vorbis_parse_audio_packet(vorbis_context *vc)
1460 {
1461     GetBitContext *gb = &vc->gb;
1462
1463     uint_fast8_t previous_window = vc->previous_window;
1464     uint_fast8_t mode_number;
1465     uint_fast8_t blockflag;
1466     uint_fast16_t blocksize;
1467     int_fast32_t i,j;
1468     uint_fast8_t no_residue[255];
1469     uint_fast8_t do_not_decode[255];
1470     vorbis_mapping *mapping;
1471     float *ch_res_ptr   = vc->channel_residues;
1472     float *ch_floor_ptr = vc->channel_floors;
1473     uint_fast8_t res_chan[255];
1474     uint_fast8_t res_num = 0;
1475     int_fast16_t retlen  = 0;
1476     float fadd_bias = vc->add_bias;
1477
1478     if (get_bits1(gb)) {
1479         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Not a Vorbis I audio packet.\n");
1480         return -1; // packet type not audio
1481     }
1482
1483     if (vc->mode_count == 1) {
1484         mode_number = 0;
1485     } else {
1486         GET_VALIDATED_INDEX(mode_number, ilog(vc->mode_count-1), vc->mode_count)
1487     }
1488     vc->mode_number = mode_number;
1489     mapping = &vc->mappings[vc->modes[mode_number].mapping];
1490
1491     AV_DEBUG(" Mode number: %d , mapping: %d , blocktype %d \n", mode_number, vc->modes[mode_number].mapping, vc->modes[mode_number].blockflag);
1492
1493     blockflag = vc->modes[mode_number].blockflag;
1494     blocksize = vc->blocksize[blockflag];
1495     if (blockflag)
1496         skip_bits(gb, 2); // previous_window, next_window
1497
1498     memset(ch_res_ptr,   0, sizeof(float) * vc->audio_channels * blocksize / 2); //FIXME can this be removed ?
1499     memset(ch_floor_ptr, 0, sizeof(float) * vc->audio_channels * blocksize / 2); //FIXME can this be removed ?
1500
1501 // Decode floor
1502
1503     for (i = 0; i < vc->audio_channels; ++i) {
1504         vorbis_floor *floor;
1505         if (mapping->submaps > 1) {
1506             floor = &vc->floors[mapping->submap_floor[mapping->mux[i]]];
1507         } else {
1508             floor = &vc->floors[mapping->submap_floor[0]];
1509         }
1510
1511         no_residue[i] = floor->decode(vc, &floor->data, ch_floor_ptr);
1512         ch_floor_ptr += blocksize / 2;
1513     }
1514
1515 // Nonzero vector propagate
1516
1517     for (i = mapping->coupling_steps - 1; i >= 0; --i) {
1518         if (!(no_residue[mapping->magnitude[i]] & no_residue[mapping->angle[i]])) {
1519             no_residue[mapping->magnitude[i]] = 0;
1520             no_residue[mapping->angle[i]]     = 0;
1521         }
1522     }
1523
1524 // Decode residue
1525
1526     for (i = 0; i < mapping->submaps; ++i) {
1527         vorbis_residue *residue;
1528         uint_fast8_t ch = 0;
1529
1530         for (j = 0; j < vc->audio_channels; ++j) {
1531             if ((mapping->submaps == 1) || (i == mapping->mux[j])) {
1532                 res_chan[j] = res_num;
1533                 if (no_residue[j]) {
1534                     do_not_decode[ch] = 1;
1535                 } else {
1536                     do_not_decode[ch] = 0;
1537                 }
1538                 ++ch;
1539                 ++res_num;
1540             }
1541         }
1542         residue = &vc->residues[mapping->submap_residue[i]];
1543         vorbis_residue_decode(vc, residue, ch, do_not_decode, ch_res_ptr, blocksize/2);
1544
1545         ch_res_ptr += ch * blocksize / 2;
1546     }
1547
1548 // Inverse coupling
1549
1550     for (i = mapping->coupling_steps - 1; i >= 0; --i) { //warning: i has to be signed
1551         float *mag, *ang;
1552
1553         mag = vc->channel_residues+res_chan[mapping->magnitude[i]] * blocksize / 2;
1554         ang = vc->channel_residues+res_chan[mapping->angle[i]]     * blocksize / 2;
1555         vc->dsp.vorbis_inverse_coupling(mag, ang, blocksize / 2);
1556     }
1557
1558 // Dotproduct, MDCT
1559
1560     for (j = vc->audio_channels-1;j >= 0; j--) {
1561         ch_floor_ptr = vc->channel_floors   + j           * blocksize / 2;
1562         ch_res_ptr   = vc->channel_residues + res_chan[j] * blocksize / 2;
1563         vc->dsp.vector_fmul(ch_floor_ptr, ch_res_ptr, blocksize / 2);
1564         ff_imdct_half(&vc->mdct[blockflag], ch_res_ptr, ch_floor_ptr);
1565     }
1566
1567 // Overlap/add, save data for next overlapping  FPMATH
1568
1569     retlen = (blocksize + vc->blocksize[previous_window]) / 4;
1570     for (j = 0; j < vc->audio_channels; j++) {
1571         uint_fast16_t bs0 = vc->blocksize[0];
1572         uint_fast16_t bs1 = vc->blocksize[1];
1573         float *residue    = vc->channel_residues + res_chan[j] * blocksize / 2;
1574         float *saved      = vc->saved + j * bs1 / 4;
1575         float *ret        = vc->channel_floors + j * retlen;
1576         float *buf        = residue;
1577         const float *win  = vc->win[blockflag & previous_window];
1578
1579         if (blockflag == previous_window) {
1580             vc->dsp.vector_fmul_window(ret, saved, buf, win, fadd_bias, blocksize / 4);
1581         } else if (blockflag > previous_window) {
1582             vc->dsp.vector_fmul_window(ret, saved, buf, win, fadd_bias, bs0 / 4);
1583             copy_normalize(ret+bs0/2, buf+bs0/4, (bs1-bs0)/4, vc->exp_bias, fadd_bias);
1584         } else {
1585             copy_normalize(ret, saved, (bs1 - bs0) / 4, vc->exp_bias, fadd_bias);
1586             vc->dsp.vector_fmul_window(ret + (bs1 - bs0) / 4, saved + (bs1 - bs0) / 4, buf, win, fadd_bias, bs0 / 4);
1587         }
1588         memcpy(saved, buf + blocksize / 4, blocksize / 4 * sizeof(float));
1589     }
1590
1591     vc->previous_window = blockflag;
1592     return retlen;
1593 }
1594
1595 // Return the decoded audio packet through the standard api
1596
1597 static int vorbis_decode_frame(AVCodecContext *avccontext,
1598                                void *data, int *data_size,
1599                                AVPacket *avpkt)
1600 {
1601     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1602     int buf_size       = avpkt->size;
1603     vorbis_context *vc = avccontext->priv_data ;
1604     GetBitContext *gb = &(vc->gb);
1605     const float *channel_ptrs[255];
1606     int i;
1607
1608     int_fast16_t len;
1609
1610     if (!buf_size)
1611         return 0;
1612
1613     AV_DEBUG("packet length %d \n", buf_size);
1614
1615     init_get_bits(gb, buf, buf_size*8);
1616
1617     len = vorbis_parse_audio_packet(vc);
1618
1619     if (len <= 0) {
1620         *data_size = 0;
1621         return buf_size;
1622     }
1623
1624     if (!vc->first_frame) {
1625         vc->first_frame = 1;
1626         *data_size = 0;
1627         return buf_size ;
1628     }
1629
1630     AV_DEBUG("parsed %d bytes %d bits, returned %d samples (*ch*bits) \n", get_bits_count(gb)/8, get_bits_count(gb)%8, len);
1631
1632     if (vc->audio_channels > 8) {
1633         for (i = 0; i < vc->audio_channels; i++)
1634             channel_ptrs[i] = vc->channel_floors + i * len;
1635     } else {
1636         for (i = 0; i < vc->audio_channels; i++)
1637             channel_ptrs[i] = vc->channel_floors +
1638                               len * ff_vorbis_channel_layout_offsets[vc->audio_channels - 1][i];
1639     }
1640
1641     vc->dsp.float_to_int16_interleave(data, channel_ptrs, len, vc->audio_channels);
1642     *data_size = len * 2 * vc->audio_channels;
1643
1644     return buf_size ;
1645 }
1646
1647 // Close decoder
1648
1649 static av_cold int vorbis_decode_close(AVCodecContext *avccontext)
1650 {
1651     vorbis_context *vc = avccontext->priv_data;
1652
1653     vorbis_free(vc);
1654
1655     return 0 ;
1656 }
1657
1658 AVCodec vorbis_decoder = {
1659     "vorbis",
1660     AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1661     CODEC_ID_VORBIS,
1662     sizeof(vorbis_context),
1663     vorbis_decode_init,
1664     NULL,
1665     vorbis_decode_close,
1666     vorbis_decode_frame,
1667     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Vorbis"),
1668     .channel_layouts = ff_vorbis_channel_layouts,
1669 };
1670