cosmetics: Reindent file, patch by Vitor Sessak, vitor1001 gmail com,
[ffmpeg.git] / libavcodec / ra144.c
1 /*
2  * Real Audio 1.0 (14.4K)
3  * Copyright (c) 2003 the ffmpeg project
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 #include "avcodec.h"
23 #include "ra144.h"
24
25 #define DATABLOCK1      20      /* size of 14.4 input block in bytes */
26 #define DATACHUNK1      1440    /* size of 14.4 input chunk in bytes */
27 #define AUDIOBLOCK      160     /* size of output block in 16-bit words (320 bytes) */
28 #define AUDIOBUFFER     12288   /* size of output buffer in 16-bit words (24576 bytes) */
29 /* consts */
30 #define NBLOCKS         4       /* number of segments within a block */
31 #define BLOCKSIZE       40      /* (quarter) block size in 16-bit words (80 bytes) */
32 #define HALFBLOCK       20      /* BLOCKSIZE/2 */
33 #define BUFFERSIZE      146     /* for do_output */
34
35
36 /* internal globals */
37 typedef struct {
38     unsigned int     resetflag, val, oldval;
39     unsigned int     unpacked[28];          /* buffer for unpacked input */
40     unsigned int    *iptr;                  /* pointer to current input (from unpacked) */
41     unsigned int     gval;
42     unsigned short  *gsp;
43     unsigned int     gbuf1[8];
44     unsigned short   gbuf2[120];
45     signed   short   output_buffer[40];
46     unsigned int    *decptr;                /* decoder ptr */
47     signed   short  *decsp;
48
49     /* the swapped buffers */
50     unsigned int     swapb1a[10];
51     unsigned int     swapb2a[10];
52     unsigned int     swapb1b[10];
53     unsigned int     swapb2b[10];
54     unsigned int    *swapbuf1;
55     unsigned int    *swapbuf2;
56     unsigned int    *swapbuf1alt;
57     unsigned int    *swapbuf2alt;
58
59     unsigned int buffer[5];
60     unsigned short int buffer_2[148];
61     unsigned short int buffer_a[40];
62     unsigned short int buffer_b[40];
63     unsigned short int buffer_c[40];
64     unsigned short int buffer_d[40];
65
66     unsigned short int work[50];
67     unsigned short *sptr;
68
69     int buffer1[10];
70     int buffer2[10];
71
72     signed short wavtable1[2304];
73     unsigned short wavtable2[2304];
74 } Real144_internal;
75
76 static int ra144_decode_init(AVCodecContext * avctx)
77 {
78     Real144_internal *glob = avctx->priv_data;
79
80     memset(glob, 0, sizeof(Real144_internal));
81     glob->resetflag   = 1;
82     glob->swapbuf1    = glob->swapb1a;
83     glob->swapbuf2    = glob->swapb2a;
84     glob->swapbuf1alt = glob->swapb1b;
85     glob->swapbuf2alt = glob->swapb2b;
86
87     memcpy(glob->wavtable1, wavtable1, sizeof(wavtable1));
88     memcpy(glob->wavtable2, wavtable2, sizeof(wavtable2));
89
90     return 0;
91 }
92
93 static void final(Real144_internal *glob, short *i1, short *i2, void *out, int *statbuf, int len);
94 static void add_wav(Real144_internal *glob, int n, int f, int m1, int m2, int m3, short *s1, short *s2, short *s3, short *dest);
95 static int irms(short *data, int factor);
96 static void rotate_block(short *source, short *target, int offset);
97
98 /* lookup square roots in table */
99 static int t_sqrt(unsigned int x)
100 {
101     int s = 0;
102     while (x > 0xfff) {
103         s++;
104         x = x >> 2;
105     }
106
107     return (sqrt_table[x] << s) << 2;
108 }
109
110 /* do 'voice' */
111 static void do_voice(int *a1, int *a2)
112 {
113     int buffer[10];
114     int *b1, *b2;
115     int x, y;
116     int *ptr, *tmp;
117
118     b1 = buffer;
119     b2 = a2;
120
121     for (x=0; x < 10; x++) {
122         b1[x] = (*a1) << 4;
123
124         if(x > 0) {
125             ptr = b2 + x;
126             for (y=0; y <= x - 1; y++)
127                 b1[y] = (((*a1) * (*(--ptr))) >> 12) + b2[y];
128         }
129         tmp = b1;
130         b1 = b2;
131         b2 = tmp;
132         a1++;
133     }
134     ptr = a2 + 10;
135
136     while (ptr > a2)
137         (*a2++) >>= 4;
138 }
139
140
141 /* do quarter-block output */
142 static void do_output_subblock(Real144_internal *glob, unsigned int x)
143 {
144     int a, b, c, d, e, f, g;
145
146     if (x == 1)
147         memset(glob->buffer, 0, 20);
148
149     if ((*glob->iptr) == 0)
150         a = 0;
151     else
152         a = (*glob->iptr) + HALFBLOCK - 1;
153
154     glob->iptr++;
155     b = *(glob->iptr++);
156     c = *(glob->iptr++);
157     d = *(glob->iptr++);
158
159     if (a)
160         rotate_block(glob->buffer_2, glob->buffer_a, a);
161
162     memcpy(glob->buffer_b, etable1 + b * BLOCKSIZE, BLOCKSIZE * 2);
163     e = ((ftable1[b] >> 4) *glob->gval) >> 8;
164     memcpy(glob->buffer_c, etable2 + c * BLOCKSIZE, BLOCKSIZE * 2);
165     f=((ftable2[c] >> 4) *glob->gval) >> 8;
166
167     if (a)
168         g = irms(glob->buffer_a, glob->gval) >> 12;
169     else
170         g = 0;
171
172     add_wav(glob, d, a, g, e, f, glob->buffer_a, glob->buffer_b,
173             glob->buffer_c, glob->buffer_d);
174
175     memmove(glob->buffer_2, glob->buffer_2 + BLOCKSIZE, (BUFFERSIZE - BLOCKSIZE) * 2);
176     memcpy(glob->buffer_2 + BUFFERSIZE - BLOCKSIZE, glob->buffer_d, BLOCKSIZE * 2);
177
178     final(glob,glob->gsp, glob->buffer_d, glob->output_buffer, glob->buffer,
179           BLOCKSIZE);
180 }
181
182 /* rotate block */
183 static void rotate_block(short *source, short *target, int offset)
184 {
185     short *end;
186     short *ptr1;
187     short *ptr2;
188     short *ptr3;
189     ptr2 = source + BUFFERSIZE;
190     ptr3 = ptr1 = ptr2 - offset;
191     end = target + BLOCKSIZE;
192
193     while (target < end) {
194         *(target++) = *(ptr3++);
195
196         if (ptr3 == ptr2)
197             ptr3 = ptr1;
198     }
199 }
200
201 /* inverse root mean square */
202 static int irms(short *data, int factor)
203 {
204     short *p1, *p2;
205     unsigned int sum;
206
207     p2 = (p1 = data) + BLOCKSIZE;
208     for (sum=0; p2 > p1; p1++)
209         sum += (*p1) * (*p1);
210
211     if (sum == 0)
212         return 0; /* OOPS - division by zero */
213
214     return (0x20000000 / (t_sqrt(sum) >> 8)) * factor;
215 }
216
217 /* multiply/add wavetable */
218 static void add_wav(Real144_internal *glob, int n, int f, int m1, int m2,
219                     int m3, short *s1, short *s2, short *s3, short *dest)
220 {
221     int a, b, c;
222     short *ptr, *ptr2;
223
224     ptr  = glob->wavtable1 + n * 9;
225     ptr2 = glob->wavtable2 + n * 9;
226
227     if (f != 0)
228         a = ((*ptr) * m1) >> ((*ptr2) + 1);
229     else
230         a = 0;
231
232     ptr++;
233     ptr2++;
234     b = ((*ptr) * m2) >> ((*ptr2) + 1);
235     ptr++;
236     ptr2++;
237     c = ((*ptr) * m3) >> ((*ptr2) + 1);
238     ptr2 = (ptr = dest) + BLOCKSIZE;
239
240     if (f != 0)
241         while (ptr < ptr2)
242             *(ptr++) = ((*(s1++)) * a + (*(s2++)) * b + (*(s3++)) * c) >> 12;
243     else
244         while (ptr < ptr2)
245             *(ptr++) = ((*(s2++)) * b + (*(s3++)) * c) >> 12;
246 }
247
248
249 static void final(Real144_internal *glob, short *i1, short *i2, void *out,
250                   int *statbuf, int len)
251 {
252     int x, sum;
253     int buffer[10];
254     short *ptr;
255     short *ptr2;
256
257     memcpy(glob->work, statbuf,20);
258     memcpy(glob->work + 10, i2, len * 2);
259
260     buffer[9] = i1[0];
261     buffer[8] = i1[1];
262     buffer[7] = i1[2];
263     buffer[6] = i1[3];
264     buffer[5] = i1[4];
265     buffer[4] = i1[5];
266     buffer[3] = i1[6];
267     buffer[2] = i1[7];
268     buffer[1] = i1[8];
269     buffer[0] = i1[9];
270
271     ptr2 = (ptr = glob->work) + len;
272
273     while (ptr < ptr2) {
274         for(sum=0, x=0; x<=9; x++)
275             sum += buffer[x] * (ptr[x]);
276
277         sum = sum >> 12;
278         x = ptr[10] - sum;
279
280         if (x<-32768 || x>32767) {
281             memset(out, 0, len * 2);
282             memset(statbuf, 0, 20);
283             return;
284         }
285
286         ptr[10] = x;
287         ptr++;
288     }
289     memcpy(out, ptr+10 - len, len * 2);
290     memcpy(statbuf, ptr, 20);
291 }
292
293 /* Decode 20-byte input */
294 static void unpack_input(const unsigned char *input, unsigned int *output)
295 {
296     unsigned int outbuffer[28];
297     unsigned short inbuffer[10];
298     unsigned int x;
299     unsigned int *ptr;
300
301     /* fix endianness */
302     for (x=0; x<20; x+=2)
303         inbuffer[x/2] = (input[x] << 8) + input[x+1];
304
305     /* unpack */
306     ptr=outbuffer;
307     *(ptr++) = 27;
308     *(ptr++) = (inbuffer[0] >> 10) & 0x3f;
309     *(ptr++) = (inbuffer[0] >>  5) & 0x1f;
310     *(ptr++) = inbuffer[0] & 0x1f;
311     *(ptr++) = (inbuffer[1] >> 12) & 0xf;
312     *(ptr++) = (inbuffer[1] >>  8) & 0xf;
313     *(ptr++) = (inbuffer[1] >>  5) & 7;
314     *(ptr++) = (inbuffer[1] >>  2) & 7;
315     *(ptr++) = ((inbuffer[1] << 1) & 6) | ((inbuffer[2] >> 15) & 1);
316     *(ptr++) = (inbuffer[2] >> 12) & 7;
317     *(ptr++) = (inbuffer[2] >> 10) & 3;
318     *(ptr++) = (inbuffer[2] >>  5) & 0x1f;
319     *(ptr++) = ((inbuffer[2] << 2) & 0x7c) | ((inbuffer[3] >> 14) & 3);
320     *(ptr++) = (inbuffer[3] >> 6) & 0xff;
321     *(ptr++) = ((inbuffer[3] << 1) & 0x7e) | ((inbuffer[4] >> 15) & 1);
322     *(ptr++) = (inbuffer[4] >> 8) & 0x7f;
323     *(ptr++) = (inbuffer[4] >> 1) & 0x7f;
324     *(ptr++) = ((inbuffer[4] << 7) & 0x80) | ((inbuffer[5] >> 9) & 0x7f);
325     *(ptr++) = (inbuffer[5] >> 2) & 0x7f;
326     *(ptr++) = ((inbuffer[5] << 5) & 0x60) | ((inbuffer[6] >> 11) & 0x1f);
327     *(ptr++) = (inbuffer[6] >> 4) & 0x7f;
328     *(ptr++) = ((inbuffer[6] << 4) & 0xf0) | ((inbuffer[7] >> 12) & 0xf);
329     *(ptr++) = (inbuffer[7] >> 5) & 0x7f;
330     *(ptr++) = ((inbuffer[7] << 2) & 0x7c) | ((inbuffer[8] >> 14) & 3);
331     *(ptr++) = (inbuffer[8] >> 7) & 0x7f;
332     *(ptr++) = ((inbuffer[8] << 1) & 0xfe) | ((inbuffer[9] >> 15) & 1);
333     *(ptr++) = (inbuffer[9] >> 8) & 0x7f;
334     *(ptr++) = (inbuffer[9] >> 1) & 0x7f;
335
336     *(output++) = outbuffer[11];
337     for (x=1; x<11; *(output++) = outbuffer[x++]);
338     ptr = outbuffer+12;
339     for (x=0; x<16; x+=4) {
340         *(output++) = ptr[x];
341         *(output++) = ptr[x+2];
342         *(output++) = ptr[x+3];
343         *(output++) = ptr[x+1];
344     }
345 }
346
347 static unsigned int rms(int *data, int f)
348 {
349     int *c;
350     int x;
351     unsigned int res;
352     int b;
353
354     c = data;
355     b = 0;
356     res = 0x10000;
357     for (x=0; x<10; x++) {
358         res = (((0x1000000 - (*c) * (*c)) >> 12) * res) >> 12;
359
360         if (res == 0)
361             return 0;
362
363         if (res <= 0x3fff) {
364             while (res <= 0x3fff) {
365                 b++;
366                 res <<= 2;
367             }
368         } else {
369             if (res > 0x10000)
370                 return 0; /* We're screwed, might as well go out with a bang. :P */
371         }
372         c++;
373     }
374
375     if (res > 0)
376         res = t_sqrt(res);
377
378     res >>= (b + 10);
379     res = (res * f) >> 10;
380     return res;
381 }
382
383 static void dec1(Real144_internal *glob, int *data, int *inp, int n, int f)
384 {
385     short *ptr,*end;
386
387     *(glob->decptr++) = rms(data, f);
388     glob->decptr++;
389     end = (ptr = glob->decsp) + (n * 10);
390
391     while (ptr < end)
392         *(ptr++) = *(inp++);
393 }
394
395 static int eq(Real144_internal *glob, short *in, int *target)
396 {
397     int retval;
398     int a;
399     int b;
400     int c;
401     unsigned int u;
402     short *sptr;
403     int *ptr1, *ptr2, *ptr3;
404     int *bp1, *bp2, *temp;
405
406     retval = 0;
407     bp1 = glob->buffer1;
408     bp2 = glob->buffer2;
409     ptr2 = (ptr3 = glob->buffer2) + 9;
410     sptr = in;
411
412     while (ptr2 >= ptr3)
413         *(ptr3++) = *(sptr++);
414
415     target += 9;
416     a = bp2[9];
417     *target = a;
418
419     if (a + 0x1000 > 0x1fff)
420         return 0; /* We're screwed, might as well go out with a bang. :P */
421
422     c = 8;
423     u = a;
424
425     while (c >= 0) {
426         if (u == 0x1000)
427             u++;
428
429         if (u == 0xfffff000)
430             u--;
431
432         b = 0x1000-((u * u) >> 12);
433
434         if (b == 0)
435             b++;
436
437         ptr2 = bp1;
438         ptr1 = (ptr3 = bp2) + c;
439
440         for (u=0; u<=c; u++)
441             *(ptr2++) = ((*(ptr3++) - (((*target) * (*(ptr1--))) >> 12)) * (0x1000000 / b)) >> 12;
442
443         *(--target) = u = bp1[(c--)];
444
445         if ((u + 0x1000) > 0x1fff)
446             retval = 1;
447
448         temp = bp2;
449         bp2 = bp1;
450         bp1 = temp;
451     }
452     return retval;
453 }
454
455 static void dec2(Real144_internal *glob, int *data, int *inp, int n, int f,
456                  int *inp2, int l)
457 {
458     unsigned int *ptr1,*ptr2;
459     int work[10];
460     int a,b;
461     int x;
462     int result;
463
464     if(l + 1 < NBLOCKS / 2)
465         a = NBLOCKS - (l + 1);
466     else
467         a = l + 1;
468
469     b = NBLOCKS - a;
470
471     if (l == 0) {
472         glob->decsp = glob->sptr = glob->gbuf2;
473         glob->decptr = glob->gbuf1;
474     }
475     ptr1 = inp;
476     ptr2 = inp2;
477
478     for (x=0; x<10*n; x++)
479         *(glob->sptr++) = (a * (*ptr1++) + b * (*ptr2++)) >> 2;
480
481     result = eq(glob, glob->decsp, work);
482
483     if (result == 1) {
484         dec1(glob, data, inp, n, f);
485     } else {
486         *(glob->decptr++) = rms(work, f);
487         glob->decptr++;
488     }
489     glob->decsp += n * 10;
490 }
491
492 /* Uncompress one block (20 bytes -> 160*2 bytes) */
493 static int ra144_decode_frame(AVCodecContext * avctx,
494             void *vdata, int *data_size,
495             const uint8_t * buf, int buf_size)
496 {
497     unsigned int a, b, c;
498     signed short *shptr;
499     unsigned int *lptr, *temp;
500     const short **dptr;
501     int16_t *datao;
502     int16_t *data = vdata;
503     Real144_internal *glob = avctx->priv_data;
504
505     if(buf_size == 0)
506         return 0;
507
508     datao = data;
509     unpack_input(buf, glob->unpacked);
510
511     glob->iptr = glob->unpacked;
512     glob->val = decodetable[0][(*(glob->iptr++)) << 1];
513
514     dptr = decodetable + 1;
515     lptr = glob->swapbuf1;
516
517     while (lptr<glob->swapbuf1 + 10)
518         *(lptr++) = (*(dptr++))[(*(glob->iptr++)) << 1];
519
520     do_voice(glob->swapbuf1, glob->swapbuf2);
521
522     a = t_sqrt(glob->val*glob->oldval) >> 12;
523
524     for (c=0; c < NBLOCKS; c++) {
525         if (c == (NBLOCKS - 1)) {
526             dec1(glob, glob->swapbuf1, glob->swapbuf2, 3, glob->val);
527         } else {
528             if (c * 2 == (NBLOCKS - 2)) {
529                 if (glob->oldval < glob->val) {
530                     dec2(glob, glob->swapbuf1, glob->swapbuf2, 3, a, glob->swapbuf2alt, c);
531                 } else {
532                     dec2(glob, glob->swapbuf1alt, glob->swapbuf2alt, 3, a, glob->swapbuf2, c);
533                 }
534             } else {
535                 if (c * 2 < (NBLOCKS - 2)) {
536                     dec2(glob, glob->swapbuf1alt, glob->swapbuf2alt, 3, glob->oldval, glob->swapbuf2, c);
537                 } else {
538                     dec2(glob, glob->swapbuf1, glob->swapbuf2, 3, glob->val, glob->swapbuf2alt, c);
539                 }
540             }
541         }
542     }
543
544     /* do output */
545     for (b=0, c=0; c<4; c++) {
546         glob->gval = glob->gbuf1[c * 2];
547         glob->gsp = glob->gbuf2 + b;
548         do_output_subblock(glob, glob->resetflag);
549         glob->resetflag = 0;
550
551         shptr = glob->output_buffer;
552         while (shptr < glob->output_buffer + BLOCKSIZE)
553             *data++ = av_clip_int16(*(shptr++) << 2);
554         b += 30;
555     }
556
557     glob->oldval = glob->val;
558     temp = glob->swapbuf1alt;
559     glob->swapbuf1alt = glob->swapbuf1;
560     glob->swapbuf1 = temp;
561     temp = glob->swapbuf2alt;
562     glob->swapbuf2alt = glob->swapbuf2;
563     glob->swapbuf2 = temp;
564     *data_size = (data-datao)*sizeof(*data);
565     return 20;
566 }
567
568
569 AVCodec ra_144_decoder =
570 {
571     "real_144",
572     CODEC_TYPE_AUDIO,
573     CODEC_ID_RA_144,
574     sizeof(Real144_internal),
575     ra144_decode_init,
576     NULL,
577     NULL,
578     ra144_decode_frame,
579     .long_name = "RealAudio 1.0 (14.4K)",
580 };