Add support for vorbis 6.1 and 7.1 channel configurations as per the new spec
[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 const char idx_err_str[] = "Index value %d out of range (0 - %d) for %s at %s:%i\n";
164 #define VALIDATE_INDEX(idx, limit) \
165     if (idx >= limit) {\
166         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR,\
167                idx_err_str,\
168                (int)(idx), (int)(limit - 1), #idx, __FILE__, __LINE__);\
169         return -1;\
170     }
171 #define GET_VALIDATED_INDEX(idx, bits, limit) \
172     {\
173         idx = get_bits(gb, bits);\
174         VALIDATE_INDEX(idx, limit)\
175     }
176
177 static float vorbisfloat2float(uint_fast32_t val)
178 {
179     double mant = val & 0x1fffff;
180     long exp    = (val & 0x7fe00000L) >> 21;
181     if (val & 0x80000000)
182         mant = -mant;
183     return ldexp(mant, exp - 20 - 768);
184 }
185
186
187 // Free all allocated memory -----------------------------------------
188
189 static void vorbis_free(vorbis_context *vc)
190 {
191     int_fast16_t i;
192
193     av_freep(&vc->channel_residues);
194     av_freep(&vc->channel_floors);
195     av_freep(&vc->saved);
196
197     av_freep(&vc->residues);
198     av_freep(&vc->modes);
199
200     ff_mdct_end(&vc->mdct[0]);
201     ff_mdct_end(&vc->mdct[1]);
202
203     for (i = 0; i < vc->codebook_count; ++i) {
204         av_free(vc->codebooks[i].codevectors);
205         free_vlc(&vc->codebooks[i].vlc);
206     }
207     av_freep(&vc->codebooks);
208
209     for (i = 0; i < vc->floor_count; ++i) {
210         if (vc->floors[i].floor_type == 0) {
211             av_free(vc->floors[i].data.t0.map[0]);
212             av_free(vc->floors[i].data.t0.map[1]);
213             av_free(vc->floors[i].data.t0.book_list);
214             av_free(vc->floors[i].data.t0.lsp);
215         } else {
216             av_free(vc->floors[i].data.t1.list);
217         }
218     }
219     av_freep(&vc->floors);
220
221     for (i = 0; i < vc->mapping_count; ++i) {
222         av_free(vc->mappings[i].magnitude);
223         av_free(vc->mappings[i].angle);
224         av_free(vc->mappings[i].mux);
225     }
226     av_freep(&vc->mappings);
227 }
228
229 // Parse setup header -------------------------------------------------
230
231 // Process codebooks part
232
233 static int vorbis_parse_setup_hdr_codebooks(vorbis_context *vc)
234 {
235     uint_fast16_t cb;
236     uint8_t  *tmp_vlc_bits;
237     uint32_t *tmp_vlc_codes;
238     GetBitContext *gb = &vc->gb;
239
240     vc->codebook_count = get_bits(gb, 8) + 1;
241
242     AV_DEBUG(" Codebooks: %d \n", vc->codebook_count);
243
244     vc->codebooks = av_mallocz(vc->codebook_count * sizeof(vorbis_codebook));
245     tmp_vlc_bits  = av_mallocz(V_MAX_VLCS * sizeof(uint8_t));
246     tmp_vlc_codes = av_mallocz(V_MAX_VLCS * sizeof(uint32_t));
247
248     for (cb = 0; cb < vc->codebook_count; ++cb) {
249         vorbis_codebook *codebook_setup = &vc->codebooks[cb];
250         uint_fast8_t ordered;
251         uint_fast32_t t, used_entries = 0;
252         uint_fast32_t entries;
253
254         AV_DEBUG(" %d. Codebook \n", cb);
255
256         if (get_bits(gb, 24) != 0x564342) {
257             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " %"PRIdFAST16". Codebook setup data corrupt. \n", cb);
258             goto error;
259         }
260
261         codebook_setup->dimensions=get_bits(gb, 16);
262         if (codebook_setup->dimensions > 16 || codebook_setup->dimensions == 0) {
263             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " %"PRIdFAST16". Codebook's dimension is invalid (%d). \n", cb, codebook_setup->dimensions);
264             goto error;
265         }
266         entries = get_bits(gb, 24);
267         if (entries > V_MAX_VLCS) {
268             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " %"PRIdFAST16". Codebook has too many entries (%"PRIdFAST32"). \n", cb, entries);
269             goto error;
270         }
271
272         ordered = get_bits1(gb);
273
274         AV_DEBUG(" codebook_dimensions %d, codebook_entries %d \n", codebook_setup->dimensions, entries);
275
276         if (!ordered) {
277             uint_fast16_t ce;
278             uint_fast8_t  flag;
279             uint_fast8_t  sparse = get_bits1(gb);
280
281             AV_DEBUG(" not ordered \n");
282
283             if (sparse) {
284                 AV_DEBUG(" sparse \n");
285
286                 used_entries = 0;
287                 for (ce = 0; ce < entries; ++ce) {
288                     flag = get_bits1(gb);
289                     if (flag) {
290                         tmp_vlc_bits[ce] = get_bits(gb, 5) + 1;
291                         ++used_entries;
292                     } else
293                         tmp_vlc_bits[ce] = 0;
294                 }
295             } else {
296                 AV_DEBUG(" not sparse \n");
297
298                 used_entries = entries;
299                 for (ce = 0; ce < entries; ++ce)
300                     tmp_vlc_bits[ce] = get_bits(gb, 5) + 1;
301             }
302         } else {
303             uint_fast16_t current_entry = 0;
304             uint_fast8_t current_length = get_bits(gb, 5)+1;
305
306             AV_DEBUG(" ordered, current length: %d \n", current_length);  //FIXME
307
308             used_entries = entries;
309             for (; current_entry < used_entries && current_length <= 32; ++current_length) {
310                 uint_fast16_t i, number;
311
312                 AV_DEBUG(" number bits: %d ", ilog(entries - current_entry));
313
314                 number = get_bits(gb, ilog(entries - current_entry));
315
316                 AV_DEBUG(" number: %d \n", number);
317
318                 for (i = current_entry; i < number+current_entry; ++i)
319                     if (i < used_entries)
320                         tmp_vlc_bits[i] = current_length;
321
322                 current_entry+=number;
323             }
324             if (current_entry>used_entries) {
325                 av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " More codelengths than codes in codebook. \n");
326                 goto error;
327             }
328         }
329
330         codebook_setup->lookup_type = get_bits(gb, 4);
331
332         AV_DEBUG(" lookup type: %d : %s \n", codebook_setup->lookup_type, codebook_setup->lookup_type ? "vq" : "no lookup");
333
334 // If the codebook is used for (inverse) VQ, calculate codevectors.
335
336         if (codebook_setup->lookup_type == 1) {
337             uint_fast16_t i, j, k;
338             uint_fast16_t codebook_lookup_values = ff_vorbis_nth_root(entries, codebook_setup->dimensions);
339             uint_fast16_t codebook_multiplicands[codebook_lookup_values];
340
341             float codebook_minimum_value = vorbisfloat2float(get_bits_long(gb, 32));
342             float codebook_delta_value   = vorbisfloat2float(get_bits_long(gb, 32));
343             uint_fast8_t codebook_value_bits = get_bits(gb, 4)+1;
344             uint_fast8_t codebook_sequence_p = get_bits1(gb);
345
346             AV_DEBUG(" We expect %d numbers for building the codevectors. \n", codebook_lookup_values);
347             AV_DEBUG("  delta %f minmum %f \n", codebook_delta_value, codebook_minimum_value);
348
349             for (i = 0; i < codebook_lookup_values; ++i) {
350                 codebook_multiplicands[i] = get_bits(gb, codebook_value_bits);
351
352                 AV_DEBUG(" multiplicands*delta+minmum : %e \n", (float)codebook_multiplicands[i]*codebook_delta_value+codebook_minimum_value);
353                 AV_DEBUG(" multiplicand %d \n", codebook_multiplicands[i]);
354             }
355
356 // Weed out unused vlcs and build codevector vector
357             codebook_setup->codevectors = used_entries ? av_mallocz(used_entries*codebook_setup->dimensions * sizeof(float)) : NULL;
358             for (j = 0, i = 0; i < entries; ++i) {
359                 uint_fast8_t dim = codebook_setup->dimensions;
360
361                 if (tmp_vlc_bits[i]) {
362                     float last = 0.0;
363                     uint_fast32_t lookup_offset = i;
364
365 #ifdef V_DEBUG
366                     av_log(vc->avccontext, AV_LOG_INFO, "Lookup offset %d ,", i);
367 #endif
368
369                     for (k = 0; k < dim; ++k) {
370                         uint_fast32_t multiplicand_offset = lookup_offset % codebook_lookup_values;
371                         codebook_setup->codevectors[j * dim + k] = codebook_multiplicands[multiplicand_offset] * codebook_delta_value + codebook_minimum_value + last;
372                         if (codebook_sequence_p)
373                             last = codebook_setup->codevectors[j * dim + k];
374                         lookup_offset/=codebook_lookup_values;
375                     }
376                     tmp_vlc_bits[j] = tmp_vlc_bits[i];
377
378 #ifdef V_DEBUG
379                     av_log(vc->avccontext, AV_LOG_INFO, "real lookup offset %d, vector: ", j);
380                     for (k = 0; k < dim; ++k)
381                         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_INFO, " %f ", codebook_setup->codevectors[j * dim + k]);
382                     av_log(vc->avccontext, AV_LOG_INFO, "\n");
383 #endif
384
385                     ++j;
386                 }
387             }
388             if (j != used_entries) {
389                 av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Bug in codevector vector building code. \n");
390                 goto error;
391             }
392             entries = used_entries;
393         } else if (codebook_setup->lookup_type >= 2) {
394             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Codebook lookup type not supported. \n");
395             goto error;
396         }
397
398 // Initialize VLC table
399         if (ff_vorbis_len2vlc(tmp_vlc_bits, tmp_vlc_codes, entries)) {
400             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Invalid code lengths while generating vlcs. \n");
401             goto error;
402         }
403         codebook_setup->maxdepth = 0;
404         for (t = 0; t < entries; ++t)
405             if (tmp_vlc_bits[t] >= codebook_setup->maxdepth)
406                 codebook_setup->maxdepth = tmp_vlc_bits[t];
407
408         if (codebook_setup->maxdepth > 3 * V_NB_BITS)
409             codebook_setup->nb_bits = V_NB_BITS2;
410         else
411             codebook_setup->nb_bits = V_NB_BITS;
412
413         codebook_setup->maxdepth = (codebook_setup->maxdepth+codebook_setup->nb_bits - 1) / codebook_setup->nb_bits;
414
415         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)) {
416             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Error generating vlc tables. \n");
417             goto error;
418         }
419     }
420
421     av_free(tmp_vlc_bits);
422     av_free(tmp_vlc_codes);
423     return 0;
424
425 // Error:
426 error:
427     av_free(tmp_vlc_bits);
428     av_free(tmp_vlc_codes);
429     return -1;
430 }
431
432 // Process time domain transforms part (unused in Vorbis I)
433
434 static int vorbis_parse_setup_hdr_tdtransforms(vorbis_context *vc)
435 {
436     GetBitContext *gb = &vc->gb;
437     uint_fast8_t i;
438     uint_fast8_t vorbis_time_count = get_bits(gb, 6) + 1;
439
440     for (i = 0; i < vorbis_time_count; ++i) {
441         uint_fast16_t vorbis_tdtransform = get_bits(gb, 16);
442
443         AV_DEBUG(" Vorbis time domain transform %d: %d \n", vorbis_time_count, vorbis_tdtransform);
444
445         if (vorbis_tdtransform) {
446             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Vorbis time domain transform data nonzero. \n");
447             return -1;
448         }
449     }
450     return 0;
451 }
452
453 // Process floors part
454
455 static uint_fast8_t vorbis_floor0_decode(vorbis_context *vc,
456                                          vorbis_floor_data *vfu, float *vec);
457 static void create_map(vorbis_context *vc, uint_fast8_t floor_number);
458 static uint_fast8_t vorbis_floor1_decode(vorbis_context *vc,
459                                          vorbis_floor_data *vfu, float *vec);
460 static int vorbis_parse_setup_hdr_floors(vorbis_context *vc)
461 {
462     GetBitContext *gb = &vc->gb;
463     uint_fast16_t i,j,k;
464
465     vc->floor_count = get_bits(gb, 6) + 1;
466
467     vc->floors = av_mallocz(vc->floor_count * sizeof(vorbis_floor));
468
469     for (i = 0; i < vc->floor_count; ++i) {
470         vorbis_floor *floor_setup = &vc->floors[i];
471
472         floor_setup->floor_type = get_bits(gb, 16);
473
474         AV_DEBUG(" %d. floor type %d \n", i, floor_setup->floor_type);
475
476         if (floor_setup->floor_type == 1) {
477             uint_fast8_t  maximum_class = 0;
478             uint_fast8_t  rangebits;
479             uint_fast16_t floor1_values = 2;
480
481             floor_setup->decode = vorbis_floor1_decode;
482
483             floor_setup->data.t1.partitions = get_bits(gb, 5);
484
485             AV_DEBUG(" %d.floor: %d partitions \n", i, floor_setup->data.t1.partitions);
486
487             for (j = 0; j < floor_setup->data.t1.partitions; ++j) {
488                 floor_setup->data.t1.partition_class[j] = get_bits(gb, 4);
489                 if (floor_setup->data.t1.partition_class[j] > maximum_class)
490                     maximum_class = floor_setup->data.t1.partition_class[j];
491
492                 AV_DEBUG(" %d. floor %d partition class %d \n", i, j, floor_setup->data.t1.partition_class[j]);
493
494             }
495
496             AV_DEBUG(" maximum class %d \n", maximum_class);
497
498             floor_setup->data.t1.maximum_class = maximum_class;
499
500             for (j = 0; j <= maximum_class; ++j) {
501                 floor_setup->data.t1.class_dimensions[j] = get_bits(gb, 3) + 1;
502                 floor_setup->data.t1.class_subclasses[j] = get_bits(gb, 2);
503
504                 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]);
505
506                 if (floor_setup->data.t1.class_subclasses[j]) {
507                     GET_VALIDATED_INDEX(floor_setup->data.t1.class_masterbook[j], 8, vc->codebook_count)
508
509                     AV_DEBUG("   masterbook: %d \n", floor_setup->data.t1.class_masterbook[j]);
510                 }
511
512                 for (k = 0; k < (1 << floor_setup->data.t1.class_subclasses[j]); ++k) {
513                     int16_t bits = get_bits(gb, 8) - 1;
514                     if (bits != -1)
515                         VALIDATE_INDEX(bits, vc->codebook_count)
516                     floor_setup->data.t1.subclass_books[j][k] = bits;
517
518                     AV_DEBUG("    book %d. : %d \n", k, floor_setup->data.t1.subclass_books[j][k]);
519                 }
520             }
521
522             floor_setup->data.t1.multiplier = get_bits(gb, 2) + 1;
523             floor_setup->data.t1.x_list_dim = 2;
524
525             for (j = 0; j < floor_setup->data.t1.partitions; ++j)
526                 floor_setup->data.t1.x_list_dim+=floor_setup->data.t1.class_dimensions[floor_setup->data.t1.partition_class[j]];
527
528             floor_setup->data.t1.list = av_mallocz(floor_setup->data.t1.x_list_dim * sizeof(vorbis_floor1_entry));
529
530
531             rangebits = get_bits(gb, 4);
532             floor_setup->data.t1.list[0].x = 0;
533             floor_setup->data.t1.list[1].x = (1 << rangebits);
534
535             for (j = 0; j < floor_setup->data.t1.partitions; ++j) {
536                 for (k = 0; k < floor_setup->data.t1.class_dimensions[floor_setup->data.t1.partition_class[j]]; ++k, ++floor1_values) {
537                     floor_setup->data.t1.list[floor1_values].x = get_bits(gb, rangebits);
538
539                     AV_DEBUG(" %d. floor1 Y coord. %d \n", floor1_values, floor_setup->data.t1.list[floor1_values].x);
540                 }
541             }
542
543 // Precalculate order of x coordinates - needed for decode
544             ff_vorbis_ready_floor1_list(floor_setup->data.t1.list, floor_setup->data.t1.x_list_dim);
545         } else if (floor_setup->floor_type == 0) {
546             uint_fast8_t max_codebook_dim = 0;
547
548             floor_setup->decode = vorbis_floor0_decode;
549
550             floor_setup->data.t0.order          = get_bits(gb,  8);
551             floor_setup->data.t0.rate           = get_bits(gb, 16);
552             floor_setup->data.t0.bark_map_size  = get_bits(gb, 16);
553             floor_setup->data.t0.amplitude_bits = get_bits(gb,  6);
554             /* zero would result in a div by zero later *
555              * 2^0 - 1 == 0                             */
556             if (floor_setup->data.t0.amplitude_bits == 0) {
557               av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR,
558                      "Floor 0 amplitude bits is 0.\n");
559               return -1;
560             }
561             floor_setup->data.t0.amplitude_offset = get_bits(gb, 8);
562             floor_setup->data.t0.num_books        = get_bits(gb, 4) + 1;
563
564             /* allocate mem for booklist */
565             floor_setup->data.t0.book_list =
566                 av_malloc(floor_setup->data.t0.num_books);
567             if (!floor_setup->data.t0.book_list)
568                 return -1;
569             /* read book indexes */
570             {
571                 int idx;
572                 uint_fast8_t book_idx;
573                 for (idx = 0; idx < floor_setup->data.t0.num_books; ++idx) {
574                     GET_VALIDATED_INDEX(floor_setup->data.t0.book_list[idx], 8, vc->codebook_count)
575                     if (vc->codebooks[book_idx].dimensions > max_codebook_dim)
576                         max_codebook_dim = vc->codebooks[book_idx].dimensions;
577                 }
578             }
579
580             create_map(vc, i);
581
582             /* allocate mem for lsp coefficients */
583             {
584                 /* codebook dim is for padding if codebook dim doesn't *
585                  * divide order+1 then we need to read more data       */
586                 floor_setup->data.t0.lsp =
587                     av_malloc((floor_setup->data.t0.order+1 + max_codebook_dim)
588                               * sizeof(float));
589                 if (!floor_setup->data.t0.lsp)
590                     return -1;
591             }
592
593 #ifdef V_DEBUG /* debug output parsed headers */
594             AV_DEBUG("floor0 order: %u\n", floor_setup->data.t0.order);
595             AV_DEBUG("floor0 rate: %u\n", floor_setup->data.t0.rate);
596             AV_DEBUG("floor0 bark map size: %u\n",
597               floor_setup->data.t0.bark_map_size);
598             AV_DEBUG("floor0 amplitude bits: %u\n",
599               floor_setup->data.t0.amplitude_bits);
600             AV_DEBUG("floor0 amplitude offset: %u\n",
601               floor_setup->data.t0.amplitude_offset);
602             AV_DEBUG("floor0 number of books: %u\n",
603               floor_setup->data.t0.num_books);
604             AV_DEBUG("floor0 book list pointer: %p\n",
605               floor_setup->data.t0.book_list);
606             {
607               int idx;
608               for (idx = 0; idx < floor_setup->data.t0.num_books; ++idx) {
609                   AV_DEBUG("  Book %d: %u\n",
610                            idx+1,
611                            floor_setup->data.t0.book_list[idx]);
612               }
613             }
614 #endif
615         } else {
616             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid floor type!\n");
617             return -1;
618         }
619     }
620     return 0;
621 }
622
623 // Process residues part
624
625 static int vorbis_parse_setup_hdr_residues(vorbis_context *vc)
626 {
627     GetBitContext *gb = &vc->gb;
628     uint_fast8_t i, j, k;
629
630     vc->residue_count = get_bits(gb, 6)+1;
631     vc->residues      = av_mallocz(vc->residue_count * sizeof(vorbis_residue));
632
633     AV_DEBUG(" There are %d residues. \n", vc->residue_count);
634
635     for (i = 0; i < vc->residue_count; ++i) {
636         vorbis_residue *res_setup = &vc->residues[i];
637         uint_fast8_t cascade[64];
638         uint_fast8_t high_bits;
639         uint_fast8_t low_bits;
640
641         res_setup->type = get_bits(gb, 16);
642
643         AV_DEBUG(" %d. residue type %d \n", i, res_setup->type);
644
645         res_setup->begin          = get_bits(gb, 24);
646         res_setup->end            = get_bits(gb, 24);
647         res_setup->partition_size = get_bits(gb, 24) + 1;
648         /* Validations to prevent a buffer overflow later. */
649         if (res_setup->begin>res_setup->end ||
650             res_setup->end>vc->blocksize[1] / (res_setup->type == 2 ? 1 : 2) ||
651             (res_setup->end-res_setup->begin) / res_setup->partition_size > V_MAX_PARTITIONS) {
652             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);
653             return -1;
654         }
655
656         res_setup->classifications = get_bits(gb, 6) + 1;
657         GET_VALIDATED_INDEX(res_setup->classbook, 8, vc->codebook_count)
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                     GET_VALIDATED_INDEX(res_setup->books[j][k], 8, vc->codebook_count)
677
678                     AV_DEBUG("     %d class casscade depth %d book: %d \n", j, k, res_setup->books[j][k]);
679
680                     if (k>res_setup->maxpass)
681                         res_setup->maxpass = k;
682                 } else {
683                     res_setup->books[j][k] = -1;
684                 }
685             }
686         }
687     }
688     return 0;
689 }
690
691 // Process mappings part
692
693 static int vorbis_parse_setup_hdr_mappings(vorbis_context *vc)
694 {
695     GetBitContext *gb = &vc->gb;
696     uint_fast8_t i, j;
697
698     vc->mapping_count = get_bits(gb, 6)+1;
699     vc->mappings      = av_mallocz(vc->mapping_count * sizeof(vorbis_mapping));
700
701     AV_DEBUG(" There are %d mappings. \n", vc->mapping_count);
702
703     for (i = 0; i < vc->mapping_count; ++i) {
704         vorbis_mapping *mapping_setup = &vc->mappings[i];
705
706         if (get_bits(gb, 16)) {
707             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Other mappings than type 0 are not compliant with the Vorbis I specification. \n");
708             return -1;
709         }
710         if (get_bits1(gb)) {
711             mapping_setup->submaps = get_bits(gb, 4) + 1;
712         } else {
713             mapping_setup->submaps = 1;
714         }
715
716         if (get_bits1(gb)) {
717             mapping_setup->coupling_steps = get_bits(gb, 8) + 1;
718             mapping_setup->magnitude      = av_mallocz(mapping_setup->coupling_steps * sizeof(uint_fast8_t));
719             mapping_setup->angle          = av_mallocz(mapping_setup->coupling_steps * sizeof(uint_fast8_t));
720             for (j = 0; j < mapping_setup->coupling_steps; ++j) {
721                 GET_VALIDATED_INDEX(mapping_setup->magnitude[j], ilog(vc->audio_channels - 1), vc->audio_channels)
722                 GET_VALIDATED_INDEX(mapping_setup->angle[j],     ilog(vc->audio_channels - 1), vc->audio_channels)
723             }
724         } else {
725             mapping_setup->coupling_steps = 0;
726         }
727
728         AV_DEBUG("   %d mapping coupling steps: %d \n", i, mapping_setup->coupling_steps);
729
730         if (get_bits(gb, 2)) {
731             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "%d. mapping setup data invalid. \n", i);
732             return -1; // following spec.
733         }
734
735         if (mapping_setup->submaps>1) {
736             mapping_setup->mux = av_mallocz(vc->audio_channels * sizeof(uint_fast8_t));
737             for (j = 0; j < vc->audio_channels; ++j)
738                 mapping_setup->mux[j] = get_bits(gb, 4);
739         }
740
741         for (j = 0; j < mapping_setup->submaps; ++j) {
742             skip_bits(gb, 8); // FIXME check?
743             GET_VALIDATED_INDEX(mapping_setup->submap_floor[j],   8, vc->floor_count)
744             GET_VALIDATED_INDEX(mapping_setup->submap_residue[j], 8, vc->residue_count)
745
746             AV_DEBUG("   %d mapping %d submap : floor %d, residue %d \n", i, j, mapping_setup->submap_floor[j], mapping_setup->submap_residue[j]);
747         }
748     }
749     return 0;
750 }
751
752 // Process modes part
753
754 static void create_map(vorbis_context *vc, uint_fast8_t floor_number)
755 {
756     vorbis_floor *floors = vc->floors;
757     vorbis_floor0 *vf;
758     int idx;
759     int_fast8_t blockflag;
760     int_fast32_t *map;
761     int_fast32_t n; //TODO: could theoretically be smaller?
762
763     for (blockflag = 0; blockflag < 2; ++blockflag) {
764         n = vc->blocksize[blockflag] / 2;
765         floors[floor_number].data.t0.map[blockflag] =
766             av_malloc((n+1) * sizeof(int_fast32_t)); // n + sentinel
767
768         map =  floors[floor_number].data.t0.map[blockflag];
769         vf  = &floors[floor_number].data.t0;
770
771         for (idx = 0; idx < n; ++idx) {
772             map[idx] = floor(BARK((vf->rate * idx) / (2.0f * n)) *
773                              ((vf->bark_map_size) /
774                               BARK(vf->rate / 2.0f)));
775             if (vf->bark_map_size-1 < map[idx])
776                 map[idx] = vf->bark_map_size - 1;
777         }
778         map[n] = -1;
779         vf->map_size[blockflag] = n;
780     }
781
782 #   ifdef V_DEBUG
783     for (idx = 0; idx <= n; ++idx) {
784         AV_DEBUG("floor0 map: map at pos %d is %d\n",
785                  idx, map[idx]);
786     }
787 #   endif
788 }
789
790 static int vorbis_parse_setup_hdr_modes(vorbis_context *vc)
791 {
792     GetBitContext *gb = &vc->gb;
793     uint_fast8_t i;
794
795     vc->mode_count = get_bits(gb, 6) + 1;
796     vc->modes      = av_mallocz(vc->mode_count * sizeof(vorbis_mode));
797
798     AV_DEBUG(" There are %d modes.\n", vc->mode_count);
799
800     for (i = 0; i < vc->mode_count; ++i) {
801         vorbis_mode *mode_setup = &vc->modes[i];
802
803         mode_setup->blockflag     = get_bits1(gb);
804         mode_setup->windowtype    = get_bits(gb, 16); //FIXME check
805         mode_setup->transformtype = get_bits(gb, 16); //FIXME check
806         GET_VALIDATED_INDEX(mode_setup->mapping, 8, vc->mapping_count);
807
808         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);
809     }
810     return 0;
811 }
812
813 // Process the whole setup header using the functions above
814
815 static int vorbis_parse_setup_hdr(vorbis_context *vc)
816 {
817     GetBitContext *gb = &vc->gb;
818
819     if ((get_bits(gb, 8) != 'v') || (get_bits(gb, 8) != 'o') ||
820         (get_bits(gb, 8) != 'r') || (get_bits(gb, 8) != 'b') ||
821         (get_bits(gb, 8) != 'i') || (get_bits(gb, 8) != 's')) {
822         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (no vorbis signature). \n");
823         return -1;
824     }
825
826     if (vorbis_parse_setup_hdr_codebooks(vc)) {
827         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (codebooks). \n");
828         return -2;
829     }
830     if (vorbis_parse_setup_hdr_tdtransforms(vc)) {
831         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (time domain transforms). \n");
832         return -3;
833     }
834     if (vorbis_parse_setup_hdr_floors(vc)) {
835         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (floors). \n");
836         return -4;
837     }
838     if (vorbis_parse_setup_hdr_residues(vc)) {
839         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (residues). \n");
840         return -5;
841     }
842     if (vorbis_parse_setup_hdr_mappings(vc)) {
843         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (mappings). \n");
844         return -6;
845     }
846     if (vorbis_parse_setup_hdr_modes(vc)) {
847         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (modes). \n");
848         return -7;
849     }
850     if (!get_bits1(gb)) {
851         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis setup header packet corrupt (framing flag). \n");
852         return -8; // framing flag bit unset error
853     }
854
855     return 0;
856 }
857
858 // Process the identification header
859
860 static int vorbis_parse_id_hdr(vorbis_context *vc)
861 {
862     GetBitContext *gb = &vc->gb;
863     uint_fast8_t bl0, bl1;
864
865     if ((get_bits(gb, 8) != 'v') || (get_bits(gb, 8) != 'o') ||
866         (get_bits(gb, 8) != 'r') || (get_bits(gb, 8) != 'b') ||
867         (get_bits(gb, 8) != 'i') || (get_bits(gb, 8) != 's')) {
868         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis id header packet corrupt (no vorbis signature). \n");
869         return -1;
870     }
871
872     vc->version        = get_bits_long(gb, 32);    //FIXME check 0
873     vc->audio_channels = get_bits(gb, 8);
874     if (vc->audio_channels <= 0) {
875         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid number of channels\n");
876         return -1;
877     }
878     vc->audio_samplerate = get_bits_long(gb, 32);
879     if (vc->audio_samplerate <= 0) {
880         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid samplerate\n");
881         return -1;
882     }
883     vc->bitrate_maximum = get_bits_long(gb, 32);
884     vc->bitrate_nominal = get_bits_long(gb, 32);
885     vc->bitrate_minimum = get_bits_long(gb, 32);
886     bl0 = get_bits(gb, 4);
887     bl1 = get_bits(gb, 4);
888     vc->blocksize[0] = (1 << bl0);
889     vc->blocksize[1] = (1 << bl1);
890     if (bl0 > 13 || bl0 < 6 || bl1 > 13 || bl1 < 6 || bl1 < bl0) {
891         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis id header packet corrupt (illegal blocksize). \n");
892         return -3;
893     }
894     // output format int16
895     if (vc->blocksize[1] / 2 * vc->audio_channels * 2 > AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE) {
896         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Vorbis channel count makes "
897                "output packets too large.\n");
898         return -4;
899     }
900     vc->win[0] = ff_vorbis_vwin[bl0 - 6];
901     vc->win[1] = ff_vorbis_vwin[bl1 - 6];
902
903     if ((get_bits1(gb)) == 0) {
904         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Vorbis id header packet corrupt (framing flag not set). \n");
905         return -2;
906     }
907
908     vc->channel_residues =  av_malloc((vc->blocksize[1]  / 2) * vc->audio_channels * sizeof(float));
909     vc->channel_floors   =  av_malloc((vc->blocksize[1]  / 2) * vc->audio_channels * sizeof(float));
910     vc->saved            =  av_mallocz((vc->blocksize[1] / 4) * vc->audio_channels * sizeof(float));
911     vc->previous_window  = 0;
912
913     ff_mdct_init(&vc->mdct[0], bl0, 1, vc->exp_bias ? -(1 << 15) : -1.0);
914     ff_mdct_init(&vc->mdct[1], bl1, 1, vc->exp_bias ? -(1 << 15) : -1.0);
915
916     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 ",
917             vc->version, vc->audio_channels, vc->audio_samplerate, vc->bitrate_maximum, vc->bitrate_nominal, vc->bitrate_minimum, vc->blocksize[0], vc->blocksize[1]);
918
919 /*
920     BLK = vc->blocksize[0];
921     for (i = 0; i < BLK / 2; ++i) {
922         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)));
923     }
924 */
925
926     return 0;
927 }
928
929 // Process the extradata using the functions above (identification header, setup header)
930
931 static av_cold int vorbis_decode_init(AVCodecContext *avccontext)
932 {
933     vorbis_context *vc = avccontext->priv_data ;
934     uint8_t *headers   = avccontext->extradata;
935     int headers_len    = avccontext->extradata_size;
936     uint8_t *header_start[3];
937     int header_len[3];
938     GetBitContext *gb = &(vc->gb);
939     int hdr_type;
940
941     vc->avccontext = avccontext;
942     dsputil_init(&vc->dsp, avccontext);
943
944     if (vc->dsp.float_to_int16_interleave == ff_float_to_int16_interleave_c) {
945         vc->add_bias = 385;
946         vc->exp_bias = 0;
947     } else {
948         vc->add_bias = 0;
949         vc->exp_bias = 15 << 23;
950     }
951
952     if (!headers_len) {
953         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Extradata missing.\n");
954         return -1;
955     }
956
957     if (ff_split_xiph_headers(headers, headers_len, 30, header_start, header_len) < 0) {
958         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Extradata corrupt.\n");
959         return -1;
960     }
961
962     init_get_bits(gb, header_start[0], header_len[0]*8);
963     hdr_type = get_bits(gb, 8);
964     if (hdr_type != 1) {
965         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "First header is not the id header.\n");
966         return -1;
967     }
968     if (vorbis_parse_id_hdr(vc)) {
969         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Id header corrupt.\n");
970         vorbis_free(vc);
971         return -1;
972     }
973
974     init_get_bits(gb, header_start[2], header_len[2]*8);
975     hdr_type = get_bits(gb, 8);
976     if (hdr_type != 5) {
977         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Third header is not the setup header.\n");
978         vorbis_free(vc);
979         return -1;
980     }
981     if (vorbis_parse_setup_hdr(vc)) {
982         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Setup header corrupt.\n");
983         vorbis_free(vc);
984         return -1;
985     }
986
987     if (vc->audio_channels > 8)
988         avccontext->channel_layout = 0;
989     else
990         avccontext->channel_layout = ff_vorbis_channel_layouts[vc->audio_channels - 1];
991
992     avccontext->channels    = vc->audio_channels;
993     avccontext->sample_rate = vc->audio_samplerate;
994     avccontext->frame_size  = FFMIN(vc->blocksize[0], vc->blocksize[1]) >> 2;
995     avccontext->sample_fmt  = SAMPLE_FMT_S16;
996
997     return 0 ;
998 }
999
1000 // Decode audiopackets -------------------------------------------------
1001
1002 // Read and decode floor
1003
1004 static uint_fast8_t vorbis_floor0_decode(vorbis_context *vc,
1005                                          vorbis_floor_data *vfu, float *vec)
1006 {
1007     vorbis_floor0 *vf = &vfu->t0;
1008     float *lsp = vf->lsp;
1009     uint_fast32_t amplitude;
1010     uint_fast32_t book_idx;
1011     uint_fast8_t blockflag = vc->modes[vc->mode_number].blockflag;
1012
1013     amplitude = get_bits(&vc->gb, vf->amplitude_bits);
1014     if (amplitude > 0) {
1015         float last = 0;
1016         uint_fast16_t lsp_len = 0;
1017         uint_fast16_t idx;
1018         vorbis_codebook codebook;
1019
1020         book_idx = get_bits(&vc->gb, ilog(vf->num_books));
1021         if (book_idx >= vf->num_books) {
1022             av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR,
1023                     "floor0 dec: booknumber too high!\n");
1024             book_idx =  0;
1025             //FIXME: look above
1026         }
1027         AV_DEBUG("floor0 dec: booknumber: %u\n", book_idx);
1028         codebook = vc->codebooks[vf->book_list[book_idx]];
1029
1030         while (lsp_len<vf->order) {
1031             int vec_off;
1032
1033             AV_DEBUG("floor0 dec: book dimension: %d\n", codebook.dimensions);
1034             AV_DEBUG("floor0 dec: maximum depth: %d\n", codebook.maxdepth);
1035             /* read temp vector */
1036             vec_off = get_vlc2(&vc->gb, codebook.vlc.table,
1037                                codebook.nb_bits, codebook.maxdepth)
1038                       * codebook.dimensions;
1039             AV_DEBUG("floor0 dec: vector offset: %d\n", vec_off);
1040             /* copy each vector component and add last to it */
1041             for (idx = 0; idx < codebook.dimensions; ++idx)
1042                 lsp[lsp_len+idx] = codebook.codevectors[vec_off+idx] + last;
1043             last = lsp[lsp_len+idx-1]; /* set last to last vector component */
1044
1045             lsp_len += codebook.dimensions;
1046         }
1047 #ifdef V_DEBUG
1048         /* DEBUG: output lsp coeffs */
1049         {
1050             int idx;
1051             for (idx = 0; idx < lsp_len; ++idx)
1052                 AV_DEBUG("floor0 dec: coeff at %d is %f\n", idx, lsp[idx]);
1053         }
1054 #endif
1055
1056         /* synthesize floor output vector */
1057         {
1058             int i;
1059             int order = vf->order;
1060             float wstep = M_PI / vf->bark_map_size;
1061
1062             for (i = 0; i < order; i++)
1063                 lsp[i] = 2.0f * cos(lsp[i]);
1064
1065             AV_DEBUG("floor0 synth: map_size = %d; m = %d; wstep = %f\n",
1066                      vf->map_size, order, wstep);
1067
1068             i = 0;
1069             while (i < vf->map_size[blockflag]) {
1070                 int j, iter_cond = vf->map[blockflag][i];
1071                 float p = 0.5f;
1072                 float q = 0.5f;
1073                 float two_cos_w = 2.0f * cos(wstep * iter_cond); // needed all times
1074
1075                 /* similar part for the q and p products */
1076                 for (j = 0; j + 1 < order; j += 2) {
1077                     q *= lsp[j]     - two_cos_w;
1078                     p *= lsp[j + 1] - two_cos_w;
1079                 }
1080                 if (j == order) { // even order
1081                     p *= p * (2.0f - two_cos_w);
1082                     q *= q * (2.0f + two_cos_w);
1083                 } else { // odd order
1084                     q *= two_cos_w-lsp[j]; // one more time for q
1085
1086                     /* final step and square */
1087                     p *= p * (4.f - two_cos_w * two_cos_w);
1088                     q *= q;
1089                 }
1090
1091                 /* calculate linear floor value */
1092                 {
1093                     q = exp((((amplitude*vf->amplitude_offset) /
1094                               (((1 << vf->amplitude_bits) - 1) * sqrt(p + q)))
1095                              - vf->amplitude_offset) * .11512925f);
1096                 }
1097
1098                 /* fill vector */
1099                 do {
1100                     vec[i] = q; ++i;
1101                 } while (vf->map[blockflag][i] == iter_cond);
1102             }
1103         }
1104     } else {
1105         /* this channel is unused */
1106         return 1;
1107     }
1108
1109     AV_DEBUG(" Floor0 decoded\n");
1110
1111     return 0;
1112 }
1113
1114 static uint_fast8_t vorbis_floor1_decode(vorbis_context *vc,
1115                                          vorbis_floor_data *vfu, float *vec)
1116 {
1117     vorbis_floor1 *vf = &vfu->t1;
1118     GetBitContext *gb = &vc->gb;
1119     uint_fast16_t range_v[4] = { 256, 128, 86, 64 };
1120     uint_fast16_t range = range_v[vf->multiplier-1];
1121     uint_fast16_t floor1_Y[vf->x_list_dim];
1122     uint_fast16_t floor1_Y_final[vf->x_list_dim];
1123     int floor1_flag[vf->x_list_dim];
1124     uint_fast8_t class_;
1125     uint_fast8_t cdim;
1126     uint_fast8_t cbits;
1127     uint_fast8_t csub;
1128     uint_fast8_t cval;
1129     int_fast16_t book;
1130     uint_fast16_t offset;
1131     uint_fast16_t i,j;
1132     /*u*/int_fast16_t adx, ady, off, predicted; // WTF ? dy/adx =  (unsigned)dy/adx ?
1133     int_fast16_t dy, err;
1134
1135
1136     if (!get_bits1(gb)) // silence
1137         return 1;
1138
1139 // Read values (or differences) for the floor's points
1140
1141     floor1_Y[0] = get_bits(gb, ilog(range - 1));
1142     floor1_Y[1] = get_bits(gb, ilog(range - 1));
1143
1144     AV_DEBUG("floor 0 Y %d floor 1 Y %d \n", floor1_Y[0], floor1_Y[1]);
1145
1146     offset = 2;
1147     for (i = 0; i < vf->partitions; ++i) {
1148         class_ = vf->partition_class[i];
1149         cdim   = vf->class_dimensions[class_];
1150         cbits  = vf->class_subclasses[class_];
1151         csub = (1 << cbits) - 1;
1152         cval = 0;
1153
1154         AV_DEBUG("Cbits %d \n", cbits);
1155
1156         if (cbits) // this reads all subclasses for this partition's class
1157             cval = get_vlc2(gb, vc->codebooks[vf->class_masterbook[class_]].vlc.table,
1158                             vc->codebooks[vf->class_masterbook[class_]].nb_bits, 3);
1159
1160         for (j = 0; j < cdim; ++j) {
1161             book = vf->subclass_books[class_][cval & csub];
1162
1163             AV_DEBUG("book %d Cbits %d cval %d  bits:%d \n", book, cbits, cval, get_bits_count(gb));
1164
1165             cval = cval >> cbits;
1166             if (book > -1) {
1167                 floor1_Y[offset+j] = get_vlc2(gb, vc->codebooks[book].vlc.table,
1168                 vc->codebooks[book].nb_bits, 3);
1169             } else {
1170                 floor1_Y[offset+j] = 0;
1171             }
1172
1173             AV_DEBUG(" floor(%d) = %d \n", vf->list[offset+j].x, floor1_Y[offset+j]);
1174         }
1175         offset+=cdim;
1176     }
1177
1178 // Amplitude calculation from the differences
1179
1180     floor1_flag[0] = 1;
1181     floor1_flag[1] = 1;
1182     floor1_Y_final[0] = floor1_Y[0];
1183     floor1_Y_final[1] = floor1_Y[1];
1184
1185     for (i = 2; i < vf->x_list_dim; ++i) {
1186         uint_fast16_t val, highroom, lowroom, room;
1187         uint_fast16_t high_neigh_offs;
1188         uint_fast16_t low_neigh_offs;
1189
1190         low_neigh_offs  = vf->list[i].low;
1191         high_neigh_offs = vf->list[i].high;
1192         dy  = floor1_Y_final[high_neigh_offs] - floor1_Y_final[low_neigh_offs];  // render_point begin
1193         adx = vf->list[high_neigh_offs].x - vf->list[low_neigh_offs].x;
1194         ady = FFABS(dy);
1195         err = ady * (vf->list[i].x - vf->list[low_neigh_offs].x);
1196         off = (int16_t)err / (int16_t)adx;
1197         if (dy < 0) {
1198             predicted = floor1_Y_final[low_neigh_offs] - off;
1199         } else {
1200             predicted = floor1_Y_final[low_neigh_offs] + off;
1201         } // render_point end
1202
1203         val = floor1_Y[i];
1204         highroom = range-predicted;
1205         lowroom  = predicted;
1206         if (highroom < lowroom) {
1207             room = highroom * 2;
1208         } else {
1209             room = lowroom * 2;   // SPEC mispelling
1210         }
1211         if (val) {
1212             floor1_flag[low_neigh_offs]  = 1;
1213             floor1_flag[high_neigh_offs] = 1;
1214             floor1_flag[i]               = 1;
1215             if (val >= room) {
1216                 if (highroom > lowroom) {
1217                     floor1_Y_final[i] = val - lowroom + predicted;
1218                 } else {
1219                     floor1_Y_final[i] = predicted - val + highroom - 1;
1220                 }
1221             } else {
1222                 if (val & 1) {
1223                     floor1_Y_final[i] = predicted - (val + 1) / 2;
1224                 } else {
1225                     floor1_Y_final[i] = predicted + val / 2;
1226                 }
1227             }
1228         } else {
1229             floor1_flag[i]    = 0;
1230             floor1_Y_final[i] = predicted;
1231         }
1232
1233         AV_DEBUG(" Decoded floor(%d) = %d / val %d \n", vf->list[i].x, floor1_Y_final[i], val);
1234     }
1235
1236 // Curve synth - connect the calculated dots and convert from dB scale FIXME optimize ?
1237
1238     ff_vorbis_floor1_render_list(vf->list, vf->x_list_dim, floor1_Y_final, floor1_flag, vf->multiplier, vec, vf->list[1].x);
1239
1240     AV_DEBUG(" Floor decoded\n");
1241
1242     return 0;
1243 }
1244
1245 // Read and decode residue
1246
1247 static av_always_inline int vorbis_residue_decode_internal(vorbis_context *vc,
1248                                                            vorbis_residue *vr,
1249                                                            uint_fast8_t ch,
1250                                                            uint_fast8_t *do_not_decode,
1251                                                            float *vec,
1252                                                            uint_fast16_t vlen,
1253                                                            int vr_type)
1254 {
1255     GetBitContext *gb = &vc->gb;
1256     uint_fast8_t c_p_c = vc->codebooks[vr->classbook].dimensions;
1257     uint_fast16_t n_to_read = vr->end-vr->begin;
1258     uint_fast16_t ptns_to_read = n_to_read/vr->partition_size;
1259     uint_fast8_t classifs[ptns_to_read*vc->audio_channels];
1260     uint_fast8_t pass;
1261     uint_fast8_t ch_used;
1262     uint_fast8_t i,j,l;
1263     uint_fast16_t k;
1264
1265     if (vr_type == 2) {
1266         for (j = 1; j < ch; ++j)
1267             do_not_decode[0] &= do_not_decode[j];  // FIXME - clobbering input
1268         if (do_not_decode[0])
1269             return 0;
1270         ch_used = 1;
1271     } else {
1272         ch_used = ch;
1273     }
1274
1275     AV_DEBUG(" residue type 0/1/2 decode begin, ch: %d  cpc %d  \n", ch, c_p_c);
1276
1277     for (pass = 0; pass <= vr->maxpass; ++pass) { // FIXME OPTIMIZE?
1278         uint_fast16_t voffset;
1279         uint_fast16_t partition_count;
1280         uint_fast16_t j_times_ptns_to_read;
1281
1282         voffset = vr->begin;
1283         for (partition_count = 0; partition_count < ptns_to_read;) {  // SPEC        error
1284             if (!pass) {
1285                 uint_fast32_t inverse_class = ff_inverse[vr->classifications];
1286                 for (j_times_ptns_to_read = 0, j = 0; j < ch_used; ++j) {
1287                     if (!do_not_decode[j]) {
1288                         uint_fast32_t temp = get_vlc2(gb, vc->codebooks[vr->classbook].vlc.table,
1289                         vc->codebooks[vr->classbook].nb_bits, 3);
1290
1291                         AV_DEBUG("Classword: %d \n", temp);
1292
1293                         assert(vr->classifications > 1 && temp <= 65536); //needed for inverse[]
1294                         for (i = 0; i < c_p_c; ++i) {
1295                             uint_fast32_t temp2;
1296
1297                             temp2 = (((uint_fast64_t)temp) * inverse_class) >> 32;
1298                             if (partition_count + c_p_c - 1 - i < ptns_to_read)
1299                                 classifs[j_times_ptns_to_read + partition_count + c_p_c - 1 - i] = temp - temp2 * vr->classifications;
1300                             temp = temp2;
1301                         }
1302                     }
1303                     j_times_ptns_to_read += ptns_to_read;
1304                 }
1305             }
1306             for (i = 0; (i < c_p_c) && (partition_count < ptns_to_read); ++i) {
1307                 for (j_times_ptns_to_read = 0, j = 0; j < ch_used; ++j) {
1308                     uint_fast16_t voffs;
1309
1310                     if (!do_not_decode[j]) {
1311                         uint_fast8_t vqclass = classifs[j_times_ptns_to_read+partition_count];
1312                         int_fast16_t vqbook = vr->books[vqclass][pass];
1313
1314                         if (vqbook >= 0 && vc->codebooks[vqbook].codevectors) {
1315                             uint_fast16_t coffs;
1316                             unsigned dim =  vc->codebooks[vqbook].dimensions; // not uint_fast8_t: 64bit is slower here on amd64
1317                             uint_fast16_t step = dim == 1 ? vr->partition_size
1318                                                           : FASTDIV(vr->partition_size, dim);
1319                             vorbis_codebook codebook = vc->codebooks[vqbook];
1320
1321                             if (vr_type == 0) {
1322
1323                                 voffs = voffset+j*vlen;
1324                                 for (k = 0; k < step; ++k) {
1325                                     coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * dim;
1326                                     for (l = 0; l < dim; ++l)
1327                                         vec[voffs + k + l * step] += codebook.codevectors[coffs + l];  // FPMATH
1328                                 }
1329                             } else if (vr_type == 1) {
1330                                 voffs = voffset + j * vlen;
1331                                 for (k = 0; k < step; ++k) {
1332                                     coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * dim;
1333                                     for (l = 0; l < dim; ++l, ++voffs) {
1334                                         vec[voffs]+=codebook.codevectors[coffs+l];  // FPMATH
1335
1336                                         AV_DEBUG(" pass %d offs: %d curr: %f change: %f cv offs.: %d  \n", pass, voffs, vec[voffs], codebook.codevectors[coffs+l], coffs);
1337                                     }
1338                                 }
1339                             } else if (vr_type == 2 && ch == 2 && (voffset & 1) == 0 && (dim & 1) == 0) { // most frequent case optimized
1340                                 voffs = voffset >> 1;
1341
1342                                 if (dim == 2) {
1343                                     for (k = 0; k < step; ++k) {
1344                                         coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * 2;
1345                                         vec[voffs + k       ] += codebook.codevectors[coffs    ];  // FPMATH
1346                                         vec[voffs + k + vlen] += codebook.codevectors[coffs + 1];  // FPMATH
1347                                     }
1348                                 } else if (dim == 4) {
1349                                     for (k = 0; k < step; ++k, voffs += 2) {
1350                                         coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * 4;
1351                                         vec[voffs           ] += codebook.codevectors[coffs    ];  // FPMATH
1352                                         vec[voffs + 1       ] += codebook.codevectors[coffs + 2];  // FPMATH
1353                                         vec[voffs + vlen    ] += codebook.codevectors[coffs + 1];  // FPMATH
1354                                         vec[voffs + vlen + 1] += codebook.codevectors[coffs + 3];  // FPMATH
1355                                     }
1356                                 } else
1357                                 for (k = 0; k < step; ++k) {
1358                                     coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * dim;
1359                                     for (l = 0; l < dim; l += 2, voffs++) {
1360                                         vec[voffs       ] += codebook.codevectors[coffs + l    ];  // FPMATH
1361                                         vec[voffs + vlen] += codebook.codevectors[coffs + l + 1];  // FPMATH
1362
1363                                         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);
1364                                     }
1365                                 }
1366
1367                             } else if (vr_type == 2) {
1368                                 voffs = voffset;
1369
1370                                 for (k = 0; k < step; ++k) {
1371                                     coffs = get_vlc2(gb, codebook.vlc.table, codebook.nb_bits, 3) * dim;
1372                                     for (l = 0; l < dim; ++l, ++voffs) {
1373                                         vec[voffs / ch + (voffs % ch) * vlen] += codebook.codevectors[coffs + l];  // FPMATH FIXME use if and counter instead of / and %
1374
1375                                         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);
1376                                     }
1377                                 }
1378                             }
1379                         }
1380                     }
1381                     j_times_ptns_to_read += ptns_to_read;
1382                 }
1383                 ++partition_count;
1384                 voffset += vr->partition_size;
1385             }
1386         }
1387     }
1388     return 0;
1389 }
1390
1391 static inline int vorbis_residue_decode(vorbis_context *vc, vorbis_residue *vr,
1392                                         uint_fast8_t ch,
1393                                         uint_fast8_t *do_not_decode,
1394                                         float *vec, uint_fast16_t vlen)
1395 {
1396     if (vr->type == 2)
1397         return vorbis_residue_decode_internal(vc, vr, ch, do_not_decode, vec, vlen, 2);
1398     else if (vr->type == 1)
1399         return vorbis_residue_decode_internal(vc, vr, ch, do_not_decode, vec, vlen, 1);
1400     else if (vr->type == 0)
1401         return vorbis_residue_decode_internal(vc, vr, ch, do_not_decode, vec, vlen, 0);
1402     else {
1403         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, " Invalid residue type while residue decode?! \n");
1404         return -1;
1405     }
1406 }
1407
1408 void vorbis_inverse_coupling(float *mag, float *ang, int blocksize)
1409 {
1410     int i;
1411     for (i = 0;  i < blocksize;  i++) {
1412         if (mag[i] > 0.0) {
1413             if (ang[i] > 0.0) {
1414                 ang[i] = mag[i] - ang[i];
1415             } else {
1416                 float temp = ang[i];
1417                 ang[i]     = mag[i];
1418                 mag[i]    += temp;
1419             }
1420         } else {
1421             if (ang[i] > 0.0) {
1422                 ang[i] += mag[i];
1423             } else {
1424                 float temp = ang[i];
1425                 ang[i]     = mag[i];
1426                 mag[i]    -= temp;
1427             }
1428         }
1429     }
1430 }
1431
1432 static void copy_normalize(float *dst, float *src, int len, int exp_bias,
1433                            float add_bias)
1434 {
1435     int i;
1436     if (exp_bias) {
1437         memcpy(dst, src, len * sizeof(float));
1438     } else {
1439         for (i = 0; i < len; i++)
1440             dst[i] = src[i] + add_bias;
1441     }
1442 }
1443
1444 // Decode the audio packet using the functions above
1445
1446 static int vorbis_parse_audio_packet(vorbis_context *vc)
1447 {
1448     GetBitContext *gb = &vc->gb;
1449
1450     uint_fast8_t previous_window = vc->previous_window;
1451     uint_fast8_t mode_number;
1452     uint_fast8_t blockflag;
1453     uint_fast16_t blocksize;
1454     int_fast32_t i,j;
1455     uint_fast8_t no_residue[vc->audio_channels];
1456     uint_fast8_t do_not_decode[vc->audio_channels];
1457     vorbis_mapping *mapping;
1458     float *ch_res_ptr   = vc->channel_residues;
1459     float *ch_floor_ptr = vc->channel_floors;
1460     uint_fast8_t res_chan[vc->audio_channels];
1461     uint_fast8_t res_num = 0;
1462     int_fast16_t retlen  = 0;
1463     float fadd_bias = vc->add_bias;
1464
1465     if (get_bits1(gb)) {
1466         av_log(vc->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Not a Vorbis I audio packet.\n");
1467         return -1; // packet type not audio
1468     }
1469
1470     if (vc->mode_count == 1) {
1471         mode_number = 0;
1472     } else {
1473         GET_VALIDATED_INDEX(mode_number, ilog(vc->mode_count-1), vc->mode_count)
1474     }
1475     vc->mode_number = mode_number;
1476     mapping = &vc->mappings[vc->modes[mode_number].mapping];
1477
1478     AV_DEBUG(" Mode number: %d , mapping: %d , blocktype %d \n", mode_number, vc->modes[mode_number].mapping, vc->modes[mode_number].blockflag);
1479
1480     blockflag = vc->modes[mode_number].blockflag;
1481     blocksize = vc->blocksize[blockflag];
1482     if (blockflag)
1483         skip_bits(gb, 2); // previous_window, next_window
1484
1485     memset(ch_res_ptr,   0, sizeof(float) * vc->audio_channels * blocksize / 2); //FIXME can this be removed ?
1486     memset(ch_floor_ptr, 0, sizeof(float) * vc->audio_channels * blocksize / 2); //FIXME can this be removed ?
1487
1488 // Decode floor
1489
1490     for (i = 0; i < vc->audio_channels; ++i) {
1491         vorbis_floor *floor;
1492         if (mapping->submaps > 1) {
1493             floor = &vc->floors[mapping->submap_floor[mapping->mux[i]]];
1494         } else {
1495             floor = &vc->floors[mapping->submap_floor[0]];
1496         }
1497
1498         no_residue[i] = floor->decode(vc, &floor->data, ch_floor_ptr);
1499         ch_floor_ptr += blocksize / 2;
1500     }
1501
1502 // Nonzero vector propagate
1503
1504     for (i = mapping->coupling_steps - 1; i >= 0; --i) {
1505         if (!(no_residue[mapping->magnitude[i]] & no_residue[mapping->angle[i]])) {
1506             no_residue[mapping->magnitude[i]] = 0;
1507             no_residue[mapping->angle[i]]     = 0;
1508         }
1509     }
1510
1511 // Decode residue
1512
1513     for (i = 0; i < mapping->submaps; ++i) {
1514         vorbis_residue *residue;
1515         uint_fast8_t ch = 0;
1516
1517         for (j = 0; j < vc->audio_channels; ++j) {
1518             if ((mapping->submaps == 1) || (i == mapping->mux[j])) {
1519                 res_chan[j] = res_num;
1520                 if (no_residue[j]) {
1521                     do_not_decode[ch] = 1;
1522                 } else {
1523                     do_not_decode[ch] = 0;
1524                 }
1525                 ++ch;
1526                 ++res_num;
1527             }
1528         }
1529         residue = &vc->residues[mapping->submap_residue[i]];
1530         vorbis_residue_decode(vc, residue, ch, do_not_decode, ch_res_ptr, blocksize/2);
1531
1532         ch_res_ptr += ch * blocksize / 2;
1533     }
1534
1535 // Inverse coupling
1536
1537     for (i = mapping->coupling_steps - 1; i >= 0; --i) { //warning: i has to be signed
1538         float *mag, *ang;
1539
1540         mag = vc->channel_residues+res_chan[mapping->magnitude[i]] * blocksize / 2;
1541         ang = vc->channel_residues+res_chan[mapping->angle[i]]     * blocksize / 2;
1542         vc->dsp.vorbis_inverse_coupling(mag, ang, blocksize / 2);
1543     }
1544
1545 // Dotproduct, MDCT
1546
1547     for (j = vc->audio_channels-1;j >= 0; j--) {
1548         ch_floor_ptr = vc->channel_floors   + j           * blocksize / 2;
1549         ch_res_ptr   = vc->channel_residues + res_chan[j] * blocksize / 2;
1550         vc->dsp.vector_fmul(ch_floor_ptr, ch_res_ptr, blocksize / 2);
1551         ff_imdct_half(&vc->mdct[blockflag], ch_res_ptr, ch_floor_ptr);
1552     }
1553
1554 // Overlap/add, save data for next overlapping  FPMATH
1555
1556     retlen = (blocksize + vc->blocksize[previous_window]) / 4;
1557     for (j = 0; j < vc->audio_channels; j++) {
1558         uint_fast16_t bs0 = vc->blocksize[0];
1559         uint_fast16_t bs1 = vc->blocksize[1];
1560         float *residue    = vc->channel_residues + res_chan[j] * blocksize / 2;
1561         float *saved      = vc->saved + j * bs1 / 4;
1562         float *ret        = vc->channel_floors + j * retlen;
1563         float *buf        = residue;
1564         const float *win  = vc->win[blockflag & previous_window];
1565
1566         if (blockflag == previous_window) {
1567             vc->dsp.vector_fmul_window(ret, saved, buf, win, fadd_bias, blocksize / 4);
1568         } else if (blockflag > previous_window) {
1569             vc->dsp.vector_fmul_window(ret, saved, buf, win, fadd_bias, bs0 / 4);
1570             copy_normalize(ret+bs0/2, buf+bs0/4, (bs1-bs0)/4, vc->exp_bias, fadd_bias);
1571         } else {
1572             copy_normalize(ret, saved, (bs1 - bs0) / 4, vc->exp_bias, fadd_bias);
1573             vc->dsp.vector_fmul_window(ret + (bs1 - bs0) / 4, saved + (bs1 - bs0) / 4, buf, win, fadd_bias, bs0 / 4);
1574         }
1575         memcpy(saved, buf + blocksize / 4, blocksize / 4 * sizeof(float));
1576     }
1577
1578     vc->previous_window = blockflag;
1579     return retlen;
1580 }
1581
1582 // Return the decoded audio packet through the standard api
1583
1584 static int vorbis_decode_frame(AVCodecContext *avccontext,
1585                                void *data, int *data_size,
1586                                AVPacket *avpkt)
1587 {
1588     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1589     int buf_size       = avpkt->size;
1590     vorbis_context *vc = avccontext->priv_data ;
1591     GetBitContext *gb = &(vc->gb);
1592     const float *channel_ptrs[vc->audio_channels];
1593     int i;
1594
1595     int_fast16_t len;
1596
1597     if (!buf_size)
1598         return 0;
1599
1600     AV_DEBUG("packet length %d \n", buf_size);
1601
1602     init_get_bits(gb, buf, buf_size*8);
1603
1604     len = vorbis_parse_audio_packet(vc);
1605
1606     if (len <= 0) {
1607         *data_size = 0;
1608         return buf_size;
1609     }
1610
1611     if (!vc->first_frame) {
1612         vc->first_frame = 1;
1613         *data_size = 0;
1614         return buf_size ;
1615     }
1616
1617     AV_DEBUG("parsed %d bytes %d bits, returned %d samples (*ch*bits) \n", get_bits_count(gb)/8, get_bits_count(gb)%8, len);
1618
1619     if (vc->audio_channels > 8) {
1620         for (i = 0; i < vc->audio_channels; i++)
1621             channel_ptrs[i] = vc->channel_floors + i * len;
1622     } else {
1623         for (i = 0; i < vc->audio_channels; i++)
1624             channel_ptrs[i] = vc->channel_floors +
1625                               len * ff_vorbis_channel_layout_offsets[vc->audio_channels - 1][i];
1626     }
1627
1628     vc->dsp.float_to_int16_interleave(data, channel_ptrs, len, vc->audio_channels);
1629     *data_size = len * 2 * vc->audio_channels;
1630
1631     return buf_size ;
1632 }
1633
1634 // Close decoder
1635
1636 static av_cold int vorbis_decode_close(AVCodecContext *avccontext)
1637 {
1638     vorbis_context *vc = avccontext->priv_data;
1639
1640     vorbis_free(vc);
1641
1642     return 0 ;
1643 }
1644
1645 AVCodec vorbis_decoder = {
1646     "vorbis",
1647     CODEC_TYPE_AUDIO,
1648     CODEC_ID_VORBIS,
1649     sizeof(vorbis_context),
1650     vorbis_decode_init,
1651     NULL,
1652     vorbis_decode_close,
1653     vorbis_decode_frame,
1654     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Vorbis"),
1655     .channel_layouts = ff_vorbis_channel_layouts,
1656 };
1657