7443e98a643abb6b1076733c232acf03ad267d39
[ffmpeg.git] / libavcodec / vorbisdec.c
1 /**
2  * @file
3  * Vorbis I decoder
4  * @author Denes Balatoni  ( dbalatoni programozo hu )
5  *
6  * This file is part of Libav.
7  *
8  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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 #include "fmtconvert.h"
35
36 #include "vorbis.h"
37 #include "xiph.h"
38
39 #define V_NB_BITS 8
40 #define V_NB_BITS2 11
41 #define V_MAX_VLCS (1 << 16)
42 #define V_MAX_PARTITIONS (1 << 20)
43
44 #ifndef V_DEBUG
45 #define AV_DEBUG(...)
46 #endif
47
48 #undef NDEBUG
49 #include <assert.h>
50
51 typedef struct {
52     uint8_t      dimensions;
53     uint8_t      lookup_type;
54     uint8_t      maxdepth;
55     VLC          vlc;
56     float       *codevectors;
57     unsigned int nb_bits;
58 } vorbis_codebook;
59
60 typedef union  vorbis_floor_u  vorbis_floor_data;
61 typedef struct vorbis_floor0_s vorbis_floor0;
62 typedef struct vorbis_floor1_s vorbis_floor1;
63 struct vorbis_context_s;
64 typedef
65 int (* vorbis_floor_decode_func)
66     (struct vorbis_context_s *, vorbis_floor_data *, float *);
67 typedef struct {
68     uint8_t floor_type;
69     vorbis_floor_decode_func decode;
70     union vorbis_floor_u {
71         struct vorbis_floor0_s {
72             uint8_t       order;
73             uint16_t      rate;
74             uint16_t      bark_map_size;
75             int32_t      *map[2];
76             uint32_t      map_size[2];
77             uint8_t       amplitude_bits;
78             uint8_t       amplitude_offset;
79             uint8_t       num_books;
80             uint8_t      *book_list;
81             float        *lsp;
82         } t0;
83         struct vorbis_floor1_s {
84             uint8_t       partitions;
85             uint8_t       partition_class[32];
86             uint8_t       class_dimensions[16];
87             uint8_t       class_subclasses[16];
88             uint8_t       class_masterbook[16];
89             int16_t       subclass_books[16][8];
90             uint8_t       multiplier;
91             uint16_t      x_list_dim;
92             vorbis_floor1_entry *list;
93         } t1;
94     } data;
95 } vorbis_floor;
96
97 typedef struct {
98     uint16_t      type;
99     uint32_t      begin;
100     uint32_t      end;
101     unsigned      partition_size;
102     uint8_t       classifications;
103     uint8_t       classbook;
104     int16_t       books[64][8];
105     uint8_t       maxpass;
106     uint16_t      ptns_to_read;
107     uint8_t      *classifs;
108 } vorbis_residue;
109
110 typedef struct {
111     uint8_t       submaps;
112     uint16_t      coupling_steps;
113     uint8_t      *magnitude;
114     uint8_t      *angle;
115     uint8_t      *mux;
116     uint8_t       submap_floor[16];
117     uint8_t       submap_residue[16];
118 } vorbis_mapping;
119
120 typedef struct {
121     uint8_t       blockflag;
122     uint16_t      windowtype;
123     uint16_t      transformtype;
124     uint8_t       mapping;
125 } vorbis_mode;
126
127 typedef struct vorbis_context_s {
128     AVCodecContext *avccontext;
129     GetBitContext gb;
130     DSPContext dsp;
131     FmtConvertContext fmt_conv;
132
133     FFTContext mdct[2];
134     uint8_t       first_frame;
135     uint32_t      version;
136     uint8_t       audio_channels;
137     uint32_t      audio_samplerate;
138     uint32_t      bitrate_maximum;
139     uint32_t      bitrate_nominal;
140     uint32_t      bitrate_minimum;
141     uint32_t      blocksize[2];
142     const float  *win[2];
143     uint16_t      codebook_count;
144     vorbis_codebook *codebooks;
145     uint8_t       floor_count;
146     vorbis_floor *floors;
147     uint8_t       residue_count;
148     vorbis_residue *residues;
149     uint8_t       mapping_count;
150     vorbis_mapping *mappings;
151     uint8_t       mode_count;
152     vorbis_mode  *modes;
153     uint8_t       mode_number; // mode number for the current packet
154     uint8_t       previous_window;
155     float        *channel_residues;
156     float        *channel_floors;
157     float        *saved;
158     float         scale_bias; // for float->int conversion
159 } vorbis_context;
160
161 /* Helper functions */
162
163 #define BARK(x) \
164     (13.1f * atan(0.00074f * (x)) + 2.24f * atan(1.85e-8f * (x) * (x)) + 1e-4f * (x))
165
166 static const char idx_err_str[] = "Index value %d out of range (0 - %d) for %s at %s:%i\n";
167 #define VALIDATE_INDEX(idx, limit) \
168     if (idx >= limit) {\
169         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR,\
170                idx_err_str,\
171                (int)(idx), (int)(limit - 1), #idx, __FILE__, __LINE__);\
172         return -1;\
173     }
174 #define GET_VALIDATED_INDEX(idx, bits, limit) \
175     {\
176         idx = get_bits(gb, bits);\
177         VALIDATE_INDEX(idx, limit)\
178     }
179
180 static float vorbisfloat2float(unsigned val)
181 {
182     double mant = val & 0x1fffff;
183     long exp    = (val & 0x7fe00000L) >> 21;
184     if (val & 0x80000000)
185         mant = -mant;
186     return ldexp(mant, exp - 20 - 768);
187 }
188
189
190 // Free all allocated memory -----------------------------------------
191
192 static void vorbis_free(vorbis_context *vc)
193 {
194     int i;
195
196     av_freep(&vc->channel_residues);
197     av_freep(&vc->channel_floors);
198     av_freep(&vc->saved);
199
200     for (i = 0; i < vc->residue_count; i++)
201         av_free(vc->residues[i].classifs);
202     av_freep(&vc->residues);
203     av_freep(&vc->modes);
204
205     ff_mdct_end(&vc->mdct[0]);
206     ff_mdct_end(&vc->mdct[1]);
207
208     for (i = 0; i < vc->codebook_count; ++i) {
209         av_free(vc->codebooks[i].codevectors);
210         free_vlc(&vc->codebooks[i].vlc);
211     }
212     av_freep(&vc->codebooks);
213
214     for (i = 0; i < vc->floor_count; ++i) {
215         if (vc->floors[i].floor_type == 0) {
216             av_free(vc->floors[i].data.t0.map[0]);
217             av_free(vc->floors[i].data.t0.map[1]);
218             av_free(vc->floors[i].data.t0.book_list);
219             av_free(vc->floors[i].data.t0.lsp);
220         } else {
221             av_free(vc->floors[i].data.t1.list);
222         }
223     }
224     av_freep(&vc->floors);
225
226     for (i = 0; i < vc->mapping_count; ++i) {
227         av_free(vc->mappings[i].magnitude);
228         av_free(vc->mappings[i].angle);
229         av_free(vc->mappings[i].mux);
230     }
231     av_freep(&vc->mappings);
232 }
233
234 // Parse setup header -------------------------------------------------
235
236 // Process codebooks part
237
238 static int vorbis_parse_setup_hdr_codebooks(vorbis_context *vc)
239 {
240     unsigned cb;
241     uint8_t  *tmp_vlc_bits;
242     uint32_t *tmp_vlc_codes;
243     GetBitContext *gb = &vc->gb;
244     uint16_t *codebook_multiplicands;
245
246     vc->codebook_count = get_bits(gb, 8) + 1;
247
248     AV_DEBUG(" Codebooks: %d \n", vc->codebook_count);
249
250     vc->codebooks = av_mallocz(vc->codebook_count * sizeof(*vc->codebooks));
251     tmp_vlc_bits  = av_mallocz(V_MAX_VLCS * sizeof(*tmp_vlc_bits));
252     tmp_vlc_codes = av_mallocz(V_MAX_VLCS * sizeof(*tmp_vlc_codes));
253     codebook_multiplicands = av_malloc(V_MAX_VLCS * sizeof(*codebook_multiplicands));
254
255     for (cb = 0; cb < vc->codebook_count; ++cb) {
256         vorbis_codebook *codebook_setup = &vc->codebooks[cb];
257         unsigned ordered, t, entries, used_entries = 0;
258
259         AV_DEBUG(" %u. Codebook\n", cb);
260
261         if (get_bits(gb, 24) != 0x564342) {
262             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR,
263                    " %u. 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,
270                    " %u. Codebook's dimension is invalid (%d).\n",
271                    cb, codebook_setup->dimensions);
272             goto error;
273         }
274         entries = get_bits(gb, 24);
275         if (entries > V_MAX_VLCS) {
276             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR,
277                    " %u. Codebook has too many entries (%u).\n",
278                    cb, entries);
279             goto error;
280         }
281
282         ordered = get_bits1(gb);
283
284         AV_DEBUG(" codebook_dimensions %d, codebook_entries %u\n",
285                  codebook_setup->dimensions, entries);
286
287         if (!ordered) {
288             unsigned ce, flag;
289             unsigned sparse = get_bits1(gb);
290
291             AV_DEBUG(" not ordered \n");
292
293             if (sparse) {
294                 AV_DEBUG(" sparse \n");
295
296                 used_entries = 0;
297                 for (ce = 0; ce < entries; ++ce) {
298                     flag = get_bits1(gb);
299                     if (flag) {
300                         tmp_vlc_bits[ce] = get_bits(gb, 5) + 1;
301                         ++used_entries;
302                     } else
303                         tmp_vlc_bits[ce] = 0;
304                 }
305             } else {
306                 AV_DEBUG(" not sparse \n");
307
308                 used_entries = entries;
309                 for (ce = 0; ce < entries; ++ce)
310                     tmp_vlc_bits[ce] = get_bits(gb, 5) + 1;
311             }
312         } else {
313             unsigned current_entry  = 0;
314             unsigned current_length = get_bits(gb, 5) + 1;
315
316             AV_DEBUG(" ordered, current length: %u\n", current_length);  //FIXME
317
318             used_entries = entries;
319             for (; current_entry < used_entries && current_length <= 32; ++current_length) {
320                 unsigned i, number;
321
322                 AV_DEBUG(" number bits: %u ", ilog(entries - current_entry));
323
324                 number = get_bits(gb, ilog(entries - current_entry));
325
326                 AV_DEBUG(" number: %u\n", number);
327
328                 for (i = current_entry; i < number+current_entry; ++i)
329                     if (i < used_entries)
330                         tmp_vlc_bits[i] = current_length;
331
332                 current_entry+=number;
333             }
334             if (current_entry>used_entries) {
335                 av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " More codelengths than codes in codebook. \n");
336                 goto error;
337             }
338         }
339
340         codebook_setup->lookup_type = get_bits(gb, 4);
341
342         AV_DEBUG(" lookup type: %d : %s \n", codebook_setup->lookup_type, codebook_setup->lookup_type ? "vq" : "no lookup");
343
344 // If the codebook is used for (inverse) VQ, calculate codevectors.
345
346         if (codebook_setup->lookup_type == 1) {
347             unsigned i, j, k;
348             unsigned codebook_lookup_values = ff_vorbis_nth_root(entries, codebook_setup->dimensions);
349
350             float codebook_minimum_value = vorbisfloat2float(get_bits_long(gb, 32));
351             float codebook_delta_value   = vorbisfloat2float(get_bits_long(gb, 32));
352             unsigned codebook_value_bits = get_bits(gb, 4) + 1;
353             unsigned codebook_sequence_p = get_bits1(gb);
354
355             AV_DEBUG(" We expect %d numbers for building the codevectors. \n", codebook_lookup_values);
356             AV_DEBUG("  delta %f minmum %f \n", codebook_delta_value, codebook_minimum_value);
357
358             for (i = 0; i < codebook_lookup_values; ++i) {
359                 codebook_multiplicands[i] = get_bits(gb, codebook_value_bits);
360
361                 AV_DEBUG(" multiplicands*delta+minmum : %e \n", (float)codebook_multiplicands[i]*codebook_delta_value+codebook_minimum_value);
362                 AV_DEBUG(" multiplicand %u\n", codebook_multiplicands[i]);
363             }
364
365 // Weed out unused vlcs and build codevector vector
366             codebook_setup->codevectors = used_entries ? av_mallocz(used_entries *
367                                                                     codebook_setup->dimensions *
368                                                                     sizeof(*codebook_setup->codevectors))
369                                                        : NULL;
370             for (j = 0, i = 0; i < entries; ++i) {
371                 unsigned dim = codebook_setup->dimensions;
372
373                 if (tmp_vlc_bits[i]) {
374                     float last = 0.0;
375                     unsigned lookup_offset = i;
376
377 #ifdef V_DEBUG
378                     av_log(vc->avccontext, AV_LOG_INFO, "Lookup offset %u ,", i);
379 #endif
380
381                     for (k = 0; k < dim; ++k) {
382                         unsigned multiplicand_offset = lookup_offset % codebook_lookup_values;
383                         codebook_setup->codevectors[j * dim + k] = codebook_multiplicands[multiplicand_offset] * codebook_delta_value + codebook_minimum_value + last;
384                         if (codebook_sequence_p)
385                             last = codebook_setup->codevectors[j * dim + k];
386                         lookup_offset/=codebook_lookup_values;
387                     }
388                     tmp_vlc_bits[j] = tmp_vlc_bits[i];
389
390 #ifdef V_DEBUG
391                     av_log(vc->avccontext, AV_LOG_INFO, "real lookup offset %u, vector: ", j);
392                     for (k = 0; k < dim; ++k)
393                         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_INFO, " %f ", codebook_setup->codevectors[j * dim + k]);
394                     av_log(vc->avccontext, AV_LOG_INFO, "\n");
395 #endif
396
397                     ++j;
398                 }
399             }
400             if (j != used_entries) {
401                 av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Bug in codevector vector building code. \n");
402                 goto error;
403             }
404             entries = used_entries;
405         } else if (codebook_setup->lookup_type >= 2) {
406             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Codebook lookup type not supported. \n");
407             goto error;
408         }
409
410 // Initialize VLC table
411         if (ff_vorbis_len2vlc(tmp_vlc_bits, tmp_vlc_codes, entries)) {
412             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Invalid code lengths while generating vlcs. \n");
413             goto error;
414         }
415         codebook_setup->maxdepth = 0;
416         for (t = 0; t < entries; ++t)
417             if (tmp_vlc_bits[t] >= codebook_setup->maxdepth)
418                 codebook_setup->maxdepth = tmp_vlc_bits[t];
419
420         if (codebook_setup->maxdepth > 3 * V_NB_BITS)
421             codebook_setup->nb_bits = V_NB_BITS2;
422         else
423             codebook_setup->nb_bits = V_NB_BITS;
424
425         codebook_setup->maxdepth = (codebook_setup->maxdepth+codebook_setup->nb_bits - 1) / codebook_setup->nb_bits;
426
427         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)) {
428             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Error generating vlc tables. \n");
429             goto error;
430         }
431     }
432
433     av_free(tmp_vlc_bits);
434     av_free(tmp_vlc_codes);
435     av_free(codebook_multiplicands);
436     return 0;
437
438 // Error:
439 error:
440     av_free(tmp_vlc_bits);
441     av_free(tmp_vlc_codes);
442     av_free(codebook_multiplicands);
443     return -1;
444 }
445
446 // Process time domain transforms part (unused in Vorbis I)
447
448 static int vorbis_parse_setup_hdr_tdtransforms(vorbis_context *vc)
449 {
450     GetBitContext *gb = &vc->gb;
451     unsigned i, vorbis_time_count = get_bits(gb, 6) + 1;
452
453     for (i = 0; i < vorbis_time_count; ++i) {
454         unsigned vorbis_tdtransform = get_bits(gb, 16);
455
456         AV_DEBUG(" Vorbis time domain transform %u: %u\n",
457                  vorbis_time_count, vorbis_tdtransform);
458
459         if (vorbis_tdtransform) {
460             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Vorbis time domain transform data nonzero. \n");
461             return -1;
462         }
463     }
464     return 0;
465 }
466
467 // Process floors part
468
469 static int vorbis_floor0_decode(vorbis_context *vc,
470                                 vorbis_floor_data *vfu, float *vec);
471 static void create_map(vorbis_context *vc, unsigned floor_number);
472 static int vorbis_floor1_decode(vorbis_context *vc,
473                                 vorbis_floor_data *vfu, float *vec);
474 static int vorbis_parse_setup_hdr_floors(vorbis_context *vc)
475 {
476     GetBitContext *gb = &vc->gb;
477     int i,j,k;
478
479     vc->floor_count = get_bits(gb, 6) + 1;
480
481     vc->floors = av_mallocz(vc->floor_count * sizeof(*vc->floors));
482
483     for (i = 0; i < vc->floor_count; ++i) {
484         vorbis_floor *floor_setup = &vc->floors[i];
485
486         floor_setup->floor_type = get_bits(gb, 16);
487
488         AV_DEBUG(" %d. floor type %d \n", i, floor_setup->floor_type);
489
490         if (floor_setup->floor_type == 1) {
491             int maximum_class = -1;
492             unsigned rangebits, rangemax, floor1_values = 2;
493
494             floor_setup->decode = vorbis_floor1_decode;
495
496             floor_setup->data.t1.partitions = get_bits(gb, 5);
497
498             AV_DEBUG(" %d.floor: %d partitions \n", i, floor_setup->data.t1.partitions);
499
500             for (j = 0; j < floor_setup->data.t1.partitions; ++j) {
501                 floor_setup->data.t1.partition_class[j] = get_bits(gb, 4);
502                 if (floor_setup->data.t1.partition_class[j] > maximum_class)
503                     maximum_class = floor_setup->data.t1.partition_class[j];
504
505                 AV_DEBUG(" %d. floor %d partition class %d \n", i, j, floor_setup->data.t1.partition_class[j]);
506
507             }
508
509             AV_DEBUG(" maximum class %d \n", maximum_class);
510
511             for (j = 0; j <= maximum_class; ++j) {
512                 floor_setup->data.t1.class_dimensions[j] = get_bits(gb, 3) + 1;
513                 floor_setup->data.t1.class_subclasses[j] = get_bits(gb, 2);
514
515                 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]);
516
517                 if (floor_setup->data.t1.class_subclasses[j]) {
518                     GET_VALIDATED_INDEX(floor_setup->data.t1.class_masterbook[j], 8, vc->codebook_count)
519
520                     AV_DEBUG("   masterbook: %d \n", floor_setup->data.t1.class_masterbook[j]);
521                 }
522
523                 for (k = 0; k < (1 << floor_setup->data.t1.class_subclasses[j]); ++k) {
524                     int16_t bits = get_bits(gb, 8) - 1;
525                     if (bits != -1)
526                         VALIDATE_INDEX(bits, vc->codebook_count)
527                     floor_setup->data.t1.subclass_books[j][k] = bits;
528
529                     AV_DEBUG("    book %d. : %d \n", k, floor_setup->data.t1.subclass_books[j][k]);
530                 }
531             }
532
533             floor_setup->data.t1.multiplier = get_bits(gb, 2) + 1;
534             floor_setup->data.t1.x_list_dim = 2;
535
536             for (j = 0; j < floor_setup->data.t1.partitions; ++j)
537                 floor_setup->data.t1.x_list_dim+=floor_setup->data.t1.class_dimensions[floor_setup->data.t1.partition_class[j]];
538
539             floor_setup->data.t1.list = av_mallocz(floor_setup->data.t1.x_list_dim *
540                                                    sizeof(*floor_setup->data.t1.list));
541
542
543             rangebits = get_bits(gb, 4);
544             rangemax = (1 << rangebits);
545             if (rangemax > vc->blocksize[1] / 2) {
546                 av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR,
547                        "Floor value is too large for blocksize: %u (%"PRIu32")\n",
548                        rangemax, vc->blocksize[1] / 2);
549                 return -1;
550             }
551             floor_setup->data.t1.list[0].x = 0;
552             floor_setup->data.t1.list[1].x = rangemax;
553
554             for (j = 0; j < floor_setup->data.t1.partitions; ++j) {
555                 for (k = 0; k < floor_setup->data.t1.class_dimensions[floor_setup->data.t1.partition_class[j]]; ++k, ++floor1_values) {
556                     floor_setup->data.t1.list[floor1_values].x = get_bits(gb, rangebits);
557
558                     AV_DEBUG(" %u. floor1 Y coord. %d\n", floor1_values,
559                              floor_setup->data.t1.list[floor1_values].x);
560                 }
561             }
562
563 // Precalculate order of x coordinates - needed for decode
564             ff_vorbis_ready_floor1_list(floor_setup->data.t1.list, floor_setup->data.t1.x_list_dim);
565         } else if (floor_setup->floor_type == 0) {
566             unsigned max_codebook_dim = 0;
567
568             floor_setup->decode = vorbis_floor0_decode;
569
570             floor_setup->data.t0.order          = get_bits(gb,  8);
571             floor_setup->data.t0.rate           = get_bits(gb, 16);
572             floor_setup->data.t0.bark_map_size  = get_bits(gb, 16);
573             floor_setup->data.t0.amplitude_bits = get_bits(gb,  6);
574             /* zero would result in a div by zero later *
575              * 2^0 - 1 == 0                             */
576             if (floor_setup->data.t0.amplitude_bits == 0) {
577                 av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR,
578                        "Floor 0 amplitude bits is 0.\n");
579                 return -1;
580             }
581             floor_setup->data.t0.amplitude_offset = get_bits(gb, 8);
582             floor_setup->data.t0.num_books        = get_bits(gb, 4) + 1;
583
584             /* allocate mem for booklist */
585             floor_setup->data.t0.book_list =
586                 av_malloc(floor_setup->data.t0.num_books);
587             if (!floor_setup->data.t0.book_list)
588                 return -1;
589             /* read book indexes */
590             {
591                 int idx;
592                 unsigned book_idx;
593                 for (idx = 0; idx < floor_setup->data.t0.num_books; ++idx) {
594                     GET_VALIDATED_INDEX(book_idx, 8, vc->codebook_count)
595                     floor_setup->data.t0.book_list[idx] = book_idx;
596                     if (vc->codebooks[book_idx].dimensions > max_codebook_dim)
597                         max_codebook_dim = vc->codebooks[book_idx].dimensions;
598                 }
599             }
600
601             create_map(vc, i);
602
603             /* codebook dim is for padding if codebook dim doesn't *
604              * divide order+1 then we need to read more data       */
605             floor_setup->data.t0.lsp =
606                 av_malloc((floor_setup->data.t0.order + 1 + max_codebook_dim)
607                           * sizeof(*floor_setup->data.t0.lsp));
608             if (!floor_setup->data.t0.lsp)
609                 return -1;
610
611 #ifdef V_DEBUG /* debug output parsed headers */
612             AV_DEBUG("floor0 order: %u\n", floor_setup->data.t0.order);
613             AV_DEBUG("floor0 rate: %u\n", floor_setup->data.t0.rate);
614             AV_DEBUG("floor0 bark map size: %u\n",
615                      floor_setup->data.t0.bark_map_size);
616             AV_DEBUG("floor0 amplitude bits: %u\n",
617                      floor_setup->data.t0.amplitude_bits);
618             AV_DEBUG("floor0 amplitude offset: %u\n",
619                      floor_setup->data.t0.amplitude_offset);
620             AV_DEBUG("floor0 number of books: %u\n",
621                      floor_setup->data.t0.num_books);
622             AV_DEBUG("floor0 book list pointer: %p\n",
623                      floor_setup->data.t0.book_list);
624             {
625                 int idx;
626                 for (idx = 0; idx < floor_setup->data.t0.num_books; ++idx) {
627                     AV_DEBUG("  Book %d: %u\n",
628                              idx+1,
629                              floor_setup->data.t0.book_list[idx]);
630                 }
631             }
632 #endif
633         } else {
634             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid floor type!\n");
635             return -1;
636         }
637     }
638     return 0;
639 }
640
641 // Process residues part
642
643 static int vorbis_parse_setup_hdr_residues(vorbis_context *vc)
644 {
645     GetBitContext *gb = &vc->gb;
646     unsigned i, j, k;
647
648     vc->residue_count = get_bits(gb, 6)+1;
649     vc->residues      = av_mallocz(vc->residue_count * sizeof(*vc->residues));
650
651     AV_DEBUG(" There are %d residues. \n", vc->residue_count);
652
653     for (i = 0; i < vc->residue_count; ++i) {
654         vorbis_residue *res_setup = &vc->residues[i];
655         uint8_t cascade[64];
656         unsigned high_bits, low_bits;
657
658         res_setup->type = get_bits(gb, 16);
659
660         AV_DEBUG(" %u. residue type %d\n", i, res_setup->type);
661
662         res_setup->begin          = get_bits(gb, 24);
663         res_setup->end            = get_bits(gb, 24);
664         res_setup->partition_size = get_bits(gb, 24) + 1;
665         /* Validations to prevent a buffer overflow later. */
666         if (res_setup->begin>res_setup->end ||
667             res_setup->end > vc->avccontext->channels * vc->blocksize[1] / 2 ||
668             (res_setup->end-res_setup->begin) / res_setup->partition_size > V_MAX_PARTITIONS) {
669             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR,
670                    "partition out of bounds: type, begin, end, size, blocksize: %"PRIu16", %"PRIu32", %"PRIu32", %u, %"PRIu32"\n",
671                    res_setup->type, res_setup->begin, res_setup->end,
672                    res_setup->partition_size, vc->blocksize[1] / 2);
673             return -1;
674         }
675
676         res_setup->classifications = get_bits(gb, 6) + 1;
677         GET_VALIDATED_INDEX(res_setup->classbook, 8, vc->codebook_count)
678
679         res_setup->ptns_to_read =
680             (res_setup->end - res_setup->begin) / res_setup->partition_size;
681         res_setup->classifs = av_malloc(res_setup->ptns_to_read *
682                                         vc->audio_channels *
683                                         sizeof(*res_setup->classifs));
684         if (!res_setup->classifs)
685             return AVERROR(ENOMEM);
686
687         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,
688           res_setup->classifications, res_setup->classbook);
689
690         for (j = 0; j < res_setup->classifications; ++j) {
691             high_bits = 0;
692             low_bits  = get_bits(gb, 3);
693             if (get_bits1(gb))
694                 high_bits = get_bits(gb, 5);
695             cascade[j] = (high_bits << 3) + low_bits;
696
697             AV_DEBUG("     %u class cascade depth: %d\n", j, ilog(cascade[j]));
698         }
699
700         res_setup->maxpass = 0;
701         for (j = 0; j < res_setup->classifications; ++j) {
702             for (k = 0; k < 8; ++k) {
703                 if (cascade[j]&(1 << k)) {
704                     GET_VALIDATED_INDEX(res_setup->books[j][k], 8, vc->codebook_count)
705
706                     AV_DEBUG("     %u class cascade depth %u book: %d\n",
707                              j, k, res_setup->books[j][k]);
708
709                     if (k>res_setup->maxpass)
710                         res_setup->maxpass = k;
711                 } else {
712                     res_setup->books[j][k] = -1;
713                 }
714             }
715         }
716     }
717     return 0;
718 }
719
720 // Process mappings part
721
722 static int vorbis_parse_setup_hdr_mappings(vorbis_context *vc)
723 {
724     GetBitContext *gb = &vc->gb;
725     unsigned i, j;
726
727     vc->mapping_count = get_bits(gb, 6)+1;
728     vc->mappings      = av_mallocz(vc->mapping_count * sizeof(*vc->mappings));
729
730     AV_DEBUG(" There are %d mappings. \n", vc->mapping_count);
731
732     for (i = 0; i < vc->mapping_count; ++i) {
733         vorbis_mapping *mapping_setup = &vc->mappings[i];
734
735         if (get_bits(gb, 16)) {
736             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Other mappings than type 0 are not compliant with the Vorbis I specification. \n");
737             return -1;
738         }
739         if (get_bits1(gb)) {
740             mapping_setup->submaps = get_bits(gb, 4) + 1;
741         } else {
742             mapping_setup->submaps = 1;
743         }
744
745         if (get_bits1(gb)) {
746             mapping_setup->coupling_steps = get_bits(gb, 8) + 1;
747             mapping_setup->magnitude      = av_mallocz(mapping_setup->coupling_steps *
748                                                        sizeof(*mapping_setup->magnitude));
749             mapping_setup->angle          = av_mallocz(mapping_setup->coupling_steps *
750                                                        sizeof(*mapping_setup->angle));
751             for (j = 0; j < mapping_setup->coupling_steps; ++j) {
752                 GET_VALIDATED_INDEX(mapping_setup->magnitude[j], ilog(vc->audio_channels - 1), vc->audio_channels)
753                 GET_VALIDATED_INDEX(mapping_setup->angle[j],     ilog(vc->audio_channels - 1), vc->audio_channels)
754             }
755         } else {
756             mapping_setup->coupling_steps = 0;
757         }
758
759         AV_DEBUG("   %u mapping coupling steps: %d\n",
760                  i, mapping_setup->coupling_steps);
761
762         if (get_bits(gb, 2)) {
763             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "%u. mapping setup data invalid.\n", i);
764             return -1; // following spec.
765         }
766
767         if (mapping_setup->submaps>1) {
768             mapping_setup->mux = av_mallocz(vc->audio_channels *
769                                             sizeof(*mapping_setup->mux));
770             for (j = 0; j < vc->audio_channels; ++j)
771                 mapping_setup->mux[j] = get_bits(gb, 4);
772         }
773
774         for (j = 0; j < mapping_setup->submaps; ++j) {
775             skip_bits(gb, 8); // FIXME check?
776             GET_VALIDATED_INDEX(mapping_setup->submap_floor[j],   8, vc->floor_count)
777             GET_VALIDATED_INDEX(mapping_setup->submap_residue[j], 8, vc->residue_count)
778
779             AV_DEBUG("   %u mapping %u submap : floor %d, residue %d\n",
780                      i, j,
781                      mapping_setup->submap_floor[j],
782                      mapping_setup->submap_residue[j]);
783         }
784     }
785     return 0;
786 }
787
788 // Process modes part
789
790 static void create_map(vorbis_context *vc, unsigned floor_number)
791 {
792     vorbis_floor *floors = vc->floors;
793     vorbis_floor0 *vf;
794     int idx;
795     int blockflag, n;
796     int32_t *map;
797
798     for (blockflag = 0; blockflag < 2; ++blockflag) {
799         n = vc->blocksize[blockflag] / 2;
800         floors[floor_number].data.t0.map[blockflag] =
801             av_malloc((n + 1) * sizeof(int32_t)); // n + sentinel
802
803         map =  floors[floor_number].data.t0.map[blockflag];
804         vf  = &floors[floor_number].data.t0;
805
806         for (idx = 0; idx < n; ++idx) {
807             map[idx] = floor(BARK((vf->rate * idx) / (2.0f * n)) *
808                              ((vf->bark_map_size) /
809                               BARK(vf->rate / 2.0f)));
810             if (vf->bark_map_size-1 < map[idx])
811                 map[idx] = vf->bark_map_size - 1;
812         }
813         map[n] = -1;
814         vf->map_size[blockflag] = n;
815     }
816
817 #ifdef V_DEBUG
818     for (idx = 0; idx <= n; ++idx) {
819         AV_DEBUG("floor0 map: map at pos %d is %d\n",
820                  idx, map[idx]);
821     }
822 #endif
823 }
824
825 static int vorbis_parse_setup_hdr_modes(vorbis_context *vc)
826 {
827     GetBitContext *gb = &vc->gb;
828     unsigned i;
829
830     vc->mode_count = get_bits(gb, 6) + 1;
831     vc->modes      = av_mallocz(vc->mode_count * sizeof(*vc->modes));
832
833     AV_DEBUG(" There are %d modes.\n", vc->mode_count);
834
835     for (i = 0; i < vc->mode_count; ++i) {
836         vorbis_mode *mode_setup = &vc->modes[i];
837
838         mode_setup->blockflag     = get_bits1(gb);
839         mode_setup->windowtype    = get_bits(gb, 16); //FIXME check
840         mode_setup->transformtype = get_bits(gb, 16); //FIXME check
841         GET_VALIDATED_INDEX(mode_setup->mapping, 8, vc->mapping_count);
842
843         AV_DEBUG(" %u mode: blockflag %d, windowtype %d, transformtype %d, mapping %d\n",
844                  i, mode_setup->blockflag, mode_setup->windowtype,
845                  mode_setup->transformtype, mode_setup->mapping);
846     }
847     return 0;
848 }
849
850 // Process the whole setup header using the functions above
851
852 static int vorbis_parse_setup_hdr(vorbis_context *vc)
853 {
854     GetBitContext *gb = &vc->gb;
855
856     if ((get_bits(gb, 8) != 'v') || (get_bits(gb, 8) != 'o') ||
857         (get_bits(gb, 8) != 'r') || (get_bits(gb, 8) != 'b') ||
858         (get_bits(gb, 8) != 'i') || (get_bits(gb, 8) != 's')) {
859         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (no vorbis signature). \n");
860         return -1;
861     }
862
863     if (vorbis_parse_setup_hdr_codebooks(vc)) {
864         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (codebooks). \n");
865         return -2;
866     }
867     if (vorbis_parse_setup_hdr_tdtransforms(vc)) {
868         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (time domain transforms). \n");
869         return -3;
870     }
871     if (vorbis_parse_setup_hdr_floors(vc)) {
872         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (floors). \n");
873         return -4;
874     }
875     if (vorbis_parse_setup_hdr_residues(vc)) {
876         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (residues). \n");
877         return -5;
878     }
879     if (vorbis_parse_setup_hdr_mappings(vc)) {
880         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (mappings). \n");
881         return -6;
882     }
883     if (vorbis_parse_setup_hdr_modes(vc)) {
884         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (modes). \n");
885         return -7;
886     }
887     if (!get_bits1(gb)) {
888         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (framing flag). \n");
889         return -8; // framing flag bit unset error
890     }
891
892     return 0;
893 }
894
895 // Process the identification header
896
897 static int vorbis_parse_id_hdr(vorbis_context *vc)
898 {
899     GetBitContext *gb = &vc->gb;
900     unsigned bl0, bl1;
901
902     if ((get_bits(gb, 8) != 'v') || (get_bits(gb, 8) != 'o') ||
903         (get_bits(gb, 8) != 'r') || (get_bits(gb, 8) != 'b') ||
904         (get_bits(gb, 8) != 'i') || (get_bits(gb, 8) != 's')) {
905         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis id header packet corrupt (no vorbis signature). \n");
906         return -1;
907     }
908
909     vc->version        = get_bits_long(gb, 32);    //FIXME check 0
910     vc->audio_channels = get_bits(gb, 8);
911     if (vc->audio_channels <= 0) {
912         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid number of channels\n");
913         return -1;
914     }
915     vc->audio_samplerate = get_bits_long(gb, 32);
916     if (vc->audio_samplerate <= 0) {
917         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid samplerate\n");
918         return -1;
919     }
920     vc->bitrate_maximum = get_bits_long(gb, 32);
921     vc->bitrate_nominal = get_bits_long(gb, 32);
922     vc->bitrate_minimum = get_bits_long(gb, 32);
923     bl0 = get_bits(gb, 4);
924     bl1 = get_bits(gb, 4);
925     vc->blocksize[0] = (1 << bl0);
926     vc->blocksize[1] = (1 << bl1);
927     if (bl0 > 13 || bl0 < 6 || bl1 > 13 || bl1 < 6 || bl1 < bl0) {
928         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis id header packet corrupt (illegal blocksize). \n");
929         return -3;
930     }
931     // output format int16
932     if (vc->blocksize[1] / 2 * vc->audio_channels * 2 > AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE) {
933         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Vorbis channel count makes "
934                "output packets too large.\n");
935         return -4;
936     }
937     vc->win[0] = ff_vorbis_vwin[bl0 - 6];
938     vc->win[1] = ff_vorbis_vwin[bl1 - 6];
939
940     if ((get_bits1(gb)) == 0) {
941         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis id header packet corrupt (framing flag not set). \n");
942         return -2;
943     }
944
945     vc->channel_residues =  av_malloc((vc->blocksize[1]  / 2) * vc->audio_channels * sizeof(*vc->channel_residues));
946     vc->channel_floors   =  av_malloc((vc->blocksize[1]  / 2) * vc->audio_channels * sizeof(*vc->channel_floors));
947     vc->saved            =  av_mallocz((vc->blocksize[1] / 4) * vc->audio_channels * sizeof(*vc->saved));
948     vc->previous_window  = 0;
949
950     ff_mdct_init(&vc->mdct[0], bl0, 1, -vc->scale_bias);
951     ff_mdct_init(&vc->mdct[1], bl1, 1, -vc->scale_bias);
952
953     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 ",
954             vc->version, vc->audio_channels, vc->audio_samplerate, vc->bitrate_maximum, vc->bitrate_nominal, vc->bitrate_minimum, vc->blocksize[0], vc->blocksize[1]);
955
956 /*
957     BLK = vc->blocksize[0];
958     for (i = 0; i < BLK / 2; ++i) {
959         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)));
960     }
961 */
962
963     return 0;
964 }
965
966 // Process the extradata using the functions above (identification header, setup header)
967
968 static av_cold int vorbis_decode_init(AVCodecContext *avccontext)
969 {
970     vorbis_context *vc = avccontext->priv_data ;
971     uint8_t *headers   = avccontext->extradata;
972     int headers_len    = avccontext->extradata_size;
973     uint8_t *header_start[3];
974     int header_len[3];
975     GetBitContext *gb = &(vc->gb);
976     int hdr_type;
977
978     vc->avccontext = avccontext;
979     dsputil_init(&vc->dsp, avccontext);
980     ff_fmt_convert_init(&vc->fmt_conv, avccontext);
981
982     vc->scale_bias = 32768.0f;
983
984     if (!headers_len) {
985         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Extradata missing.\n");
986         return -1;
987     }
988
989     if (ff_split_xiph_headers(headers, headers_len, 30, header_start, header_len) < 0) {
990         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Extradata corrupt.\n");
991         return -1;
992     }
993
994     init_get_bits(gb, header_start[0], header_len[0]*8);
995     hdr_type = get_bits(gb, 8);
996     if (hdr_type != 1) {
997         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "First header is not the id header.\n");
998         return -1;
999     }
1000     if (vorbis_parse_id_hdr(vc)) {
1001         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Id header corrupt.\n");
1002         vorbis_free(vc);
1003         return -1;
1004     }
1005
1006     init_get_bits(gb, header_start[2], header_len[2]*8);
1007     hdr_type = get_bits(gb, 8);
1008     if (hdr_type != 5) {
1009         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Third header is not the setup header.\n");
1010         vorbis_free(vc);
1011         return -1;
1012     }
1013     if (vorbis_parse_setup_hdr(vc)) {
1014         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Setup header corrupt.\n");
1015         vorbis_free(vc);
1016         return -1;
1017     }
1018
1019     if (vc->audio_channels > 8)
1020         avccontext->channel_layout = 0;
1021     else
1022         avccontext->channel_layout = ff_vorbis_channel_layouts[vc->audio_channels - 1];
1023
1024     avccontext->channels    = vc->audio_channels;
1025     avccontext->sample_rate = vc->audio_samplerate;
1026     avccontext->frame_size  = FFMIN(vc->blocksize[0], vc->blocksize[1]) >> 2;
1027     avccontext->sample_fmt  = AV_SAMPLE_FMT_S16;
1028
1029     return 0 ;
1030 }
1031
1032 // Decode audiopackets -------------------------------------------------
1033
1034 // Read and decode floor
1035
1036 static int vorbis_floor0_decode(vorbis_context *vc,
1037                                 vorbis_floor_data *vfu, float *vec)
1038 {
1039     vorbis_floor0 *vf = &vfu->t0;
1040     float *lsp = vf->lsp;
1041     unsigned amplitude, book_idx;
1042     unsigned blockflag = vc->modes[vc->mode_number].blockflag;
1043
1044     amplitude = get_bits(&vc->gb, vf->amplitude_bits);
1045     if (amplitude > 0) {
1046         float last = 0;
1047         unsigned idx, lsp_len = 0;
1048         vorbis_codebook codebook;
1049
1050         book_idx = get_bits(&vc->gb, ilog(vf->num_books));
1051         if (book_idx >= vf->num_books) {
1052             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR,
1053                     "floor0 dec: booknumber too high!\n");
1054             book_idx =  0;
1055         }
1056         AV_DEBUG("floor0 dec: booknumber: %u\n", book_idx);
1057         codebook = vc->codebooks[vf->book_list[book_idx]];
1058         /* Invalid codebook! */
1059         if (!codebook.codevectors)
1060             return -1;
1061
1062         while (lsp_len<vf->order) {
1063             int vec_off;
1064
1065             AV_DEBUG("floor0 dec: book dimension: %d\n", codebook.dimensions);
1066             AV_DEBUG("floor0 dec: maximum depth: %d\n", codebook.maxdepth);
1067             /* read temp vector */
1068             vec_off = get_vlc2(&vc->gb, codebook.vlc.table,
1069                                codebook.nb_bits, codebook.maxdepth)
1070                       * codebook.dimensions;
1071             AV_DEBUG("floor0 dec: vector offset: %d\n", vec_off);
1072             /* copy each vector component and add last to it */
1073             for (idx = 0; idx < codebook.dimensions; ++idx)
1074                 lsp[lsp_len+idx] = codebook.codevectors[vec_off+idx] + last;
1075             last = lsp[lsp_len+idx-1]; /* set last to last vector component */
1076
1077             lsp_len += codebook.dimensions;
1078         }
1079 #ifdef V_DEBUG
1080         /* DEBUG: output lsp coeffs */
1081         {
1082             int idx;
1083             for (idx = 0; idx < lsp_len; ++idx)
1084                 AV_DEBUG("floor0 dec: coeff at %d is %f\n", idx, lsp[idx]);
1085         }
1086 #endif
1087
1088         /* synthesize floor output vector */
1089         {
1090             int i;
1091             int order = vf->order;
1092             float wstep = M_PI / vf->bark_map_size;
1093
1094             for (i = 0; i < order; i++)
1095                 lsp[i] = 2.0f * cos(lsp[i]);
1096
1097             AV_DEBUG("floor0 synth: map_size = %d; m = %d; wstep = %f\n",
1098                      vf->map_size, order, wstep);
1099
1100             i = 0;
1101             while (i < vf->map_size[blockflag]) {
1102                 int j, iter_cond = vf->map[blockflag][i];
1103                 float p = 0.5f;
1104                 float q = 0.5f;
1105                 float two_cos_w = 2.0f * cos(wstep * iter_cond); // needed all times
1106
1107                 /* similar part for the q and p products */
1108                 for (j = 0; j + 1 < order; j += 2) {
1109                     q *= lsp[j]     - two_cos_w;
1110                     p *= lsp[j + 1] - two_cos_w;
1111                 }
1112                 if (j == order) { // even order
1113                     p *= p * (2.0f - two_cos_w);
1114                     q *= q * (2.0f + two_cos_w);
1115                 } else { // odd order
1116                     q *= two_cos_w-lsp[j]; // one more time for q
1117
1118                     /* final step and square */
1119                     p *= p * (4.f - two_cos_w * two_cos_w);
1120                     q *= q;
1121                 }
1122
1123                 /* calculate linear floor value */
1124                 q = exp((((amplitude*vf->amplitude_offset) /
1125                           (((1 << vf->amplitude_bits) - 1) * sqrt(p + q)))
1126                          - vf->amplitude_offset) * .11512925f);
1127
1128                 /* fill vector */
1129                 do {
1130                     vec[i] = q; ++i;
1131                 } while (vf->map[blockflag][i] == iter_cond);
1132             }
1133         }
1134     } else {
1135         /* this channel is unused */
1136         return 1;
1137     }
1138
1139     AV_DEBUG(" Floor0 decoded\n");
1140
1141     return 0;
1142 }
1143
1144 static int vorbis_floor1_decode(vorbis_context *vc,
1145                                 vorbis_floor_data *vfu, float *vec)
1146 {
1147     vorbis_floor1 *vf = &vfu->t1;
1148     GetBitContext *gb = &vc->gb;
1149     uint16_t range_v[4] = { 256, 128, 86, 64 };
1150     unsigned range = range_v[vf->multiplier - 1];
1151     uint16_t floor1_Y[258];
1152     uint16_t floor1_Y_final[258];
1153     int floor1_flag[258];
1154     unsigned class, cdim, cbits, csub, cval, offset, i, j;
1155     int book, adx, ady, dy, off, predicted, err;
1156
1157
1158     if (!get_bits1(gb)) // silence
1159         return 1;
1160
1161 // Read values (or differences) for the floor's points
1162
1163     floor1_Y[0] = get_bits(gb, ilog(range - 1));
1164     floor1_Y[1] = get_bits(gb, ilog(range - 1));
1165
1166     AV_DEBUG("floor 0 Y %d floor 1 Y %d \n", floor1_Y[0], floor1_Y[1]);
1167
1168     offset = 2;
1169     for (i = 0; i < vf->partitions; ++i) {
1170         class = vf->partition_class[i];
1171         cdim   = vf->class_dimensions[class];
1172         cbits  = vf->class_subclasses[class];
1173         csub = (1 << cbits) - 1;
1174         cval = 0;
1175
1176         AV_DEBUG("Cbits %u\n", cbits);
1177
1178         if (cbits) // this reads all subclasses for this partition's class
1179             cval = get_vlc2(gb, vc->codebooks[vf->class_masterbook[class]].vlc.table,
1180                             vc->codebooks[vf->class_masterbook[class]].nb_bits, 3);
1181
1182         for (j = 0; j < cdim; ++j) {
1183             book = vf->subclass_books[class][cval & csub];
1184
1185             AV_DEBUG("book %d Cbits %u cval %u  bits:%d\n",
1186                      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         unsigned val, highroom, lowroom, room, high_neigh_offs, low_neigh_offs;
1210
1211         low_neigh_offs  = vf->list[i].low;
1212         high_neigh_offs = vf->list[i].high;
1213         dy  = floor1_Y_final[high_neigh_offs] - floor1_Y_final[low_neigh_offs];  // render_point begin
1214         adx = vf->list[high_neigh_offs].x - vf->list[low_neigh_offs].x;
1215         ady = FFABS(dy);
1216         err = ady * (vf->list[i].x - vf->list[low_neigh_offs].x);
1217         off = err / adx;
1218         if (dy < 0) {
1219             predicted = floor1_Y_final[low_neigh_offs] - off;
1220         } else {
1221             predicted = floor1_Y_final[low_neigh_offs] + off;
1222         } // render_point end
1223
1224         val = floor1_Y[i];
1225         highroom = range-predicted;
1226         lowroom  = predicted;
1227         if (highroom < lowroom) {
1228             room = highroom * 2;
1229         } else {
1230             room = lowroom * 2;   // SPEC mispelling
1231         }
1232         if (val) {
1233             floor1_flag[low_neigh_offs]  = 1;
1234             floor1_flag[high_neigh_offs] = 1;
1235             floor1_flag[i]               = 1;
1236             if (val >= room) {
1237                 if (highroom > lowroom) {
1238                     floor1_Y_final[i] = val - lowroom + predicted;
1239                 } else {
1240                     floor1_Y_final[i] = predicted - val + highroom - 1;
1241                 }
1242             } else {
1243                 if (val & 1) {
1244                     floor1_Y_final[i] = predicted - (val + 1) / 2;
1245                 } else {
1246                     floor1_Y_final[i] = predicted + val / 2;
1247                 }
1248             }
1249         } else {
1250             floor1_flag[i]    = 0;
1251             floor1_Y_final[i] = predicted;
1252         }
1253
1254         AV_DEBUG(" Decoded floor(%d) = %u / val %u\n",
1255                  vf->list[i].x, floor1_Y_final[i], val);
1256     }
1257
1258 // Curve synth - connect the calculated dots and convert from dB scale FIXME optimize ?
1259
1260     ff_vorbis_floor1_render_list(vf->list, vf->x_list_dim, floor1_Y_final, floor1_flag, vf->multiplier, vec, vf->list[1].x);
1261
1262     AV_DEBUG(" Floor decoded\n");
1263
1264     return 0;
1265 }
1266
1267 // Read and decode residue
1268
1269 static av_always_inline int vorbis_residue_decode_internal(vorbis_context *vc,
1270                                                            vorbis_residue *vr,
1271                                                            unsigned ch,
1272                                                            uint8_t *do_not_decode,
1273                                                            float *vec,
1274                                                            unsigned vlen,
1275                                                            int vr_type)
1276 {
1277     GetBitContext *gb = &vc->gb;
1278     unsigned c_p_c        = vc->codebooks[vr->classbook].dimensions;
1279     unsigned ptns_to_read = vr->ptns_to_read;
1280     uint8_t *classifs = vr->classifs;
1281     unsigned pass, ch_used, i, j, k, l;
1282
1283     if (vr_type == 2) {
1284         for (j = 1; j < ch; ++j)
1285             do_not_decode[0] &= do_not_decode[j];  // FIXME - clobbering input
1286         if (do_not_decode[0])
1287             return 0;
1288         ch_used = 1;
1289     } else {
1290         ch_used = ch;
1291     }
1292
1293     AV_DEBUG(" residue type 0/1/2 decode begin, ch: %d  cpc %d  \n", ch, c_p_c);
1294
1295     for (pass = 0; pass <= vr->maxpass; ++pass) { // FIXME OPTIMIZE?
1296         uint16_t voffset, partition_count, j_times_ptns_to_read;
1297
1298         voffset = vr->begin;
1299         for (partition_count = 0; partition_count < ptns_to_read;) {  // SPEC        error
1300             if (!pass) {
1301                 unsigned inverse_class = ff_inverse[vr->classifications];
1302                 for (j_times_ptns_to_read = 0, j = 0; j < ch_used; ++j) {
1303                     if (!do_not_decode[j]) {
1304                         unsigned temp = get_vlc2(gb, vc->codebooks[vr->classbook].vlc.table,
1305                                                  vc->codebooks[vr->classbook].nb_bits, 3);
1306
1307                         AV_DEBUG("Classword: %u\n", temp);
1308
1309                         assert(vr->classifications > 1 && temp <= 65536); //needed for inverse[]
1310                         for (i = 0; i < c_p_c; ++i) {
1311                             unsigned temp2;
1312
1313                             temp2 = (((uint64_t)temp) * inverse_class) >> 32;
1314                             if (partition_count + c_p_c - 1 - i < ptns_to_read)
1315                                 classifs[j_times_ptns_to_read + partition_count + c_p_c - 1 - i] = temp - temp2 * vr->classifications;
1316                             temp = temp2;
1317                         }
1318                     }
1319                     j_times_ptns_to_read += ptns_to_read;
1320                 }
1321             }
1322             for (i = 0; (i < c_p_c) && (partition_count < ptns_to_read); ++i) {
1323                 for (j_times_ptns_to_read = 0, j = 0; j < ch_used; ++j) {
1324                     unsigned voffs;
1325
1326                     if (!do_not_decode[j]) {
1327                         unsigned vqclass = classifs[j_times_ptns_to_read + partition_count];
1328                         int vqbook  = vr->books[vqclass][pass];
1329
1330                         if (vqbook >= 0 && vc->codebooks[vqbook].codevectors) {
1331                             unsigned coffs;
1332                             unsigned dim  = vc->codebooks[vqbook].dimensions;
1333                             unsigned step = dim == 1 ? vr->partition_size
1334                                                      : FASTDIV(vr->partition_size, dim);
1335                             vorbis_codebook codebook = vc->codebooks[vqbook];
1336
1337                             if (vr_type == 0) {
1338
1339                                 voffs = voffset+j*vlen;
1340                                 for (k = 0; k < step; ++k) {
1341                                     coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * dim;
1342                                     for (l = 0; l < dim; ++l)
1343                                         vec[voffs + k + l * step] += codebook.codevectors[coffs + l];  // FPMATH
1344                                 }
1345                             } else if (vr_type == 1) {
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, ++voffs) {
1350                                         vec[voffs]+=codebook.codevectors[coffs+l];  // FPMATH
1351
1352                                         AV_DEBUG(" pass %d offs: %d curr: %f change: %f cv offs.: %d  \n", pass, voffs, vec[voffs], codebook.codevectors[coffs+l], coffs);
1353                                     }
1354                                 }
1355                             } else if (vr_type == 2 && ch == 2 && (voffset & 1) == 0 && (dim & 1) == 0) { // most frequent case optimized
1356                                 voffs = voffset >> 1;
1357
1358                                 if (dim == 2) {
1359                                     for (k = 0; k < step; ++k) {
1360                                         coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * 2;
1361                                         vec[voffs + k       ] += codebook.codevectors[coffs    ];  // FPMATH
1362                                         vec[voffs + k + vlen] += codebook.codevectors[coffs + 1];  // FPMATH
1363                                     }
1364                                 } else if (dim == 4) {
1365                                     for (k = 0; k < step; ++k, voffs += 2) {
1366                                         coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * 4;
1367                                         vec[voffs           ] += codebook.codevectors[coffs    ];  // FPMATH
1368                                         vec[voffs + 1       ] += codebook.codevectors[coffs + 2];  // FPMATH
1369                                         vec[voffs + vlen    ] += codebook.codevectors[coffs + 1];  // FPMATH
1370                                         vec[voffs + vlen + 1] += codebook.codevectors[coffs + 3];  // FPMATH
1371                                     }
1372                                 } else
1373                                 for (k = 0; k < step; ++k) {
1374                                     coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * dim;
1375                                     for (l = 0; l < dim; l += 2, voffs++) {
1376                                         vec[voffs       ] += codebook.codevectors[coffs + l    ];  // FPMATH
1377                                         vec[voffs + vlen] += codebook.codevectors[coffs + l + 1];  // FPMATH
1378
1379                                         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);
1380                                     }
1381                                 }
1382
1383                             } else if (vr_type == 2) {
1384                                 voffs = voffset;
1385
1386                                 for (k = 0; k < step; ++k) {
1387                                     coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * dim;
1388                                     for (l = 0; l < dim; ++l, ++voffs) {
1389                                         vec[voffs / ch + (voffs % ch) * vlen] += codebook.codevectors[coffs + l];  // FPMATH FIXME use if and counter instead of / and %
1390
1391                                         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);
1392                                     }
1393                                 }
1394                             }
1395                         }
1396                     }
1397                     j_times_ptns_to_read += ptns_to_read;
1398                 }
1399                 ++partition_count;
1400                 voffset += vr->partition_size;
1401             }
1402         }
1403     }
1404     return 0;
1405 }
1406
1407 static inline int vorbis_residue_decode(vorbis_context *vc, vorbis_residue *vr,
1408                                         unsigned ch,
1409                                         uint8_t *do_not_decode,
1410                                         float *vec, unsigned vlen)
1411 {
1412     if (vr->type == 2)
1413         return vorbis_residue_decode_internal(vc, vr, ch, do_not_decode, vec, vlen, 2);
1414     else if (vr->type == 1)
1415         return vorbis_residue_decode_internal(vc, vr, ch, do_not_decode, vec, vlen, 1);
1416     else if (vr->type == 0)
1417         return vorbis_residue_decode_internal(vc, vr, ch, do_not_decode, vec, vlen, 0);
1418     else {
1419         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Invalid residue type while residue decode?! \n");
1420         return -1;
1421     }
1422 }
1423
1424 void vorbis_inverse_coupling(float *mag, float *ang, int blocksize)
1425 {
1426     int i;
1427     for (i = 0;  i < blocksize;  i++) {
1428         if (mag[i] > 0.0) {
1429             if (ang[i] > 0.0) {
1430                 ang[i] = mag[i] - ang[i];
1431             } else {
1432                 float temp = ang[i];
1433                 ang[i]     = mag[i];
1434                 mag[i]    += temp;
1435             }
1436         } else {
1437             if (ang[i] > 0.0) {
1438                 ang[i] += mag[i];
1439             } else {
1440                 float temp = ang[i];
1441                 ang[i]     = mag[i];
1442                 mag[i]    -= temp;
1443             }
1444         }
1445     }
1446 }
1447
1448 // Decode the audio packet using the functions above
1449
1450 static int vorbis_parse_audio_packet(vorbis_context *vc)
1451 {
1452     GetBitContext *gb = &vc->gb;
1453     FFTContext *mdct;
1454     unsigned previous_window = vc->previous_window;
1455     unsigned mode_number, blockflag, blocksize;
1456     int i, j;
1457     uint8_t no_residue[255];
1458     uint8_t do_not_decode[255];
1459     vorbis_mapping *mapping;
1460     float *ch_res_ptr   = vc->channel_residues;
1461     float *ch_floor_ptr = vc->channel_floors;
1462     uint8_t res_chan[255];
1463     unsigned res_num = 0;
1464     int retlen  = 0;
1465
1466     if (get_bits1(gb)) {
1467         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Not a Vorbis I audio packet.\n");
1468         return -1; // packet type not audio
1469     }
1470
1471     if (vc->mode_count == 1) {
1472         mode_number = 0;
1473     } else {
1474         GET_VALIDATED_INDEX(mode_number, ilog(vc->mode_count-1), vc->mode_count)
1475     }
1476     vc->mode_number = mode_number;
1477     mapping = &vc->mappings[vc->modes[mode_number].mapping];
1478
1479     AV_DEBUG(" Mode number: %u , mapping: %d , blocktype %d\n", mode_number,
1480              vc->modes[mode_number].mapping, vc->modes[mode_number].blockflag);
1481
1482     blockflag = vc->modes[mode_number].blockflag;
1483     blocksize = vc->blocksize[blockflag];
1484     if (blockflag)
1485         skip_bits(gb, 2); // previous_window, next_window
1486
1487     memset(ch_res_ptr,   0, sizeof(float) * vc->audio_channels * blocksize / 2); //FIXME can this be removed ?
1488     memset(ch_floor_ptr, 0, sizeof(float) * vc->audio_channels * blocksize / 2); //FIXME can this be removed ?
1489
1490 // Decode floor
1491
1492     for (i = 0; i < vc->audio_channels; ++i) {
1493         vorbis_floor *floor;
1494         int ret;
1495         if (mapping->submaps > 1) {
1496             floor = &vc->floors[mapping->submap_floor[mapping->mux[i]]];
1497         } else {
1498             floor = &vc->floors[mapping->submap_floor[0]];
1499         }
1500
1501         ret = floor->decode(vc, &floor->data, ch_floor_ptr);
1502
1503         if (ret < 0) {
1504             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid codebook in vorbis_floor_decode.\n");
1505             return -1;
1506         }
1507         no_residue[i] = ret;
1508         ch_floor_ptr += blocksize / 2;
1509     }
1510
1511 // Nonzero vector propagate
1512
1513     for (i = mapping->coupling_steps - 1; i >= 0; --i) {
1514         if (!(no_residue[mapping->magnitude[i]] & no_residue[mapping->angle[i]])) {
1515             no_residue[mapping->magnitude[i]] = 0;
1516             no_residue[mapping->angle[i]]     = 0;
1517         }
1518     }
1519
1520 // Decode residue
1521
1522     for (i = 0; i < mapping->submaps; ++i) {
1523         vorbis_residue *residue;
1524         unsigned ch = 0;
1525
1526         for (j = 0; j < vc->audio_channels; ++j) {
1527             if ((mapping->submaps == 1) || (i == mapping->mux[j])) {
1528                 res_chan[j] = res_num;
1529                 if (no_residue[j]) {
1530                     do_not_decode[ch] = 1;
1531                 } else {
1532                     do_not_decode[ch] = 0;
1533                 }
1534                 ++ch;
1535                 ++res_num;
1536             }
1537         }
1538         residue = &vc->residues[mapping->submap_residue[i]];
1539         vorbis_residue_decode(vc, residue, ch, do_not_decode, ch_res_ptr, blocksize/2);
1540
1541         ch_res_ptr += ch * blocksize / 2;
1542     }
1543
1544 // Inverse coupling
1545
1546     for (i = mapping->coupling_steps - 1; i >= 0; --i) { //warning: i has to be signed
1547         float *mag, *ang;
1548
1549         mag = vc->channel_residues+res_chan[mapping->magnitude[i]] * blocksize / 2;
1550         ang = vc->channel_residues+res_chan[mapping->angle[i]]     * blocksize / 2;
1551         vc->dsp.vorbis_inverse_coupling(mag, ang, blocksize / 2);
1552     }
1553
1554 // Dotproduct, MDCT
1555
1556     mdct = &vc->mdct[blockflag];
1557
1558     for (j = vc->audio_channels-1;j >= 0; j--) {
1559         ch_floor_ptr = vc->channel_floors   + j           * blocksize / 2;
1560         ch_res_ptr   = vc->channel_residues + res_chan[j] * blocksize / 2;
1561         vc->dsp.vector_fmul(ch_floor_ptr, ch_floor_ptr, ch_res_ptr, blocksize / 2);
1562         mdct->imdct_half(mdct, ch_res_ptr, ch_floor_ptr);
1563     }
1564
1565 // Overlap/add, save data for next overlapping  FPMATH
1566
1567     retlen = (blocksize + vc->blocksize[previous_window]) / 4;
1568     for (j = 0; j < vc->audio_channels; j++) {
1569         unsigned bs0 = vc->blocksize[0];
1570         unsigned bs1 = vc->blocksize[1];
1571         float *residue    = vc->channel_residues + res_chan[j] * blocksize / 2;
1572         float *saved      = vc->saved + j * bs1 / 4;
1573         float *ret        = vc->channel_floors + j * retlen;
1574         float *buf        = residue;
1575         const float *win  = vc->win[blockflag & previous_window];
1576
1577         if (blockflag == previous_window) {
1578             vc->dsp.vector_fmul_window(ret, saved, buf, win, blocksize / 4);
1579         } else if (blockflag > previous_window) {
1580             vc->dsp.vector_fmul_window(ret, saved, buf, win, bs0 / 4);
1581             memcpy(ret+bs0/2, buf+bs0/4, ((bs1-bs0)/4) * sizeof(float));
1582         } else {
1583             memcpy(ret, saved, ((bs1 - bs0) / 4) * sizeof(float));
1584             vc->dsp.vector_fmul_window(ret + (bs1 - bs0) / 4, saved + (bs1 - bs0) / 4, buf, win, bs0 / 4);
1585         }
1586         memcpy(saved, buf + blocksize / 4, blocksize / 4 * sizeof(float));
1587     }
1588
1589     vc->previous_window = blockflag;
1590     return retlen;
1591 }
1592
1593 // Return the decoded audio packet through the standard api
1594
1595 static int vorbis_decode_frame(AVCodecContext *avccontext,
1596                                void *data, int *data_size,
1597                                AVPacket *avpkt)
1598 {
1599     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1600     int buf_size       = avpkt->size;
1601     vorbis_context *vc = avccontext->priv_data ;
1602     GetBitContext *gb = &(vc->gb);
1603     const float *channel_ptrs[255];
1604     int i, len;
1605
1606     if (!buf_size)
1607         return 0;
1608
1609     AV_DEBUG("packet length %d \n", buf_size);
1610
1611     init_get_bits(gb, buf, buf_size*8);
1612
1613     len = vorbis_parse_audio_packet(vc);
1614
1615     if (len <= 0) {
1616         *data_size = 0;
1617         return buf_size;
1618     }
1619
1620     if (!vc->first_frame) {
1621         vc->first_frame = 1;
1622         *data_size = 0;
1623         return buf_size ;
1624     }
1625
1626     AV_DEBUG("parsed %d bytes %d bits, returned %d samples (*ch*bits) \n", get_bits_count(gb)/8, get_bits_count(gb)%8, len);
1627
1628     if (vc->audio_channels > 8) {
1629         for (i = 0; i < vc->audio_channels; i++)
1630             channel_ptrs[i] = vc->channel_floors + i * len;
1631     } else {
1632         for (i = 0; i < vc->audio_channels; i++)
1633             channel_ptrs[i] = vc->channel_floors +
1634                               len * ff_vorbis_channel_layout_offsets[vc->audio_channels - 1][i];
1635     }
1636
1637     vc->fmt_conv.float_to_int16_interleave(data, channel_ptrs, len,
1638                                            vc->audio_channels);
1639     *data_size = len * 2 * vc->audio_channels;
1640
1641     return buf_size ;
1642 }
1643
1644 // Close decoder
1645
1646 static av_cold int vorbis_decode_close(AVCodecContext *avccontext)
1647 {
1648     vorbis_context *vc = avccontext->priv_data;
1649
1650     vorbis_free(vc);
1651
1652     return 0 ;
1653 }
1654
1655 AVCodec ff_vorbis_decoder = {
1656     "vorbis",
1657     AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1658     CODEC_ID_VORBIS,
1659     sizeof(vorbis_context),
1660     vorbis_decode_init,
1661     NULL,
1662     vorbis_decode_close,
1663     vorbis_decode_frame,
1664     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Vorbis"),
1665     .channel_layouts = ff_vorbis_channel_layouts,
1666 };
1667