whitespace cosmetics, prettyprinting, K&R coding style
[ffmpeg.git] / libavcodec / vorbis_dec.c
1 /**
2  * @file libavcodec/vorbis_dec.c
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
34 #include "vorbis.h"
35 #include "xiph.h"
36
37 #define V_NB_BITS 8
38 #define V_NB_BITS2 11
39 #define V_MAX_VLCS (1 << 16)
40 #define V_MAX_PARTITIONS (1 << 20)
41
42 #ifndef V_DEBUG
43 #define AV_DEBUG(...)
44 #endif
45
46 #undef NDEBUG
47 #include <assert.h>
48
49 typedef struct {
50     uint_fast8_t dimensions;
51     uint_fast8_t lookup_type;
52     uint_fast8_t maxdepth;
53     VLC vlc;
54     float *codevectors;
55     unsigned int nb_bits;
56 } vorbis_codebook;
57
58 typedef union  vorbis_floor_u  vorbis_floor_data;
59 typedef struct vorbis_floor0_s vorbis_floor0;
60 typedef struct vorbis_floor1_s vorbis_floor1;
61 struct vorbis_context_s;
62 typedef
63 uint_fast8_t (* vorbis_floor_decode_func)
64              (struct vorbis_context_s *, vorbis_floor_data *, float *);
65 typedef struct {
66     uint_fast8_t floor_type;
67     vorbis_floor_decode_func decode;
68     union vorbis_floor_u {
69         struct vorbis_floor0_s {
70             uint_fast8_t  order;
71             uint_fast16_t rate;
72             uint_fast16_t bark_map_size;
73             int_fast32_t *map[2];
74             uint_fast32_t map_size[2];
75             uint_fast8_t  amplitude_bits;
76             uint_fast8_t  amplitude_offset;
77             uint_fast8_t  num_books;
78             uint_fast8_t *book_list;
79             float        *lsp;
80         } t0;
81         struct vorbis_floor1_s {
82             uint_fast8_t partitions;
83             uint_fast8_t maximum_class;
84             uint_fast8_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     uint_fast32_t 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 } vorbis_residue;
106
107 typedef struct {
108     uint_fast8_t  submaps;
109     uint_fast16_t coupling_steps;
110     uint_fast8_t *magnitude;
111     uint_fast8_t *angle;
112     uint_fast8_t *mux;
113     uint_fast8_t  submap_floor[16];
114     uint_fast8_t  submap_residue[16];
115 } vorbis_mapping;
116
117 typedef struct {
118     uint_fast8_t  blockflag;
119     uint_fast16_t windowtype;
120     uint_fast16_t transformtype;
121     uint_fast8_t  mapping;
122 } vorbis_mode;
123
124 typedef struct vorbis_context_s {
125     AVCodecContext *avccontext;
126     GetBitContext gb;
127     DSPContext dsp;
128
129     FFTContext mdct[2];
130     uint_fast8_t  first_frame;
131     uint_fast32_t version;
132     uint_fast8_t  audio_channels;
133     uint_fast32_t audio_samplerate;
134     uint_fast32_t bitrate_maximum;
135     uint_fast32_t bitrate_nominal;
136     uint_fast32_t bitrate_minimum;
137     uint_fast32_t blocksize[2];
138     const float  *win[2];
139     uint_fast16_t codebook_count;
140     vorbis_codebook *codebooks;
141     uint_fast8_t  floor_count;
142     vorbis_floor *floors;
143     uint_fast8_t  residue_count;
144     vorbis_residue *residues;
145     uint_fast8_t  mapping_count;
146     vorbis_mapping *mappings;
147     uint_fast8_t  mode_count;
148     vorbis_mode  *modes;
149     uint_fast8_t  mode_number; // mode number for the current packet
150     uint_fast8_t  previous_window;
151     float        *channel_residues;
152     float        *channel_floors;
153     float        *saved;
154     uint_fast32_t add_bias; // for float->int conversion
155     uint_fast32_t exp_bias;
156 } vorbis_context;
157
158 /* Helper functions */
159
160 #define BARK(x) \
161     (13.1f * atan(0.00074f * (x)) + 2.24f * atan(1.85e-8f * (x) * (x)) + 1e-4f * (x))
162
163 static float vorbisfloat2float(uint_fast32_t val)
164 {
165     double mant = val & 0x1fffff;
166     long exp    = (val & 0x7fe00000L) >> 21;
167     if (val & 0x80000000)
168         mant = -mant;
169     return ldexp(mant, exp - 20 - 768);
170 }
171
172
173 // Free all allocated memory -----------------------------------------
174
175 static void vorbis_free(vorbis_context *vc)
176 {
177     int_fast16_t i;
178
179     av_freep(&vc->channel_residues);
180     av_freep(&vc->channel_floors);
181     av_freep(&vc->saved);
182
183     av_freep(&vc->residues);
184     av_freep(&vc->modes);
185
186     ff_mdct_end(&vc->mdct[0]);
187     ff_mdct_end(&vc->mdct[1]);
188
189     for (i = 0; i < vc->codebook_count; ++i) {
190         av_free(vc->codebooks[i].codevectors);
191         free_vlc(&vc->codebooks[i].vlc);
192     }
193     av_freep(&vc->codebooks);
194
195     for (i = 0; i < vc->floor_count; ++i) {
196         if (vc->floors[i].floor_type == 0) {
197             av_free(vc->floors[i].data.t0.map[0]);
198             av_free(vc->floors[i].data.t0.map[1]);
199             av_free(vc->floors[i].data.t0.book_list);
200             av_free(vc->floors[i].data.t0.lsp);
201         } else {
202             av_free(vc->floors[i].data.t1.list);
203         }
204     }
205     av_freep(&vc->floors);
206
207     for (i = 0; i < vc->mapping_count; ++i) {
208         av_free(vc->mappings[i].magnitude);
209         av_free(vc->mappings[i].angle);
210         av_free(vc->mappings[i].mux);
211     }
212     av_freep(&vc->mappings);
213 }
214
215 // Parse setup header -------------------------------------------------
216
217 // Process codebooks part
218
219 static int vorbis_parse_setup_hdr_codebooks(vorbis_context *vc)
220 {
221     uint_fast16_t cb;
222     uint8_t  *tmp_vlc_bits;
223     uint32_t *tmp_vlc_codes;
224     GetBitContext *gb = &vc->gb;
225
226     vc->codebook_count = get_bits(gb, 8) + 1;
227
228     AV_DEBUG(" Codebooks: %d \n", vc->codebook_count);
229
230     vc->codebooks = av_mallocz(vc->codebook_count * sizeof(vorbis_codebook));
231     tmp_vlc_bits  = av_mallocz(V_MAX_VLCS * sizeof(uint8_t));
232     tmp_vlc_codes = av_mallocz(V_MAX_VLCS * sizeof(uint32_t));
233
234     for (cb = 0; cb < vc->codebook_count; ++cb) {
235         vorbis_codebook *codebook_setup = &vc->codebooks[cb];
236         uint_fast8_t ordered;
237         uint_fast32_t t, used_entries = 0;
238         uint_fast32_t entries;
239
240         AV_DEBUG(" %d. Codebook \n", cb);
241
242         if (get_bits(gb, 24) != 0x564342) {
243             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " %"PRIdFAST16". Codebook setup data corrupt. \n", cb);
244             goto error;
245         }
246
247         codebook_setup->dimensions=get_bits(gb, 16);
248         if (codebook_setup->dimensions > 16 || codebook_setup->dimensions == 0) {
249             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " %"PRIdFAST16". Codebook's dimension is invalid (%d). \n", cb, codebook_setup->dimensions);
250             goto error;
251         }
252         entries = get_bits(gb, 24);
253         if (entries > V_MAX_VLCS) {
254             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " %"PRIdFAST16". Codebook has too many entries (%"PRIdFAST32"). \n", cb, entries);
255             goto error;
256         }
257
258         ordered = get_bits1(gb);
259
260         AV_DEBUG(" codebook_dimensions %d, codebook_entries %d \n", codebook_setup->dimensions, entries);
261
262         if (!ordered) {
263             uint_fast16_t ce;
264             uint_fast8_t  flag;
265             uint_fast8_t  sparse = get_bits1(gb);
266
267             AV_DEBUG(" not ordered \n");
268
269             if (sparse) {
270                 AV_DEBUG(" sparse \n");
271
272                 used_entries = 0;
273                 for (ce = 0; ce < entries; ++ce) {
274                     flag = get_bits1(gb);
275                     if (flag) {
276                         tmp_vlc_bits[ce] = get_bits(gb, 5) + 1;
277                         ++used_entries;
278                     } else
279                         tmp_vlc_bits[ce] = 0;
280                 }
281             } else {
282                 AV_DEBUG(" not sparse \n");
283
284                 used_entries = entries;
285                 for (ce = 0; ce < entries; ++ce)
286                     tmp_vlc_bits[ce] = get_bits(gb, 5) + 1;
287             }
288         } else {
289             uint_fast16_t current_entry = 0;
290             uint_fast8_t current_length = get_bits(gb, 5)+1;
291
292             AV_DEBUG(" ordered, current length: %d \n", current_length);  //FIXME
293
294             used_entries = entries;
295             for (; current_entry < used_entries && current_length <= 32; ++current_length) {
296                 uint_fast16_t i, number;
297
298                 AV_DEBUG(" number bits: %d ", ilog(entries - current_entry));
299
300                 number = get_bits(gb, ilog(entries - current_entry));
301
302                 AV_DEBUG(" number: %d \n", number);
303
304                 for (i = current_entry; i < number+current_entry; ++i)
305                     if (i < used_entries)
306                         tmp_vlc_bits[i] = current_length;
307
308                 current_entry+=number;
309             }
310             if (current_entry>used_entries) {
311                 av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " More codelengths than codes in codebook. \n");
312                 goto error;
313             }
314         }
315
316         codebook_setup->lookup_type = get_bits(gb, 4);
317
318         AV_DEBUG(" lookup type: %d : %s \n", codebook_setup->lookup_type, codebook_setup->lookup_type ? "vq" : "no lookup");
319
320 // If the codebook is used for (inverse) VQ, calculate codevectors.
321
322         if (codebook_setup->lookup_type == 1) {
323             uint_fast16_t i, j, k;
324             uint_fast16_t codebook_lookup_values = ff_vorbis_nth_root(entries, codebook_setup->dimensions);
325             uint_fast16_t codebook_multiplicands[codebook_lookup_values];
326
327             float codebook_minimum_value = vorbisfloat2float(get_bits_long(gb, 32));
328             float codebook_delta_value   = vorbisfloat2float(get_bits_long(gb, 32));
329             uint_fast8_t codebook_value_bits = get_bits(gb, 4)+1;
330             uint_fast8_t codebook_sequence_p = get_bits1(gb);
331
332             AV_DEBUG(" We expect %d numbers for building the codevectors. \n", codebook_lookup_values);
333             AV_DEBUG("  delta %f minmum %f \n", codebook_delta_value, codebook_minimum_value);
334
335             for (i = 0; i < codebook_lookup_values; ++i) {
336                 codebook_multiplicands[i] = get_bits(gb, codebook_value_bits);
337
338                 AV_DEBUG(" multiplicands*delta+minmum : %e \n", (float)codebook_multiplicands[i]*codebook_delta_value+codebook_minimum_value);
339                 AV_DEBUG(" multiplicand %d \n", codebook_multiplicands[i]);
340             }
341
342 // Weed out unused vlcs and build codevector vector
343             codebook_setup->codevectors = used_entries ? av_mallocz(used_entries*codebook_setup->dimensions * sizeof(float)) : NULL;
344             for (j = 0, i = 0; i < entries; ++i) {
345                 uint_fast8_t dim = codebook_setup->dimensions;
346
347                 if (tmp_vlc_bits[i]) {
348                     float last = 0.0;
349                     uint_fast32_t lookup_offset = i;
350
351 #ifdef V_DEBUG
352                     av_log(vc->avccontext, AV_LOG_INFO, "Lookup offset %d ,", i);
353 #endif
354
355                     for (k = 0; k < dim; ++k) {
356                         uint_fast32_t multiplicand_offset = lookup_offset % codebook_lookup_values;
357                         codebook_setup->codevectors[j * dim + k] = codebook_multiplicands[multiplicand_offset] * codebook_delta_value + codebook_minimum_value + last;
358                         if (codebook_sequence_p)
359                             last = codebook_setup->codevectors[j * dim + k];
360                         lookup_offset/=codebook_lookup_values;
361                     }
362                     tmp_vlc_bits[j] = tmp_vlc_bits[i];
363
364 #ifdef V_DEBUG
365                     av_log(vc->avccontext, AV_LOG_INFO, "real lookup offset %d, vector: ", j);
366                     for (k = 0; k < dim; ++k)
367                         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_INFO, " %f ", codebook_setup->codevectors[j * dim + k]);
368                     av_log(vc->avccontext, AV_LOG_INFO, "\n");
369 #endif
370
371                     ++j;
372                 }
373             }
374             if (j != used_entries) {
375                 av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Bug in codevector vector building code. \n");
376                 goto error;
377             }
378             entries = used_entries;
379         } else if (codebook_setup->lookup_type >= 2) {
380             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Codebook lookup type not supported. \n");
381             goto error;
382         }
383
384 // Initialize VLC table
385         if (ff_vorbis_len2vlc(tmp_vlc_bits, tmp_vlc_codes, entries)) {
386             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Invalid code lengths while generating vlcs. \n");
387             goto error;
388         }
389         codebook_setup->maxdepth = 0;
390         for (t = 0; t < entries; ++t)
391             if (tmp_vlc_bits[t] >= codebook_setup->maxdepth)
392                 codebook_setup->maxdepth = tmp_vlc_bits[t];
393
394         if (codebook_setup->maxdepth > 3 * V_NB_BITS)
395             codebook_setup->nb_bits = V_NB_BITS2;
396         else
397             codebook_setup->nb_bits = V_NB_BITS;
398
399         codebook_setup->maxdepth = (codebook_setup->maxdepth+codebook_setup->nb_bits - 1) / codebook_setup->nb_bits;
400
401         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)) {
402             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Error generating vlc tables. \n");
403             goto error;
404         }
405     }
406
407     av_free(tmp_vlc_bits);
408     av_free(tmp_vlc_codes);
409     return 0;
410
411 // Error:
412 error:
413     av_free(tmp_vlc_bits);
414     av_free(tmp_vlc_codes);
415     return -1;
416 }
417
418 // Process time domain transforms part (unused in Vorbis I)
419
420 static int vorbis_parse_setup_hdr_tdtransforms(vorbis_context *vc)
421 {
422     GetBitContext *gb = &vc->gb;
423     uint_fast8_t i;
424     uint_fast8_t vorbis_time_count = get_bits(gb, 6) + 1;
425
426     for (i = 0; i < vorbis_time_count; ++i) {
427         uint_fast16_t vorbis_tdtransform = get_bits(gb, 16);
428
429         AV_DEBUG(" Vorbis time domain transform %d: %d \n", vorbis_time_count, vorbis_tdtransform);
430
431         if (vorbis_tdtransform) {
432             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Vorbis time domain transform data nonzero. \n");
433             return -1;
434         }
435     }
436     return 0;
437 }
438
439 // Process floors part
440
441 static uint_fast8_t vorbis_floor0_decode(vorbis_context *vc,
442                                          vorbis_floor_data *vfu, float *vec);
443 static void create_map(vorbis_context *vc, uint_fast8_t floor_number);
444 static uint_fast8_t vorbis_floor1_decode(vorbis_context *vc,
445                                          vorbis_floor_data *vfu, float *vec);
446 static int vorbis_parse_setup_hdr_floors(vorbis_context *vc)
447 {
448     GetBitContext *gb = &vc->gb;
449     uint_fast16_t i,j,k;
450
451     vc->floor_count = get_bits(gb, 6) + 1;
452
453     vc->floors = av_mallocz(vc->floor_count * sizeof(vorbis_floor));
454
455     for (i = 0; i < vc->floor_count; ++i) {
456         vorbis_floor *floor_setup = &vc->floors[i];
457
458         floor_setup->floor_type = get_bits(gb, 16);
459
460         AV_DEBUG(" %d. floor type %d \n", i, floor_setup->floor_type);
461
462         if (floor_setup->floor_type == 1) {
463             uint_fast8_t  maximum_class = 0;
464             uint_fast8_t  rangebits;
465             uint_fast16_t floor1_values = 2;
466
467             floor_setup->decode = vorbis_floor1_decode;
468
469             floor_setup->data.t1.partitions = get_bits(gb, 5);
470
471             AV_DEBUG(" %d.floor: %d partitions \n", i, floor_setup->data.t1.partitions);
472
473             for (j = 0; j < floor_setup->data.t1.partitions; ++j) {
474                 floor_setup->data.t1.partition_class[j] = get_bits(gb, 4);
475                 if (floor_setup->data.t1.partition_class[j] > maximum_class)
476                     maximum_class = floor_setup->data.t1.partition_class[j];
477
478                 AV_DEBUG(" %d. floor %d partition class %d \n", i, j, floor_setup->data.t1.partition_class[j]);
479
480             }
481
482             AV_DEBUG(" maximum class %d \n", maximum_class);
483
484             floor_setup->data.t1.maximum_class = maximum_class;
485
486             for (j = 0; j <= maximum_class; ++j) {
487                 floor_setup->data.t1.class_dimensions[j] = get_bits(gb, 3) + 1;
488                 floor_setup->data.t1.class_subclasses[j] = get_bits(gb, 2);
489
490                 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]);
491
492                 if (floor_setup->data.t1.class_subclasses[j]) {
493                     int bits = get_bits(gb, 8);
494                     if (bits >= vc->codebook_count) {
495                         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Masterbook index %d is out of range.\n", bits);
496                         return -1;
497                     }
498                     floor_setup->data.t1.class_masterbook[j] = bits;
499
500                     AV_DEBUG("   masterbook: %d \n", floor_setup->data.t1.class_masterbook[j]);
501                 }
502
503                 for (k = 0; k < (1 << floor_setup->data.t1.class_subclasses[j]); ++k) {
504                     int16_t bits = get_bits(gb, 8) - 1;
505                     if (bits != -1 && bits >= vc->codebook_count) {
506                         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Subclass book index %d is out of range.\n", bits);
507                         return -1;
508                     }
509                     floor_setup->data.t1.subclass_books[j][k] = bits;
510
511                     AV_DEBUG("    book %d. : %d \n", k, floor_setup->data.t1.subclass_books[j][k]);
512                 }
513             }
514
515             floor_setup->data.t1.multiplier = get_bits(gb, 2) + 1;
516             floor_setup->data.t1.x_list_dim = 2;
517
518             for (j = 0; j < floor_setup->data.t1.partitions; ++j)
519                 floor_setup->data.t1.x_list_dim+=floor_setup->data.t1.class_dimensions[floor_setup->data.t1.partition_class[j]];
520
521             floor_setup->data.t1.list = av_mallocz(floor_setup->data.t1.x_list_dim * sizeof(vorbis_floor1_entry));
522
523
524             rangebits = get_bits(gb, 4);
525             floor_setup->data.t1.list[0].x = 0;
526             floor_setup->data.t1.list[1].x = (1 << rangebits);
527
528             for (j = 0; j < floor_setup->data.t1.partitions; ++j) {
529                 for (k = 0; k < floor_setup->data.t1.class_dimensions[floor_setup->data.t1.partition_class[j]]; ++k, ++floor1_values) {
530                     floor_setup->data.t1.list[floor1_values].x = get_bits(gb, rangebits);
531
532                     AV_DEBUG(" %d. floor1 Y coord. %d \n", floor1_values, floor_setup->data.t1.list[floor1_values].x);
533                 }
534             }
535
536 // Precalculate order of x coordinates - needed for decode
537             ff_vorbis_ready_floor1_list(floor_setup->data.t1.list, floor_setup->data.t1.x_list_dim);
538         } else if (floor_setup->floor_type == 0) {
539             uint_fast8_t max_codebook_dim = 0;
540
541             floor_setup->decode = vorbis_floor0_decode;
542
543             floor_setup->data.t0.order          = get_bits(gb,  8);
544             floor_setup->data.t0.rate           = get_bits(gb, 16);
545             floor_setup->data.t0.bark_map_size  = get_bits(gb, 16);
546             floor_setup->data.t0.amplitude_bits = get_bits(gb,  6);
547             /* zero would result in a div by zero later *
548              * 2^0 - 1 == 0                             */
549             if (floor_setup->data.t0.amplitude_bits == 0) {
550               av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR,
551                      "Floor 0 amplitude bits is 0.\n");
552               return -1;
553             }
554             floor_setup->data.t0.amplitude_offset = get_bits(gb, 8);
555             floor_setup->data.t0.num_books        = get_bits(gb, 4) + 1;
556
557             /* allocate mem for booklist */
558             floor_setup->data.t0.book_list =
559                 av_malloc(floor_setup->data.t0.num_books);
560             if (!floor_setup->data.t0.book_list)
561                 return -1;
562             /* read book indexes */
563             {
564                 int idx;
565                 uint_fast8_t book_idx;
566                 for (idx = 0; idx < floor_setup->data.t0.num_books; ++idx) {
567                     book_idx = get_bits(gb, 8);
568                     if (book_idx >= vc->codebook_count)
569                         return -1;
570                     floor_setup->data.t0.book_list[idx] = book_idx;
571                     if (vc->codebooks[book_idx].dimensions > max_codebook_dim)
572                         max_codebook_dim = vc->codebooks[book_idx].dimensions;
573                 }
574             }
575
576             create_map(vc, i);
577
578             /* allocate mem for lsp coefficients */
579             {
580                 /* codebook dim is for padding if codebook dim doesn't *
581                  * divide order+1 then we need to read more data       */
582                 floor_setup->data.t0.lsp =
583                     av_malloc((floor_setup->data.t0.order+1 + max_codebook_dim)
584                               * sizeof(float));
585                 if (!floor_setup->data.t0.lsp)
586                     return -1;
587             }
588
589 #ifdef V_DEBUG /* debug output parsed headers */
590             AV_DEBUG("floor0 order: %u\n", floor_setup->data.t0.order);
591             AV_DEBUG("floor0 rate: %u\n", floor_setup->data.t0.rate);
592             AV_DEBUG("floor0 bark map size: %u\n",
593               floor_setup->data.t0.bark_map_size);
594             AV_DEBUG("floor0 amplitude bits: %u\n",
595               floor_setup->data.t0.amplitude_bits);
596             AV_DEBUG("floor0 amplitude offset: %u\n",
597               floor_setup->data.t0.amplitude_offset);
598             AV_DEBUG("floor0 number of books: %u\n",
599               floor_setup->data.t0.num_books);
600             AV_DEBUG("floor0 book list pointer: %p\n",
601               floor_setup->data.t0.book_list);
602             {
603               int idx;
604               for (idx = 0; idx < floor_setup->data.t0.num_books; ++idx) {
605                   AV_DEBUG("  Book %d: %u\n",
606                            idx+1,
607                            floor_setup->data.t0.book_list[idx]);
608               }
609             }
610 #endif
611         } else {
612             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid floor type!\n");
613             return -1;
614         }
615     }
616     return 0;
617 }
618
619 // Process residues part
620
621 static int vorbis_parse_setup_hdr_residues(vorbis_context *vc)
622 {
623     GetBitContext *gb = &vc->gb;
624     uint_fast8_t i, j, k;
625
626     vc->residue_count = get_bits(gb, 6)+1;
627     vc->residues      = av_mallocz(vc->residue_count * sizeof(vorbis_residue));
628
629     AV_DEBUG(" There are %d residues. \n", vc->residue_count);
630
631     for (i = 0; i < vc->residue_count; ++i) {
632         vorbis_residue *res_setup = &vc->residues[i];
633         uint_fast8_t cascade[64];
634         uint_fast8_t high_bits;
635         uint_fast8_t low_bits;
636
637         res_setup->type = get_bits(gb, 16);
638
639         AV_DEBUG(" %d. residue type %d \n", i, res_setup->type);
640
641         res_setup->begin          = get_bits(gb, 24);
642         res_setup->end            = get_bits(gb, 24);
643         res_setup->partition_size = get_bits(gb, 24) + 1;
644         /* Validations to prevent a buffer overflow later. */
645         if (res_setup->begin>res_setup->end ||
646             res_setup->end>vc->blocksize[1] / (res_setup->type == 2 ? 1 : 2) ||
647             (res_setup->end-res_setup->begin) / res_setup->partition_size > V_MAX_PARTITIONS) {
648             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "partition out of bounds: type, begin, end, size, blocksize: %"PRIdFAST16", %"PRIdFAST32", %"PRIdFAST32", %"PRIdFAST32", %"PRIdFAST32"\n", res_setup->type, res_setup->begin, res_setup->end, res_setup->partition_size, vc->blocksize[1] / 2);
649             return -1;
650         }
651
652         res_setup->classifications = get_bits(gb, 6) + 1;
653         res_setup->classbook = get_bits(gb, 8);
654         if (res_setup->classbook >= vc->codebook_count) {
655             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "classbook value %d out of range. \n", res_setup->classbook);
656             return -1;
657         }
658
659         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,
660           res_setup->classifications, res_setup->classbook);
661
662         for (j = 0; j < res_setup->classifications; ++j) {
663             high_bits = 0;
664             low_bits  = get_bits(gb, 3);
665             if (get_bits1(gb))
666                 high_bits = get_bits(gb, 5);
667             cascade[j] = (high_bits << 3) + low_bits;
668
669             AV_DEBUG("     %d class casscade depth: %d \n", j, ilog(cascade[j]));
670         }
671
672         res_setup->maxpass = 0;
673         for (j = 0; j < res_setup->classifications; ++j) {
674             for (k = 0; k < 8; ++k) {
675                 if (cascade[j]&(1 << k)) {
676                     int bits = get_bits(gb, 8);
677                     if (bits >= vc->codebook_count) {
678                         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "book value %d out of range. \n", bits);
679                         return -1;
680                     }
681                     res_setup->books[j][k] = bits;
682
683                     AV_DEBUG("     %d class casscade depth %d book: %d \n", j, k, res_setup->books[j][k]);
684
685                     if (k>res_setup->maxpass)
686                         res_setup->maxpass = k;
687                 } else {
688                     res_setup->books[j][k] = -1;
689                 }
690             }
691         }
692     }
693     return 0;
694 }
695
696 // Process mappings part
697
698 static int vorbis_parse_setup_hdr_mappings(vorbis_context *vc)
699 {
700     GetBitContext *gb = &vc->gb;
701     uint_fast8_t i, j;
702
703     vc->mapping_count = get_bits(gb, 6)+1;
704     vc->mappings      = av_mallocz(vc->mapping_count * sizeof(vorbis_mapping));
705
706     AV_DEBUG(" There are %d mappings. \n", vc->mapping_count);
707
708     for (i = 0; i < vc->mapping_count; ++i) {
709         vorbis_mapping *mapping_setup = &vc->mappings[i];
710
711         if (get_bits(gb, 16)) {
712             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Other mappings than type 0 are not compliant with the Vorbis I specification. \n");
713             return -1;
714         }
715         if (get_bits1(gb)) {
716             mapping_setup->submaps = get_bits(gb, 4) + 1;
717         } else {
718             mapping_setup->submaps = 1;
719         }
720
721         if (get_bits1(gb)) {
722             mapping_setup->coupling_steps = get_bits(gb, 8) + 1;
723             mapping_setup->magnitude      = av_mallocz(mapping_setup->coupling_steps * sizeof(uint_fast8_t));
724             mapping_setup->angle          = av_mallocz(mapping_setup->coupling_steps * sizeof(uint_fast8_t));
725             for (j = 0; j < mapping_setup->coupling_steps; ++j) {
726                 mapping_setup->magnitude[j] = get_bits(gb, ilog(vc->audio_channels - 1));
727                 mapping_setup->angle[j] = get_bits(gb, ilog(vc->audio_channels - 1));
728                 if (mapping_setup->magnitude[j] >= vc->audio_channels) {
729                     av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "magnitude channel %d out of range. \n", mapping_setup->magnitude[j]);
730                     return -1;
731                 }
732                 if (mapping_setup->angle[j] >= vc->audio_channels) {
733                     av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "angle channel %d out of range. \n", mapping_setup->angle[j]);
734                     return -1;
735                 }
736             }
737         } else {
738             mapping_setup->coupling_steps = 0;
739         }
740
741         AV_DEBUG("   %d mapping coupling steps: %d \n", i, mapping_setup->coupling_steps);
742
743         if (get_bits(gb, 2)) {
744             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "%d. mapping setup data invalid. \n", i);
745             return -1; // following spec.
746         }
747
748         if (mapping_setup->submaps>1) {
749             mapping_setup->mux = av_mallocz(vc->audio_channels * sizeof(uint_fast8_t));
750             for (j = 0; j < vc->audio_channels; ++j)
751                 mapping_setup->mux[j] = get_bits(gb, 4);
752         }
753
754         for (j = 0; j < mapping_setup->submaps; ++j) {
755             int bits;
756             skip_bits(gb, 8); // FIXME check?
757             bits = get_bits(gb, 8);
758             if (bits >= vc->floor_count) {
759                 av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "submap floor value %d out of range. \n", bits);
760                 return -1;
761             }
762             mapping_setup->submap_floor[j] = bits;
763             bits = get_bits(gb, 8);
764             if (bits >= vc->residue_count) {
765                 av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "submap residue value %d out of range. \n", bits);
766                 return -1;
767             }
768             mapping_setup->submap_residue[j] = bits;
769
770             AV_DEBUG("   %d mapping %d submap : floor %d, residue %d \n", i, j, mapping_setup->submap_floor[j], mapping_setup->submap_residue[j]);
771         }
772     }
773     return 0;
774 }
775
776 // Process modes part
777
778 static void create_map(vorbis_context *vc, uint_fast8_t floor_number)
779 {
780     vorbis_floor *floors = vc->floors;
781     vorbis_floor0 *vf;
782     int idx;
783     int_fast8_t blockflag;
784     int_fast32_t *map;
785     int_fast32_t n; //TODO: could theoretically be smaller?
786
787     for (blockflag = 0; blockflag < 2; ++blockflag) {
788         n = vc->blocksize[blockflag] / 2;
789         floors[floor_number].data.t0.map[blockflag] =
790             av_malloc((n+1) * sizeof(int_fast32_t)); // n + sentinel
791
792         map =  floors[floor_number].data.t0.map[blockflag];
793         vf  = &floors[floor_number].data.t0;
794
795         for (idx = 0; idx < n; ++idx) {
796             map[idx] = floor(BARK((vf->rate * idx) / (2.0f * n)) *
797                              ((vf->bark_map_size) /
798                               BARK(vf->rate / 2.0f)));
799             if (vf->bark_map_size-1 < map[idx])
800                 map[idx] = vf->bark_map_size - 1;
801         }
802         map[n] = -1;
803         vf->map_size[blockflag] = n;
804     }
805
806 #   ifdef V_DEBUG
807     for (idx = 0; idx <= n; ++idx) {
808         AV_DEBUG("floor0 map: map at pos %d is %d\n",
809                  idx, map[idx]);
810     }
811 #   endif
812 }
813
814 static int vorbis_parse_setup_hdr_modes(vorbis_context *vc)
815 {
816     GetBitContext *gb = &vc->gb;
817     uint_fast8_t i;
818
819     vc->mode_count = get_bits(gb, 6) + 1;
820     vc->modes      = av_mallocz(vc->mode_count * sizeof(vorbis_mode));
821
822     AV_DEBUG(" There are %d modes.\n", vc->mode_count);
823
824     for (i = 0; i < vc->mode_count; ++i) {
825         vorbis_mode *mode_setup = &vc->modes[i];
826
827         mode_setup->blockflag     = get_bits1(gb);
828         mode_setup->windowtype    = get_bits(gb, 16); //FIXME check
829         mode_setup->transformtype = get_bits(gb, 16); //FIXME check
830         mode_setup->mapping       = get_bits(gb,  8);
831         if (mode_setup->mapping >= vc->mapping_count) {
832             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "mode mapping value %d out of range. \n", mode_setup->mapping);
833             return -1;
834         }
835
836         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);
837     }
838     return 0;
839 }
840
841 // Process the whole setup header using the functions above
842
843 static int vorbis_parse_setup_hdr(vorbis_context *vc)
844 {
845     GetBitContext *gb = &vc->gb;
846
847     if ((get_bits(gb, 8) != 'v') || (get_bits(gb, 8) != 'o') ||
848         (get_bits(gb, 8) != 'r') || (get_bits(gb, 8) != 'b') ||
849         (get_bits(gb, 8) != 'i') || (get_bits(gb, 8) != 's')) {
850         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (no vorbis signature). \n");
851         return -1;
852     }
853
854     if (vorbis_parse_setup_hdr_codebooks(vc)) {
855         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (codebooks). \n");
856         return -2;
857     }
858     if (vorbis_parse_setup_hdr_tdtransforms(vc)) {
859         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (time domain transforms). \n");
860         return -3;
861     }
862     if (vorbis_parse_setup_hdr_floors(vc)) {
863         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (floors). \n");
864         return -4;
865     }
866     if (vorbis_parse_setup_hdr_residues(vc)) {
867         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (residues). \n");
868         return -5;
869     }
870     if (vorbis_parse_setup_hdr_mappings(vc)) {
871         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (mappings). \n");
872         return -6;
873     }
874     if (vorbis_parse_setup_hdr_modes(vc)) {
875         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (modes). \n");
876         return -7;
877     }
878     if (!get_bits1(gb)) {
879         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (framing flag). \n");
880         return -8; // framing flag bit unset error
881     }
882
883     return 0;
884 }
885
886 // Process the identification header
887
888 static int vorbis_parse_id_hdr(vorbis_context *vc)
889 {
890     GetBitContext *gb = &vc->gb;
891     uint_fast8_t bl0, bl1;
892
893     if ((get_bits(gb, 8) != 'v') || (get_bits(gb, 8) != 'o') ||
894         (get_bits(gb, 8) != 'r') || (get_bits(gb, 8) != 'b') ||
895         (get_bits(gb, 8) != 'i') || (get_bits(gb, 8) != 's')) {
896         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis id header packet corrupt (no vorbis signature). \n");
897         return -1;
898     }
899
900     vc->version        = get_bits_long(gb, 32);    //FIXME check 0
901     vc->audio_channels = get_bits(gb, 8);
902     if (vc->audio_channels <= 0) {
903         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid number of channels\n");
904         return -1;
905     }
906     vc->audio_samplerate = get_bits_long(gb, 32);
907     if (vc->audio_samplerate <= 0) {
908         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid samplerate\n");
909         return -1;
910     }
911     vc->bitrate_maximum = get_bits_long(gb, 32);
912     vc->bitrate_nominal = get_bits_long(gb, 32);
913     vc->bitrate_minimum = get_bits_long(gb, 32);
914     bl0 = get_bits(gb, 4);
915     bl1 = get_bits(gb, 4);
916     vc->blocksize[0] = (1 << bl0);
917     vc->blocksize[1] = (1 << bl1);
918     if (bl0 > 13 || bl0 < 6 || bl1 > 13 || bl1 < 6 || bl1 < bl0) {
919         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis id header packet corrupt (illegal blocksize). \n");
920         return -3;
921     }
922     // output format int16
923     if (vc->blocksize[1] / 2 * vc->audio_channels * 2 > AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE) {
924         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Vorbis channel count makes "
925                "output packets too large.\n");
926         return -4;
927     }
928     vc->win[0] = ff_vorbis_vwin[bl0 - 6];
929     vc->win[1] = ff_vorbis_vwin[bl1 - 6];
930
931     if ((get_bits1(gb)) == 0) {
932         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis id header packet corrupt (framing flag not set). \n");
933         return -2;
934     }
935
936     vc->channel_residues =  av_malloc((vc->blocksize[1]  / 2) * vc->audio_channels * sizeof(float));
937     vc->channel_floors   =  av_malloc((vc->blocksize[1]  / 2) * vc->audio_channels * sizeof(float));
938     vc->saved            =  av_mallocz((vc->blocksize[1] / 4) * vc->audio_channels * sizeof(float));
939     vc->previous_window  = 0;
940
941     ff_mdct_init(&vc->mdct[0], bl0, 1, vc->exp_bias ? -(1 << 15) : -1.0);
942     ff_mdct_init(&vc->mdct[1], bl1, 1, vc->exp_bias ? -(1 << 15) : -1.0);
943
944     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 ",
945             vc->version, vc->audio_channels, vc->audio_samplerate, vc->bitrate_maximum, vc->bitrate_nominal, vc->bitrate_minimum, vc->blocksize[0], vc->blocksize[1]);
946
947 /*
948     BLK = vc->blocksize[0];
949     for (i = 0; i < BLK / 2; ++i) {
950         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)));
951     }
952 */
953
954     return 0;
955 }
956
957 // Process the extradata using the functions above (identification header, setup header)
958
959 static av_cold int vorbis_decode_init(AVCodecContext *avccontext)
960 {
961     vorbis_context *vc = avccontext->priv_data ;
962     uint8_t *headers   = avccontext->extradata;
963     int headers_len    = avccontext->extradata_size;
964     uint8_t *header_start[3];
965     int header_len[3];
966     GetBitContext *gb = &(vc->gb);
967     int hdr_type;
968
969     vc->avccontext = avccontext;
970     dsputil_init(&vc->dsp, avccontext);
971
972     if (vc->dsp.float_to_int16_interleave == ff_float_to_int16_interleave_c) {
973         vc->add_bias = 385;
974         vc->exp_bias = 0;
975     } else {
976         vc->add_bias = 0;
977         vc->exp_bias = 15 << 23;
978     }
979
980     if (!headers_len) {
981         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Extradata corrupt.\n");
982         return -1;
983     }
984
985     if (ff_split_xiph_headers(headers, headers_len, 30, header_start, header_len) < 0) {
986         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Extradata corrupt.\n");
987         return -1;
988     }
989
990     init_get_bits(gb, header_start[0], header_len[0]*8);
991     hdr_type = get_bits(gb, 8);
992     if (hdr_type != 1) {
993         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "First header is not the id header.\n");
994         return -1;
995     }
996     if (vorbis_parse_id_hdr(vc)) {
997         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Id header corrupt.\n");
998         vorbis_free(vc);
999         return -1;
1000     }
1001
1002     init_get_bits(gb, header_start[2], header_len[2]*8);
1003     hdr_type = get_bits(gb, 8);
1004     if (hdr_type != 5) {
1005         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Third header is not the setup header.\n");
1006         vorbis_free(vc);
1007         return -1;
1008     }
1009     if (vorbis_parse_setup_hdr(vc)) {
1010         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Setup header corrupt.\n");
1011         vorbis_free(vc);
1012         return -1;
1013     }
1014
1015     avccontext->channels    = vc->audio_channels;
1016     avccontext->sample_rate = vc->audio_samplerate;
1017     avccontext->frame_size  = FFMIN(vc->blocksize[0], vc->blocksize[1]) >> 2;
1018     avccontext->sample_fmt  = SAMPLE_FMT_S16;
1019
1020     return 0 ;
1021 }
1022
1023 // Decode audiopackets -------------------------------------------------
1024
1025 // Read and decode floor
1026
1027 static uint_fast8_t vorbis_floor0_decode(vorbis_context *vc,
1028                                          vorbis_floor_data *vfu, float *vec)
1029 {
1030     vorbis_floor0 *vf = &vfu->t0;
1031     float *lsp = vf->lsp;
1032     uint_fast32_t amplitude;
1033     uint_fast32_t book_idx;
1034     uint_fast8_t blockflag = vc->modes[vc->mode_number].blockflag;
1035
1036     amplitude = get_bits(&vc->gb, vf->amplitude_bits);
1037     if (amplitude > 0) {
1038         float last = 0;
1039         uint_fast16_t lsp_len = 0;
1040         uint_fast16_t idx;
1041         vorbis_codebook codebook;
1042
1043         book_idx = get_bits(&vc->gb, ilog(vf->num_books));
1044         if (book_idx >= vf->num_books) {
1045             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR,
1046                     "floor0 dec: booknumber too high!\n");
1047             book_idx =  0;
1048             //FIXME: look above
1049         }
1050         AV_DEBUG("floor0 dec: booknumber: %u\n", book_idx);
1051         codebook = vc->codebooks[vf->book_list[book_idx]];
1052
1053         while (lsp_len<vf->order) {
1054             int vec_off;
1055
1056             AV_DEBUG("floor0 dec: book dimension: %d\n", codebook.dimensions);
1057             AV_DEBUG("floor0 dec: maximum depth: %d\n", codebook.maxdepth);
1058             /* read temp vector */
1059             vec_off = get_vlc2(&vc->gb, codebook.vlc.table,
1060                                codebook.nb_bits, codebook.maxdepth)
1061                       * codebook.dimensions;
1062             AV_DEBUG("floor0 dec: vector offset: %d\n", vec_off);
1063             /* copy each vector component and add last to it */
1064             for (idx = 0; idx < codebook.dimensions; ++idx)
1065                 lsp[lsp_len+idx] = codebook.codevectors[vec_off+idx] + last;
1066             last = lsp[lsp_len+idx-1]; /* set last to last vector component */
1067
1068             lsp_len += codebook.dimensions;
1069         }
1070 #ifdef V_DEBUG
1071         /* DEBUG: output lsp coeffs */
1072         {
1073             int idx;
1074             for (idx = 0; idx < lsp_len; ++idx)
1075                 AV_DEBUG("floor0 dec: coeff at %d is %f\n", idx, lsp[idx]);
1076         }
1077 #endif
1078
1079         /* synthesize floor output vector */
1080         {
1081             int i;
1082             int order = vf->order;
1083             float wstep = M_PI / vf->bark_map_size;
1084
1085             for (i = 0; i < order; i++)
1086                 lsp[i] = 2.0f * cos(lsp[i]);
1087
1088             AV_DEBUG("floor0 synth: map_size = %d; m = %d; wstep = %f\n",
1089                      vf->map_size, order, wstep);
1090
1091             i = 0;
1092             while (i < vf->map_size[blockflag]) {
1093                 int j, iter_cond = vf->map[blockflag][i];
1094                 float p = 0.5f;
1095                 float q = 0.5f;
1096                 float two_cos_w = 2.0f * cos(wstep * iter_cond); // needed all times
1097
1098                 /* similar part for the q and p products */
1099                 for (j = 0; j + 1 < order; j += 2) {
1100                     q *= lsp[j]     - two_cos_w;
1101                     p *= lsp[j + 1] - two_cos_w;
1102                 }
1103                 if (j == order) { // even order
1104                     p *= p * (2.0f - two_cos_w);
1105                     q *= q * (2.0f + two_cos_w);
1106                 } else { // odd order
1107                     q *= two_cos_w-lsp[j]; // one more time for q
1108
1109                     /* final step and square */
1110                     p *= p * (4.f - two_cos_w * two_cos_w);
1111                     q *= q;
1112                 }
1113
1114                 /* calculate linear floor value */
1115                 {
1116                     q = exp((((amplitude*vf->amplitude_offset) /
1117                               (((1 << vf->amplitude_bits) - 1) * sqrt(p + q)))
1118                              - vf->amplitude_offset) * .11512925f);
1119                 }
1120
1121                 /* fill vector */
1122                 do {
1123                     vec[i] = q; ++i;
1124                 } while (vf->map[blockflag][i] == iter_cond);
1125             }
1126         }
1127     } else {
1128         /* this channel is unused */
1129         return 1;
1130     }
1131
1132     AV_DEBUG(" Floor0 decoded\n");
1133
1134     return 0;
1135 }
1136
1137 static uint_fast8_t vorbis_floor1_decode(vorbis_context *vc,
1138                                          vorbis_floor_data *vfu, float *vec)
1139 {
1140     vorbis_floor1 *vf = &vfu->t1;
1141     GetBitContext *gb = &vc->gb;
1142     uint_fast16_t range_v[4] = { 256, 128, 86, 64 };
1143     uint_fast16_t range = range_v[vf->multiplier-1];
1144     uint_fast16_t floor1_Y[vf->x_list_dim];
1145     uint_fast16_t floor1_Y_final[vf->x_list_dim];
1146     int floor1_flag[vf->x_list_dim];
1147     uint_fast8_t class_;
1148     uint_fast8_t cdim;
1149     uint_fast8_t cbits;
1150     uint_fast8_t csub;
1151     uint_fast8_t cval;
1152     int_fast16_t book;
1153     uint_fast16_t offset;
1154     uint_fast16_t i,j;
1155     /*u*/int_fast16_t adx, ady, off, predicted; // WTF ? dy/adx =  (unsigned)dy/adx ?
1156     int_fast16_t dy, err;
1157
1158
1159     if (!get_bits1(gb)) // silence
1160         return 1;
1161
1162 // Read values (or differences) for the floor's points
1163
1164     floor1_Y[0] = get_bits(gb, ilog(range - 1));
1165     floor1_Y[1] = get_bits(gb, ilog(range - 1));
1166
1167     AV_DEBUG("floor 0 Y %d floor 1 Y %d \n", floor1_Y[0], floor1_Y[1]);
1168
1169     offset = 2;
1170     for (i = 0; i < vf->partitions; ++i) {
1171         class_ = vf->partition_class[i];
1172         cdim   = vf->class_dimensions[class_];
1173         cbits  = vf->class_subclasses[class_];
1174         csub = (1 << cbits) - 1;
1175         cval = 0;
1176
1177         AV_DEBUG("Cbits %d \n", cbits);
1178
1179         if (cbits) // this reads all subclasses for this partition's class
1180             cval = get_vlc2(gb, vc->codebooks[vf->class_masterbook[class_]].vlc.table,
1181                             vc->codebooks[vf->class_masterbook[class_]].nb_bits, 3);
1182
1183         for (j = 0; j < cdim; ++j) {
1184             book = vf->subclass_books[class_][cval & csub];
1185
1186             AV_DEBUG("book %d Cbits %d cval %d  bits:%d \n", book, cbits, cval, get_bits_count(gb));
1187
1188             cval = cval >> cbits;
1189             if (book > -1) {
1190                 floor1_Y[offset+j] = get_vlc2(gb, vc->codebooks[book].vlc.table,
1191                 vc->codebooks[book].nb_bits, 3);
1192             } else {
1193                 floor1_Y[offset+j] = 0;
1194             }
1195
1196             AV_DEBUG(" floor(%d) = %d \n", vf->list[offset+j].x, floor1_Y[offset+j]);
1197         }
1198         offset+=cdim;
1199     }
1200
1201 // Amplitude calculation from the differences
1202
1203     floor1_flag[0] = 1;
1204     floor1_flag[1] = 1;
1205     floor1_Y_final[0] = floor1_Y[0];
1206     floor1_Y_final[1] = floor1_Y[1];
1207
1208     for (i = 2; i < vf->x_list_dim; ++i) {
1209         uint_fast16_t val, highroom, lowroom, room;
1210         uint_fast16_t high_neigh_offs;
1211         uint_fast16_t low_neigh_offs;
1212
1213         low_neigh_offs  = vf->list[i].low;
1214         high_neigh_offs = vf->list[i].high;
1215         dy  = floor1_Y_final[high_neigh_offs] - floor1_Y_final[low_neigh_offs];  // render_point begin
1216         adx = vf->list[high_neigh_offs].x - vf->list[low_neigh_offs].x;
1217         ady = FFABS(dy);
1218         err = ady * (vf->list[i].x - vf->list[low_neigh_offs].x);
1219         off = (int16_t)err / (int16_t)adx;
1220         if (dy < 0) {
1221             predicted = floor1_Y_final[low_neigh_offs] - off;
1222         } else {
1223             predicted = floor1_Y_final[low_neigh_offs] + off;
1224         } // render_point end
1225
1226         val = floor1_Y[i];
1227         highroom = range-predicted;
1228         lowroom  = predicted;
1229         if (highroom < lowroom) {
1230             room = highroom * 2;
1231         } else {
1232             room = lowroom * 2;   // SPEC mispelling
1233         }
1234         if (val) {
1235             floor1_flag[low_neigh_offs]  = 1;
1236             floor1_flag[high_neigh_offs] = 1;
1237             floor1_flag[i]               = 1;
1238             if (val >= room) {
1239                 if (highroom > lowroom) {
1240                     floor1_Y_final[i] = val - lowroom + predicted;
1241                 } else {
1242                     floor1_Y_final[i] = predicted - val + highroom - 1;
1243                 }
1244             } else {
1245                 if (val & 1) {
1246                     floor1_Y_final[i] = predicted - (val + 1) / 2;
1247                 } else {
1248                     floor1_Y_final[i] = predicted + val / 2;
1249                 }
1250             }
1251         } else {
1252             floor1_flag[i]    = 0;
1253             floor1_Y_final[i] = predicted;
1254         }
1255
1256         AV_DEBUG(" Decoded floor(%d) = %d / val %d \n", vf->list[i].x, floor1_Y_final[i], val);
1257     }
1258
1259 // Curve synth - connect the calculated dots and convert from dB scale FIXME optimize ?
1260
1261     ff_vorbis_floor1_render_list(vf->list, vf->x_list_dim, floor1_Y_final, floor1_flag, vf->multiplier, vec, vf->list[1].x);
1262
1263     AV_DEBUG(" Floor decoded\n");
1264
1265     return 0;
1266 }
1267
1268 // Read and decode residue
1269
1270 static av_always_inline int vorbis_residue_decode_internal(vorbis_context *vc,
1271                                                            vorbis_residue *vr,
1272                                                            uint_fast8_t ch,
1273                                                            uint_fast8_t *do_not_decode,
1274                                                            float *vec,
1275                                                            uint_fast16_t vlen,
1276                                                            int vr_type)
1277 {
1278     GetBitContext *gb = &vc->gb;
1279     uint_fast8_t c_p_c = vc->codebooks[vr->classbook].dimensions;
1280     uint_fast16_t n_to_read = vr->end-vr->begin;
1281     uint_fast16_t ptns_to_read = n_to_read/vr->partition_size;
1282     uint_fast8_t classifs[ptns_to_read*vc->audio_channels];
1283     uint_fast8_t pass;
1284     uint_fast8_t ch_used;
1285     uint_fast8_t i,j,l;
1286     uint_fast16_t k;
1287
1288     if (vr_type == 2) {
1289         for (j = 1; j < ch; ++j)
1290             do_not_decode[0] &= do_not_decode[j];  // FIXME - clobbering input
1291         if (do_not_decode[0])
1292             return 0;
1293         ch_used = 1;
1294     } else {
1295         ch_used = ch;
1296     }
1297
1298     AV_DEBUG(" residue type 0/1/2 decode begin, ch: %d  cpc %d  \n", ch, c_p_c);
1299
1300     for (pass = 0; pass <= vr->maxpass; ++pass) { // FIXME OPTIMIZE?
1301         uint_fast16_t voffset;
1302         uint_fast16_t partition_count;
1303         uint_fast16_t j_times_ptns_to_read;
1304
1305         voffset = vr->begin;
1306         for (partition_count = 0; partition_count < ptns_to_read;) {  // SPEC        error
1307             if (!pass) {
1308                 uint_fast32_t inverse_class = ff_inverse[vr->classifications];
1309                 for (j_times_ptns_to_read = 0, j = 0; j < ch_used; ++j) {
1310                     if (!do_not_decode[j]) {
1311                         uint_fast32_t temp = get_vlc2(gb, vc->codebooks[vr->classbook].vlc.table,
1312                         vc->codebooks[vr->classbook].nb_bits, 3);
1313
1314                         AV_DEBUG("Classword: %d \n", temp);
1315
1316                         assert(vr->classifications > 1 && temp <= 65536); //needed for inverse[]
1317                         for (i = 0; i < c_p_c; ++i) {
1318                             uint_fast32_t temp2;
1319
1320                             temp2 = (((uint_fast64_t)temp) * inverse_class) >> 32;
1321                             if (partition_count + c_p_c - 1 - i < ptns_to_read)
1322                                 classifs[j_times_ptns_to_read + partition_count + c_p_c - 1 - i] = temp - temp2 * vr->classifications;
1323                             temp = temp2;
1324                         }
1325                     }
1326                     j_times_ptns_to_read += ptns_to_read;
1327                 }
1328             }
1329             for (i = 0; (i < c_p_c) && (partition_count < ptns_to_read); ++i) {
1330                 for (j_times_ptns_to_read = 0, j = 0; j < ch_used; ++j) {
1331                     uint_fast16_t voffs;
1332
1333                     if (!do_not_decode[j]) {
1334                         uint_fast8_t vqclass = classifs[j_times_ptns_to_read+partition_count];
1335                         int_fast16_t vqbook = vr->books[vqclass][pass];
1336
1337                         if (vqbook >= 0 && vc->codebooks[vqbook].codevectors) {
1338                             uint_fast16_t coffs;
1339                             unsigned dim =  vc->codebooks[vqbook].dimensions; // not uint_fast8_t: 64bit is slower here on amd64
1340                             uint_fast16_t step = dim == 1 ? vr->partition_size
1341                                                           : FASTDIV(vr->partition_size, dim);
1342                             vorbis_codebook codebook = vc->codebooks[vqbook];
1343
1344                             if (vr_type == 0) {
1345
1346                                 voffs = voffset+j*vlen;
1347                                 for (k = 0; k < step; ++k) {
1348                                     coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * dim;
1349                                     for (l = 0; l < dim; ++l)
1350                                         vec[voffs + k + l * step] += codebook.codevectors[coffs + l];  // FPMATH
1351                                 }
1352                             } else if (vr_type == 1) {
1353                                 voffs = voffset + j * vlen;
1354                                 for (k = 0; k < step; ++k) {
1355                                     coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * dim;
1356                                     for (l = 0; l < dim; ++l, ++voffs) {
1357                                         vec[voffs]+=codebook.codevectors[coffs+l];  // FPMATH
1358
1359                                         AV_DEBUG(" pass %d offs: %d curr: %f change: %f cv offs.: %d  \n", pass, voffs, vec[voffs], codebook.codevectors[coffs+l], coffs);
1360                                     }
1361                                 }
1362                             } else if (vr_type == 2 && ch == 2 && (voffset & 1) == 0 && (dim & 1) == 0) { // most frequent case optimized
1363                                 voffs = voffset >> 1;
1364
1365                                 if (dim == 2) {
1366                                     for (k = 0; k < step; ++k) {
1367                                         coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * 2;
1368                                         vec[voffs + k       ] += codebook.codevectors[coffs    ];  // FPMATH
1369                                         vec[voffs + k + vlen] += codebook.codevectors[coffs + 1];  // FPMATH
1370                                     }
1371                                 } else if (dim == 4) {
1372                                     for (k = 0; k < step; ++k, voffs += 2) {
1373                                         coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * 4;
1374                                         vec[voffs           ] += codebook.codevectors[coffs    ];  // FPMATH
1375                                         vec[voffs + 1       ] += codebook.codevectors[coffs + 2];  // FPMATH
1376                                         vec[voffs + vlen    ] += codebook.codevectors[coffs + 1];  // FPMATH
1377                                         vec[voffs + vlen + 1] += codebook.codevectors[coffs + 3];  // FPMATH
1378                                     }
1379                                 } else
1380                                 for (k = 0; k < step; ++k) {
1381                                     coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * dim;
1382                                     for (l = 0; l < dim; l += 2, voffs++) {
1383                                         vec[voffs       ] += codebook.codevectors[coffs + l    ];  // FPMATH
1384                                         vec[voffs + vlen] += codebook.codevectors[coffs + l + 1];  // FPMATH
1385
1386                                         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);
1387                                     }
1388                                 }
1389
1390                             } else if (vr_type == 2) {
1391                                 voffs = voffset;
1392
1393                                 for (k = 0; k < step; ++k) {
1394                                     coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * dim;
1395                                     for (l = 0; l < dim; ++l, ++voffs) {
1396                                         vec[voffs / ch + (voffs % ch) * vlen] += codebook.codevectors[coffs + l];  // FPMATH FIXME use if and counter instead of / and %
1397
1398                                         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);
1399                                     }
1400                                 }
1401                             }
1402                         }
1403                     }
1404                     j_times_ptns_to_read += ptns_to_read;
1405                 }
1406                 ++partition_count;
1407                 voffset += vr->partition_size;
1408             }
1409         }
1410     }
1411     return 0;
1412 }
1413
1414 static inline int vorbis_residue_decode(vorbis_context *vc, vorbis_residue *vr,
1415                                         uint_fast8_t ch,
1416                                         uint_fast8_t *do_not_decode,
1417                                         float *vec, uint_fast16_t vlen)
1418 {
1419     if (vr->type == 2)
1420         return vorbis_residue_decode_internal(vc, vr, ch, do_not_decode, vec, vlen, 2);
1421     else if (vr->type == 1)
1422         return vorbis_residue_decode_internal(vc, vr, ch, do_not_decode, vec, vlen, 1);
1423     else if (vr->type == 0)
1424         return vorbis_residue_decode_internal(vc, vr, ch, do_not_decode, vec, vlen, 0);
1425     else {
1426         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Invalid residue type while residue decode?! \n");
1427         return -1;
1428     }
1429 }
1430
1431 void vorbis_inverse_coupling(float *mag, float *ang, int blocksize)
1432 {
1433     int i;
1434     for (i = 0;  i < blocksize;  i++) {
1435         if (mag[i] > 0.0) {
1436             if (ang[i] > 0.0) {
1437                 ang[i] = mag[i] - ang[i];
1438             } else {
1439                 float temp = ang[i];
1440                 ang[i]     = mag[i];
1441                 mag[i]    += temp;
1442             }
1443         } else {
1444             if (ang[i] > 0.0) {
1445                 ang[i] += mag[i];
1446             } else {
1447                 float temp = ang[i];
1448                 ang[i]     = mag[i];
1449                 mag[i]    -= temp;
1450             }
1451         }
1452     }
1453 }
1454
1455 static void copy_normalize(float *dst, float *src, int len, int exp_bias,
1456                            float add_bias)
1457 {
1458     int i;
1459     if (exp_bias) {
1460         memcpy(dst, src, len * sizeof(float));
1461     } else {
1462         for (i = 0; i < len; i++)
1463             dst[i] = src[i] + add_bias;
1464     }
1465 }
1466
1467 // Decode the audio packet using the functions above
1468
1469 static int vorbis_parse_audio_packet(vorbis_context *vc)
1470 {
1471     GetBitContext *gb = &vc->gb;
1472
1473     uint_fast8_t previous_window = vc->previous_window;
1474     uint_fast8_t mode_number;
1475     uint_fast8_t blockflag;
1476     uint_fast16_t blocksize;
1477     int_fast32_t i,j;
1478     uint_fast8_t no_residue[vc->audio_channels];
1479     uint_fast8_t do_not_decode[vc->audio_channels];
1480     vorbis_mapping *mapping;
1481     float *ch_res_ptr   = vc->channel_residues;
1482     float *ch_floor_ptr = vc->channel_floors;
1483     uint_fast8_t res_chan[vc->audio_channels];
1484     uint_fast8_t res_num = 0;
1485     int_fast16_t retlen  = 0;
1486     float fadd_bias = vc->add_bias;
1487
1488     if (get_bits1(gb)) {
1489         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Not a Vorbis I audio packet.\n");
1490         return -1; // packet type not audio
1491     }
1492
1493     if (vc->mode_count == 1) {
1494         mode_number = 0;
1495     } else {
1496         mode_number = get_bits(gb, ilog(vc->mode_count-1));
1497     }
1498     if (mode_number >= vc->mode_count) {
1499         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "mode number %d out of range.\n", mode_number);
1500         return -1;
1501     }
1502     vc->mode_number = mode_number;
1503     mapping = &vc->mappings[vc->modes[mode_number].mapping];
1504
1505     AV_DEBUG(" Mode number: %d , mapping: %d , blocktype %d \n", mode_number, vc->modes[mode_number].mapping, vc->modes[mode_number].blockflag);
1506
1507     blockflag = vc->modes[mode_number].blockflag;
1508     blocksize = vc->blocksize[blockflag];
1509     if (blockflag)
1510         skip_bits(gb, 2); // previous_window, next_window
1511
1512     memset(ch_res_ptr,   0, sizeof(float) * vc->audio_channels * blocksize / 2); //FIXME can this be removed ?
1513     memset(ch_floor_ptr, 0, sizeof(float) * vc->audio_channels * blocksize / 2); //FIXME can this be removed ?
1514
1515 // Decode floor
1516
1517     for (i = 0; i < vc->audio_channels; ++i) {
1518         vorbis_floor *floor;
1519         if (mapping->submaps > 1) {
1520             floor = &vc->floors[mapping->submap_floor[mapping->mux[i]]];
1521         } else {
1522             floor = &vc->floors[mapping->submap_floor[0]];
1523         }
1524
1525         no_residue[i] = floor->decode(vc, &floor->data, ch_floor_ptr);
1526         ch_floor_ptr += blocksize / 2;
1527     }
1528
1529 // Nonzero vector propagate
1530
1531     for (i = mapping->coupling_steps - 1; i >= 0; --i) {
1532         if (!(no_residue[mapping->magnitude[i]] & no_residue[mapping->angle[i]])) {
1533             no_residue[mapping->magnitude[i]] = 0;
1534             no_residue[mapping->angle[i]]     = 0;
1535         }
1536     }
1537
1538 // Decode residue
1539
1540     for (i = 0; i < mapping->submaps; ++i) {
1541         vorbis_residue *residue;
1542         uint_fast8_t ch = 0;
1543
1544         for (j = 0; j < vc->audio_channels; ++j) {
1545             if ((mapping->submaps == 1) || (i == mapping->mux[j])) {
1546                 res_chan[j] = res_num;
1547                 if (no_residue[j]) {
1548                     do_not_decode[ch] = 1;
1549                 } else {
1550                     do_not_decode[ch] = 0;
1551                 }
1552                 ++ch;
1553                 ++res_num;
1554             }
1555         }
1556         residue = &vc->residues[mapping->submap_residue[i]];
1557         vorbis_residue_decode(vc, residue, ch, do_not_decode, ch_res_ptr, blocksize/2);
1558
1559         ch_res_ptr += ch * blocksize / 2;
1560     }
1561
1562 // Inverse coupling
1563
1564     for (i = mapping->coupling_steps - 1; i >= 0; --i) { //warning: i has to be signed
1565         float *mag, *ang;
1566
1567         mag = vc->channel_residues+res_chan[mapping->magnitude[i]] * blocksize / 2;
1568         ang = vc->channel_residues+res_chan[mapping->angle[i]]     * blocksize / 2;
1569         vc->dsp.vorbis_inverse_coupling(mag, ang, blocksize / 2);
1570     }
1571
1572 // Dotproduct, MDCT
1573
1574     for (j = vc->audio_channels-1;j >= 0; j--) {
1575         ch_floor_ptr = vc->channel_floors   + j           * blocksize / 2;
1576         ch_res_ptr   = vc->channel_residues + res_chan[j] * blocksize / 2;
1577         vc->dsp.vector_fmul(ch_floor_ptr, ch_res_ptr, blocksize / 2);
1578         ff_imdct_half(&vc->mdct[blockflag], ch_res_ptr, ch_floor_ptr);
1579     }
1580
1581 // Overlap/add, save data for next overlapping  FPMATH
1582
1583     retlen = (blocksize + vc->blocksize[previous_window]) / 4;
1584     for (j = 0; j < vc->audio_channels; j++) {
1585         uint_fast16_t bs0 = vc->blocksize[0];
1586         uint_fast16_t bs1 = vc->blocksize[1];
1587         float *residue    = vc->channel_residues + res_chan[j] * blocksize / 2;
1588         float *saved      = vc->saved + j * bs1 / 4;
1589         float *ret        = vc->channel_floors + j * retlen;
1590         float *buf        = residue;
1591         const float *win  = vc->win[blockflag & previous_window];
1592
1593         if (blockflag == previous_window) {
1594             vc->dsp.vector_fmul_window(ret, saved, buf, win, fadd_bias, blocksize / 4);
1595         } else if (blockflag > previous_window) {
1596             vc->dsp.vector_fmul_window(ret, saved, buf, win, fadd_bias, bs0 / 4);
1597             copy_normalize(ret+bs0/2, buf+bs0/4, (bs1-bs0)/4, vc->exp_bias, fadd_bias);
1598         } else {
1599             copy_normalize(ret, saved, (bs1 - bs0) / 4, vc->exp_bias, fadd_bias);
1600             vc->dsp.vector_fmul_window(ret + (bs1 - bs0) / 4, saved + (bs1 - bs0) / 4, buf, win, fadd_bias, bs0 / 4);
1601         }
1602         memcpy(saved, buf + blocksize / 4, blocksize / 4 * sizeof(float));
1603     }
1604
1605     vc->previous_window = blockflag;
1606     return retlen;
1607 }
1608
1609 // Return the decoded audio packet through the standard api
1610
1611 static int vorbis_decode_frame(AVCodecContext *avccontext,
1612                                void *data, int *data_size,
1613                                AVPacket *avpkt)
1614 {
1615     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1616     int buf_size       = avpkt->size;
1617     vorbis_context *vc = avccontext->priv_data ;
1618     GetBitContext *gb = &(vc->gb);
1619     const float *channel_ptrs[vc->audio_channels];
1620     int i;
1621
1622     int_fast16_t len;
1623
1624     if (!buf_size)
1625         return 0;
1626
1627     AV_DEBUG("packet length %d \n", buf_size);
1628
1629     init_get_bits(gb, buf, buf_size*8);
1630
1631     len = vorbis_parse_audio_packet(vc);
1632
1633     if (len <= 0) {
1634         *data_size = 0;
1635         return buf_size;
1636     }
1637
1638     if (!vc->first_frame) {
1639         vc->first_frame = 1;
1640         *data_size = 0;
1641         return buf_size ;
1642     }
1643
1644     AV_DEBUG("parsed %d bytes %d bits, returned %d samples (*ch*bits) \n", get_bits_count(gb)/8, get_bits_count(gb)%8, len);
1645
1646     for (i = 0; i < vc->audio_channels; i++)
1647         channel_ptrs[i] = vc->channel_floors + i * len;
1648     vc->dsp.float_to_int16_interleave(data, channel_ptrs, len, vc->audio_channels);
1649     *data_size = len * 2 * vc->audio_channels;
1650
1651     return buf_size ;
1652 }
1653
1654 // Close decoder
1655
1656 static av_cold int vorbis_decode_close(AVCodecContext *avccontext)
1657 {
1658     vorbis_context *vc = avccontext->priv_data;
1659
1660     vorbis_free(vc);
1661
1662     return 0 ;
1663 }
1664
1665 AVCodec vorbis_decoder = {
1666     "vorbis",
1667     CODEC_TYPE_AUDIO,
1668     CODEC_ID_VORBIS,
1669     sizeof(vorbis_context),
1670     vorbis_decode_init,
1671     NULL,
1672     vorbis_decode_close,
1673     vorbis_decode_frame,
1674     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Vorbis"),
1675 };
1676