libavcodec/imc.c

   1 /*
   2  * IMC compatible decoder
   3  * Copyright (c) 2002-2004 Maxim Poliakovski
   4  * Copyright (c) 2006 Benjamin Larsson
   5  * Copyright (c) 2006 Konstantin Shishkov
   6  *
   7  * This file is part of FFmpeg.
   8  *
   9  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  11  * License as published by the Free Software Foundation; either
  12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  13  *
  14  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17  * Lesser General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  20  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  22  */
  23
  24 /**
  25  *  @file
  26  *  IMC - Intel Music Coder
  27  *  A mdct based codec using a 256 points large transform
  28  *  divided into 32 bands with some mix of scale factors.
  29  *  Only mono is supported.
  30  *
  31  */
  32
  33
  34 #include <math.h>
  35 #include <stddef.h>
  36 #include <stdio.h>
  37
  38 #include "libavutil/channel_layout.h"
  39 #include "libavutil/float_dsp.h"
  40 #include "libavutil/internal.h"
  41 #include "libavutil/libm.h"
  42 #include "avcodec.h"
  43 #include "bswapdsp.h"
  44 #include "get_bits.h"
  45 #include "fft.h"
  46 #include "internal.h"
  47 #include "sinewin.h"
  48
  49 #include "imcdata.h"
  50
  51 #define IMC_BLOCK_SIZE 64
  52 #define IMC_FRAME_ID 0x21
  53 #define BANDS 32
  54 #define COEFFS 256
  55
  56 typedef struct IMCChannel {
  57     float old_floor[BANDS];
  58     float flcoeffs1[BANDS];
  59     float flcoeffs2[BANDS];
  60     float flcoeffs3[BANDS];
  61     float flcoeffs4[BANDS];
  62     float flcoeffs5[BANDS];
  63     float flcoeffs6[BANDS];
  64     float CWdecoded[COEFFS];
  65
  66     int bandWidthT[BANDS];     ///< codewords per band
  67     int bitsBandT[BANDS];      ///< how many bits per codeword in band
  68     int CWlengthT[COEFFS];     ///< how many bits in each codeword
  69     int levlCoeffBuf[BANDS];
  70     int bandFlagsBuf[BANDS];   ///< flags for each band
  71     int sumLenArr[BANDS];      ///< bits for all coeffs in band
  72     int skipFlagRaw[BANDS];    ///< skip flags are stored in raw form or not
  73     int skipFlagBits[BANDS];   ///< bits used to code skip flags
  74     int skipFlagCount[BANDS];  ///< skipped coeffients per band
  75     int skipFlags[COEFFS];     ///< skip coefficient decoding or not
  76     int codewords[COEFFS];     ///< raw codewords read from bitstream
  77
  78     float last_fft_im[COEFFS];
  79
  80     int decoder_reset;
  81 } IMCChannel;
  82
  83 typedef struct IMCContext {
  84     IMCChannel chctx[2];
  85
  86     /** MDCT tables */
  87     //@{
  88     float mdct_sine_window[COEFFS];
  89     float post_cos[COEFFS];
  90     float post_sin[COEFFS];
  91     float pre_coef1[COEFFS];
  92     float pre_coef2[COEFFS];
  93     //@}
  94
  95     float sqrt_tab[30];
  96     GetBitContext gb;
  97
  98     BswapDSPContext bdsp;
  99     AVFloatDSPContext *fdsp;
 100     FFTContext fft;
 101     DECLARE_ALIGNED(32, FFTComplex, samples)[COEFFS / 2];
 102     float *out_samples;
 103
 104     int coef0_pos;
 105
 106     int8_t cyclTab[32], cyclTab2[32];
 107     float  weights1[31], weights2[31];
 108 } IMCContext;
 109
 110 static VLC huffman_vlc[4][4];
 111
 112 #define VLC_TABLES_SIZE 9512
 113
 114 static const int vlc_offsets[17] = {
 115     0,     640, 1156, 1732, 2308, 2852, 3396, 3924,
 116     4452, 5220, 5860, 6628, 7268, 7908, 8424, 8936, VLC_TABLES_SIZE
 117 };
 118
 119 static VLC_TYPE vlc_tables[VLC_TABLES_SIZE][2];
 120
 121 static inline double freq2bark(double freq)
 122 {
 123     return 3.5 * atan((freq / 7500.0) * (freq / 7500.0)) + 13.0 * atan(freq * 0.00076);
 124 }
 125
 126 static av_cold void iac_generate_tabs(IMCContext *q, int sampling_rate)
 127 {
 128     double freqmin[32], freqmid[32], freqmax[32];
 129     double scale = sampling_rate / (256.0 * 2.0 * 2.0);
 130     double nyquist_freq = sampling_rate * 0.5;
 131     double freq, bark, prev_bark = 0, tf, tb;
 132     int i, j;
 133
 134     for (i = 0; i < 32; i++) {
 135         freq = (band_tab[i] + band_tab[i + 1] - 1) * scale;
 136         bark = freq2bark(freq);
 137
 138         if (i > 0) {
 139             tb = bark - prev_bark;
 140             q->weights1[i - 1] = pow(10.0, -1.0 * tb);
 141             q->weights2[i - 1] = pow(10.0, -2.7 * tb);
 142         }
 143         prev_bark = bark;
 144
 145         freqmid[i] = freq;
 146
 147         tf = freq;
 148         while (tf < nyquist_freq) {
 149             tf += 0.5;
 150             tb =  freq2bark(tf);
 151             if (tb > bark + 0.5)
 152                 break;
 153         }
 154         freqmax[i] = tf;
 155
 156         tf = freq;
 157         while (tf > 0.0) {
 158             tf -= 0.5;
 159             tb =  freq2bark(tf);
 160             if (tb <= bark - 0.5)
 161                 break;
 162         }
 163         freqmin[i] = tf;
 164     }
 165
 166     for (i = 0; i < 32; i++) {
 167         freq = freqmax[i];
 168         for (j = 31; j > 0 && freq <= freqmid[j]; j--);
 169         q->cyclTab[i] = j + 1;
 170
 171         freq = freqmin[i];
 172         for (j = 0; j < 32 && freq >= freqmid[j]; j++);
 173         q->cyclTab2[i] = j - 1;
 174     }
 175 }
 176
 177 static av_cold int imc_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 178 {
 179     int i, j, ret;
 180     IMCContext *q = avctx->priv_data;
 181     double r1, r2;
 182
 183     if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_IAC && avctx->sample_rate > 96000) {
 184         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 185                "Strange sample rate of %i, file likely corrupt or "
 186                "needing a new table derivation method.\n",
 187                avctx->sample_rate);
 188         return AVERROR_PATCHWELCOME;
 189     }
 190
 191     if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_IMC)
 192         avctx->channels = 1;
 193
 194     if (avctx->channels > 2) {
 195         avpriv_request_sample(avctx, "Number of channels > 2");
 196         return AVERROR_PATCHWELCOME;
 197     }
 198
 199     for (j = 0; j < avctx->channels; j++) {
 200         q->chctx[j].decoder_reset = 1;
 201
 202         for (i = 0; i < BANDS; i++)
 203             q->chctx[j].old_floor[i] = 1.0;
 204
 205         for (i = 0; i < COEFFS / 2; i++)
 206             q->chctx[j].last_fft_im[i] = 0;
 207     }
 208
 209     /* Build mdct window, a simple sine window normalized with sqrt(2) */
 210     ff_sine_window_init(q->mdct_sine_window, COEFFS);
 211     for (i = 0; i < COEFFS; i++)
 212         q->mdct_sine_window[i] *= sqrt(2.0);
 213     for (i = 0; i < COEFFS / 2; i++) {
 214         q->post_cos[i] = (1.0f / 32768) * cos(i / 256.0 * M_PI);
 215         q->post_sin[i] = (1.0f / 32768) * sin(i / 256.0 * M_PI);
 216
 217         r1 = sin((i * 4.0 + 1.0) / 1024.0 * M_PI);
 218         r2 = cos((i * 4.0 + 1.0) / 1024.0 * M_PI);
 219
 220         if (i & 0x1) {
 221             q->pre_coef1[i] =  (r1 + r2) * sqrt(2.0);
 222             q->pre_coef2[i] = -(r1 - r2) * sqrt(2.0);
 223         } else {
 224             q->pre_coef1[i] = -(r1 + r2) * sqrt(2.0);
 225             q->pre_coef2[i] =  (r1 - r2) * sqrt(2.0);
 226         }
 227     }
 228
 229     /* Generate a square root table */
 230
 231     for (i = 0; i < 30; i++)
 232         q->sqrt_tab[i] = sqrt(i);
 233
 234     /* initialize the VLC tables */
 235     for (i = 0; i < 4 ; i++) {
 236         for (j = 0; j < 4; j++) {
 237             huffman_vlc[i][j].table = &vlc_tables[vlc_offsets[i * 4 + j]];
 238             huffman_vlc[i][j].table_allocated = vlc_offsets[i * 4 + j + 1] - vlc_offsets[i * 4 + j];
 239             init_vlc(&huffman_vlc[i][j], 9, imc_huffman_sizes[i],
 240                      imc_huffman_lens[i][j], 1, 1,
 241                      imc_huffman_bits[i][j], 2, 2, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC);
 242         }
 243     }
 244
 245     if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_IAC) {
 246         iac_generate_tabs(q, avctx->sample_rate);
 247     } else {
 248         memcpy(q->cyclTab,  cyclTab,  sizeof(cyclTab));
 249         memcpy(q->cyclTab2, cyclTab2, sizeof(cyclTab2));
 250         memcpy(q->weights1, imc_weights1, sizeof(imc_weights1));
 251         memcpy(q->weights2, imc_weights2, sizeof(imc_weights2));
 252     }
 253
 254     if ((ret = ff_fft_init(&q->fft, 7, 1))) {
 255         av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "FFT init failed\n");
 256         return ret;
 257     }
 258     ff_bswapdsp_init(&q->bdsp);
 259     q->fdsp = avpriv_float_dsp_alloc(avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT);
 260     if (!q->fdsp) {
 261         ff_fft_end(&q->fft);
 262
 263         return AVERROR(ENOMEM);
 264     }
 265
 266     avctx->sample_fmt     = AV_SAMPLE_FMT_FLTP;
 267     avctx->channel_layout = avctx->channels == 1 ? AV_CH_LAYOUT_MONO
 268                                                  : AV_CH_LAYOUT_STEREO;
 269
 270     return 0;
 271 }
 272
 273 static void imc_calculate_coeffs(IMCContext *q, float *flcoeffs1,
 274                                  float *flcoeffs2, int *bandWidthT,
 275                                  float *flcoeffs3, float *flcoeffs5)
 276 {
 277     float   workT1[BANDS];
 278     float   workT2[BANDS];
 279     float   workT3[BANDS];
 280     float   snr_limit = 1.e-30;
 281     float   accum = 0.0;
 282     int i, cnt2;
 283
 284     for (i = 0; i < BANDS; i++) {
 285         flcoeffs5[i] = workT2[i] = 0.0;
 286         if (bandWidthT[i]) {
 287             workT1[i] = flcoeffs1[i] * flcoeffs1[i];
 288             flcoeffs3[i] = 2.0 * flcoeffs2[i];
 289         } else {
 290             workT1[i]    = 0.0;
 291             flcoeffs3[i] = -30000.0;
 292         }
 293         workT3[i] = bandWidthT[i] * workT1[i] * 0.01;
 294         if (workT3[i] <= snr_limit)
 295             workT3[i] = 0.0;
 296     }
 297
 298     for (i = 0; i < BANDS; i++) {
 299         for (cnt2 = i; cnt2 < q->cyclTab[i]; cnt2++)
 300             flcoeffs5[cnt2] = flcoeffs5[cnt2] + workT3[i];
 301         workT2[cnt2 - 1] = workT2[cnt2 - 1] + workT3[i];
 302     }
 303
 304     for (i = 1; i < BANDS; i++) {
 305         accum = (workT2[i - 1] + accum) * q->weights1[i - 1];
 306         flcoeffs5[i] += accum;
 307     }
 308
 309     for (i = 0; i < BANDS; i++)
 310         workT2[i] = 0.0;
 311
 312     for (i = 0; i < BANDS; i++) {
 313         for (cnt2 = i - 1; cnt2 > q->cyclTab2[i]; cnt2--)
 314             flcoeffs5[cnt2] += workT3[i];
 315         workT2[cnt2+1] += workT3[i];
 316     }
 317
 318     accum = 0.0;
 319
 320     for (i = BANDS-2; i >= 0; i--) {
 321         accum = (workT2[i+1] + accum) * q->weights2[i];
 322         flcoeffs5[i] += accum;
 323         // there is missing code here, but it seems to never be triggered
 324     }
 325 }
 326
 327
 328 static void imc_read_level_coeffs(IMCContext *q, int stream_format_code,
 329                                   int *levlCoeffs)
 330 {
 331     int i;
 332     VLC *hufftab[4];
 333     int start = 0;
 334     const uint8_t *cb_sel;
 335     int s;
 336
 337     s = stream_format_code >> 1;
 338     hufftab[0] = &huffman_vlc[s][0];
 339     hufftab[1] = &huffman_vlc[s][1];
 340     hufftab[2] = &huffman_vlc[s][2];
 341     hufftab[3] = &huffman_vlc[s][3];
 342     cb_sel = imc_cb_select[s];
 343
 344     if (stream_format_code & 4)
 345         start = 1;
 346     if (start)
 347         levlCoeffs[0] = get_bits(&q->gb, 7);
 348     for (i = start; i < BANDS; i++) {
 349         levlCoeffs[i] = get_vlc2(&q->gb, hufftab[cb_sel[i]]->table,
 350                                  hufftab[cb_sel[i]]->bits, 2);
 351         if (levlCoeffs[i] == 17)
 352             levlCoeffs[i] += get_bits(&q->gb, 4);
 353     }
 354 }
 355
 356 static void imc_read_level_coeffs_raw(IMCContext *q, int stream_format_code,
 357                                       int *levlCoeffs)
 358 {
 359     int i;
 360
 361     q->coef0_pos  = get_bits(&q->gb, 5);
 362     levlCoeffs[0] = get_bits(&q->gb, 7);
 363     for (i = 1; i < BANDS; i++)
 364         levlCoeffs[i] = get_bits(&q->gb, 4);
 365 }
 366
 367 static void imc_decode_level_coefficients(IMCContext *q, int *levlCoeffBuf,
 368                                           float *flcoeffs1, float *flcoeffs2)
 369 {
 370     int i, level;
 371     float tmp, tmp2;
 372     // maybe some frequency division thingy
 373
 374     flcoeffs1[0] = 20000.0 / exp2 (levlCoeffBuf[0] * 0.18945); // 0.18945 = log2(10) * 0.05703125
 375     flcoeffs2[0] = log2f(flcoeffs1[0]);
 376     tmp  = flcoeffs1[0];
 377     tmp2 = flcoeffs2[0];
 378
 379     for (i = 1; i < BANDS; i++) {
 380         level = levlCoeffBuf[i];
 381         if (level == 16) {
 382             flcoeffs1[i] = 1.0;
 383             flcoeffs2[i] = 0.0;
 384         } else {
 385             if (level < 17)
 386                 level -= 7;
 387             else if (level <= 24)
 388                 level -= 32;
 389             else
 390                 level -= 16;
 391
 392             tmp  *= imc_exp_tab[15 + level];
 393             tmp2 += 0.83048 * level;  // 0.83048 = log2(10) * 0.25
 394             flcoeffs1[i] = tmp;
 395             flcoeffs2[i] = tmp2;
 396         }
 397     }
 398 }
 399
 400
 401 static void imc_decode_level_coefficients2(IMCContext *q, int *levlCoeffBuf,
 402                                            float *old_floor, float *flcoeffs1,
 403                                            float *flcoeffs2)
 404 {
 405     int i;
 406     /* FIXME maybe flag_buf = noise coding and flcoeffs1 = new scale factors
 407      *       and flcoeffs2 old scale factors
 408      *       might be incomplete due to a missing table that is in the binary code
 409      */
 410     for (i = 0; i < BANDS; i++) {
 411         flcoeffs1[i] = 0;
 412         if (levlCoeffBuf[i] < 16) {
 413             flcoeffs1[i] = imc_exp_tab2[levlCoeffBuf[i]] * old_floor[i];
 414             flcoeffs2[i] = (levlCoeffBuf[i] - 7) * 0.83048 + flcoeffs2[i]; // 0.83048 = log2(10) * 0.25
 415         } else {
 416             flcoeffs1[i] = old_floor[i];
 417         }
 418     }
 419 }
 420
 421 static void imc_decode_level_coefficients_raw(IMCContext *q, int *levlCoeffBuf,
 422                                               float *flcoeffs1, float *flcoeffs2)
 423 {
 424     int i, level, pos;
 425     float tmp, tmp2;
 426
 427     pos = q->coef0_pos;
 428     flcoeffs1[pos] = 20000.0 / pow (2, levlCoeffBuf[0] * 0.18945); // 0.18945 = log2(10) * 0.05703125
 429     flcoeffs2[pos] = log2f(flcoeffs1[0]);
 430     tmp  = flcoeffs1[pos];
 431     tmp2 = flcoeffs2[pos];
 432
 433     levlCoeffBuf++;
 434     for (i = 0; i < BANDS; i++) {
 435         if (i == pos)
 436             continue;
 437         level = *levlCoeffBuf++;
 438         flcoeffs1[i] = tmp  * powf(10.0, -level * 0.4375); //todo tab
 439         flcoeffs2[i] = tmp2 - 1.4533435415 * level; // 1.4533435415 = log2(10) * 0.4375
 440     }
 441 }
 442
 443 /**
 444  * Perform bit allocation depending on bits available
 445  */
 446 static int bit_allocation(IMCContext *q, IMCChannel *chctx,
 447                           int stream_format_code, int freebits, int flag)
 448 {
 449     int i, j;
 450     const float limit = -1.e20;
 451     float highest = 0.0;
 452     int indx;
 453     int t1 = 0;
 454     int t2 = 1;
 455     float summa = 0.0;
 456     int iacc = 0;
 457     int summer = 0;
 458     int rres, cwlen;
 459     float lowest = 1.e10;
 460     int low_indx = 0;
 461     float workT[32];
 462     int flg;
 463     int found_indx = 0;
 464
 465     for (i = 0; i < BANDS; i++)
 466         highest = FFMAX(highest, chctx->flcoeffs1[i]);
 467
 468     for (i = 0; i < BANDS - 1; i++) {
 469         if (chctx->flcoeffs5[i] <= 0) {
 470             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "flcoeffs5 %f invalid\n", chctx->flcoeffs5[i]);
 471             return AVERROR_INVALIDDATA;
 472         }
 473         chctx->flcoeffs4[i] = chctx->flcoeffs3[i] - log2f(chctx->flcoeffs5[i]);
 474     }
 475     chctx->flcoeffs4[BANDS - 1] = limit;
 476
 477     highest = highest * 0.25;
 478
 479     for (i = 0; i < BANDS; i++) {
 480         indx = -1;
 481         if ((band_tab[i + 1] - band_tab[i]) == chctx->bandWidthT[i])
 482             indx = 0;
 483
 484         if ((band_tab[i + 1] - band_tab[i]) > chctx->bandWidthT[i])
 485             indx = 1;
 486
 487         if (((band_tab[i + 1] - band_tab[i]) / 2) >= chctx->bandWidthT[i])
 488             indx = 2;
 489
 490         if (indx == -1)
 491             return AVERROR_INVALIDDATA;
 492
 493         chctx->flcoeffs4[i] += xTab[(indx * 2 + (chctx->flcoeffs1[i] < highest)) * 2 + flag];
 494     }
 495
 496     if (stream_format_code & 0x2) {
 497         chctx->flcoeffs4[0] = limit;
 498         chctx->flcoeffs4[1] = limit;
 499         chctx->flcoeffs4[2] = limit;
 500         chctx->flcoeffs4[3] = limit;
 501     }
 502
 503     for (i = (stream_format_code & 0x2) ? 4 : 0; i < BANDS - 1; i++) {
 504         iacc  += chctx->bandWidthT[i];
 505         summa += chctx->bandWidthT[i] * chctx->flcoeffs4[i];
 506     }
 507
 508     if (!iacc)
 509         return AVERROR_INVALIDDATA;
 510
 511     chctx->bandWidthT[BANDS - 1] = 0;
 512     summa = (summa * 0.5 - freebits) / iacc;
 513
 514
 515     for (i = 0; i < BANDS / 2; i++) {
 516         rres = summer - freebits;
 517         if ((rres >= -8) && (rres <= 8))
 518             break;
 519
 520         summer = 0;
 521         iacc   = 0;
 522
 523         for (j = (stream_format_code & 0x2) ? 4 : 0; j < BANDS; j++) {
 524             cwlen = av_clipf(((chctx->flcoeffs4[j] * 0.5) - summa + 0.5), 0, 6);
 525
 526             chctx->bitsBandT[j] = cwlen;
 527             summer += chctx->bandWidthT[j] * cwlen;
 528
 529             if (cwlen > 0)
 530                 iacc += chctx->bandWidthT[j];
 531         }
 532
 533         flg = t2;
 534         t2 = 1;
 535         if (freebits < summer)
 536             t2 = -1;
 537         if (i == 0)
 538             flg = t2;
 539         if (flg != t2)
 540             t1++;
 541
 542         summa = (float)(summer - freebits) / ((t1 + 1) * iacc) + summa;
 543     }
 544
 545     for (i = (stream_format_code & 0x2) ? 4 : 0; i < BANDS; i++) {
 546         for (j = band_tab[i]; j < band_tab[i + 1]; j++)
 547             chctx->CWlengthT[j] = chctx->bitsBandT[i];
 548     }
 549
 550     if (freebits > summer) {
 551         for (i = 0; i < BANDS; i++) {
 552             workT[i] = (chctx->bitsBandT[i] == 6) ? -1.e20
 553                                               : (chctx->bitsBandT[i] * -2 + chctx->flcoeffs4[i] - 0.415);
 554         }
 555
 556         highest = 0.0;
 557
 558         do {
 559             if (highest <= -1.e20)
 560                 break;
 561
 562             found_indx = 0;
 563             highest = -1.e20;
 564
 565             for (i = 0; i < BANDS; i++) {
 566                 if (workT[i] > highest) {
 567                     highest = workT[i];
 568                     found_indx = i;
 569                 }
 570             }
 571
 572             if (highest > -1.e20) {
 573                 workT[found_indx] -= 2.0;
 574                 if (++chctx->bitsBandT[found_indx] == 6)
 575                     workT[found_indx] = -1.e20;
 576
 577                 for (j = band_tab[found_indx]; j < band_tab[found_indx + 1] && (freebits > summer); j++) {
 578                     chctx->CWlengthT[j]++;
 579                     summer++;
 580                 }
 581             }
 582         } while (freebits > summer);
 583     }
 584     if (freebits < summer) {
 585         for (i = 0; i < BANDS; i++) {
 586             workT[i] = chctx->bitsBandT[i] ? (chctx->bitsBandT[i] * -2 + chctx->flcoeffs4[i] + 1.585)
 587                                        : 1.e20;
 588         }
 589         if (stream_format_code & 0x2) {
 590             workT[0] = 1.e20;
 591             workT[1] = 1.e20;
 592             workT[2] = 1.e20;
 593             workT[3] = 1.e20;
 594         }
 595         while (freebits < summer) {
 596             lowest   = 1.e10;
 597             low_indx = 0;
 598             for (i = 0; i < BANDS; i++) {
 599                 if (workT[i] < lowest) {
 600                     lowest   = workT[i];
 601                     low_indx = i;
 602                 }
 603             }
 604             // if (lowest >= 1.e10)
 605             //     break;
 606             workT[low_indx] = lowest + 2.0;
 607
 608             if (!--chctx->bitsBandT[low_indx])
 609                 workT[low_indx] = 1.e20;
 610
 611             for (j = band_tab[low_indx]; j < band_tab[low_indx+1] && (freebits < summer); j++) {
 612                 if (chctx->CWlengthT[j] > 0) {
 613                     chctx->CWlengthT[j]--;
 614                     summer--;
 615                 }
 616             }
 617         }
 618     }
 619     return 0;
 620 }
 621
 622 static void imc_get_skip_coeff(IMCContext *q, IMCChannel *chctx)
 623 {
 624     int i, j;
 625
 626     memset(chctx->skipFlagBits,  0, sizeof(chctx->skipFlagBits));
 627     memset(chctx->skipFlagCount, 0, sizeof(chctx->skipFlagCount));
 628     for (i = 0; i < BANDS; i++) {
 629         if (!chctx->bandFlagsBuf[i] || !chctx->bandWidthT[i])
 630             continue;
 631
 632         if (!chctx->skipFlagRaw[i]) {
 633             chctx->skipFlagBits[i] = band_tab[i + 1] - band_tab[i];
 634
 635             for (j = band_tab[i]; j < band_tab[i + 1]; j++) {
 636                 chctx->skipFlags[j] = get_bits1(&q->gb);
 637                 if (chctx->skipFlags[j])
 638                     chctx->skipFlagCount[i]++;
 639             }
 640         } else {
 641             for (j = band_tab[i]; j < band_tab[i + 1] - 1; j += 2) {
 642                 if (!get_bits1(&q->gb)) { // 0
 643                     chctx->skipFlagBits[i]++;
 644                     chctx->skipFlags[j]      = 1;
 645                     chctx->skipFlags[j + 1]  = 1;
 646                     chctx->skipFlagCount[i] += 2;
 647                 } else {
 648                     if (get_bits1(&q->gb)) { // 11
 649                         chctx->skipFlagBits[i] += 2;
 650                         chctx->skipFlags[j]     = 0;
 651                         chctx->skipFlags[j + 1] = 1;
 652                         chctx->skipFlagCount[i]++;
 653                     } else {
 654                         chctx->skipFlagBits[i] += 3;
 655                         chctx->skipFlags[j + 1] = 0;
 656                         if (!get_bits1(&q->gb)) { // 100
 657                             chctx->skipFlags[j] = 1;
 658                             chctx->skipFlagCount[i]++;
 659                         } else { // 101
 660                             chctx->skipFlags[j] = 0;
 661                         }
 662                     }
 663                 }
 664             }
 665
 666             if (j < band_tab[i + 1]) {
 667                 chctx->skipFlagBits[i]++;
 668                 if ((chctx->skipFlags[j] = get_bits1(&q->gb)))
 669                     chctx->skipFlagCount[i]++;
 670             }
 671         }
 672     }
 673 }
 674
 675 /**
 676  * Increase highest' band coefficient sizes as some bits won't be used
 677  */
 678 static void imc_adjust_bit_allocation(IMCContext *q, IMCChannel *chctx,
 679                                       int summer)
 680 {
 681     float workT[32];
 682     int corrected = 0;
 683     int i, j;
 684     float highest  = 0;
 685     int found_indx = 0;
 686
 687     for (i = 0; i < BANDS; i++) {
 688         workT[i] = (chctx->bitsBandT[i] == 6) ? -1.e20
 689                                           : (chctx->bitsBandT[i] * -2 + chctx->flcoeffs4[i] - 0.415);
 690     }
 691
 692     while (corrected < summer) {
 693         if (highest <= -1.e20)
 694             break;
 695
 696         highest = -1.e20;
 697
 698         for (i = 0; i < BANDS; i++) {
 699             if (workT[i] > highest) {
 700                 highest = workT[i];
 701                 found_indx = i;
 702             }
 703         }
 704
 705         if (highest > -1.e20) {
 706             workT[found_indx] -= 2.0;
 707             if (++(chctx->bitsBandT[found_indx]) == 6)
 708                 workT[found_indx] = -1.e20;
 709
 710             for (j = band_tab[found_indx]; j < band_tab[found_indx+1] && (corrected < summer); j++) {
 711                 if (!chctx->skipFlags[j] && (chctx->CWlengthT[j] < 6)) {
 712                     chctx->CWlengthT[j]++;
 713                     corrected++;
 714                 }
 715             }
 716         }
 717     }
 718 }
 719
 720 static void imc_imdct256(IMCContext *q, IMCChannel *chctx, int channels)
 721 {
 722     int i;
 723     float re, im;
 724     float *dst1 = q->out_samples;
 725     float *dst2 = q->out_samples + (COEFFS - 1);
 726
 727     /* prerotation */
 728     for (i = 0; i < COEFFS / 2; i++) {
 729         q->samples[i].re = -(q->pre_coef1[i] * chctx->CWdecoded[COEFFS - 1 - i * 2]) -
 730                             (q->pre_coef2[i] * chctx->CWdecoded[i * 2]);
 731         q->samples[i].im =  (q->pre_coef2[i] * chctx->CWdecoded[COEFFS - 1 - i * 2]) -
 732                             (q->pre_coef1[i] * chctx->CWdecoded[i * 2]);
 733     }
 734
 735     /* FFT */
 736     q->fft.fft_permute(&q->fft, q->samples);
 737     q->fft.fft_calc(&q->fft, q->samples);
 738
 739     /* postrotation, window and reorder */
 740     for (i = 0; i < COEFFS / 2; i++) {
 741         re = ( q->samples[i].re * q->post_cos[i]) + (-q->samples[i].im * q->post_sin[i]);
 742         im = (-q->samples[i].im * q->post_cos[i]) - ( q->samples[i].re * q->post_sin[i]);
 743         *dst1 =  (q->mdct_sine_window[COEFFS - 1 - i * 2] * chctx->last_fft_im[i])
 744                + (q->mdct_sine_window[i * 2] * re);
 745         *dst2 =  (q->mdct_sine_window[i * 2] * chctx->last_fft_im[i])
 746                - (q->mdct_sine_window[COEFFS - 1 - i * 2] * re);
 747         dst1 += 2;
 748         dst2 -= 2;
 749         chctx->last_fft_im[i] = im;
 750     }
 751 }
 752
 753 static int inverse_quant_coeff(IMCContext *q, IMCChannel *chctx,
 754                                int stream_format_code)
 755 {
 756     int i, j;
 757     int middle_value, cw_len, max_size;
 758     const float *quantizer;
 759
 760     for (i = 0; i < BANDS; i++) {
 761         for (j = band_tab[i]; j < band_tab[i + 1]; j++) {
 762             chctx->CWdecoded[j] = 0;
 763             cw_len = chctx->CWlengthT[j];
 764
 765             if (cw_len <= 0 || chctx->skipFlags[j])
 766                 continue;
 767
 768             max_size     = 1 << cw_len;
 769             middle_value = max_size >> 1;
 770
 771             if (chctx->codewords[j] >= max_size || chctx->codewords[j] < 0)
 772                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 773
 774             if (cw_len >= 4) {
 775                 quantizer = imc_quantizer2[(stream_format_code & 2) >> 1];
 776                 if (chctx->codewords[j] >= middle_value)
 777                     chctx->CWdecoded[j] =  quantizer[chctx->codewords[j] - 8]                * chctx->flcoeffs6[i];
 778                 else
 779                     chctx->CWdecoded[j] = -quantizer[max_size - chctx->codewords[j] - 8 - 1] * chctx->flcoeffs6[i];
 780             }else{
 781                 quantizer = imc_quantizer1[((stream_format_code & 2) >> 1) | (chctx->bandFlagsBuf[i] << 1)];
 782                 if (chctx->codewords[j] >= middle_value)
 783                     chctx->CWdecoded[j] =  quantizer[chctx->codewords[j] - 1]            * chctx->flcoeffs6[i];
 784                 else
 785                     chctx->CWdecoded[j] = -quantizer[max_size - 2 - chctx->codewords[j]] * chctx->flcoeffs6[i];
 786             }
 787         }
 788     }
 789     return 0;
 790 }
 791
 792
 793 static void imc_get_coeffs(AVCodecContext *avctx,
 794                            IMCContext *q, IMCChannel *chctx)
 795 {
 796     int i, j, cw_len, cw;
 797
 798     for (i = 0; i < BANDS; i++) {
 799         if (!chctx->sumLenArr[i])
 800             continue;
 801         if (chctx->bandFlagsBuf[i] || chctx->bandWidthT[i]) {
 802             for (j = band_tab[i]; j < band_tab[i + 1]; j++) {
 803                 cw_len = chctx->CWlengthT[j];
 804                 cw = 0;
 805
 806                 if (cw_len && (!chctx->bandFlagsBuf[i] || !chctx->skipFlags[j])) {
 807                     if (get_bits_count(&q->gb) + cw_len > 512) {
 808                         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 809                             "Potential problem on band %i, coefficient %i"
 810                             ": cw_len=%i\n", i, j, cw_len);
 811                     } else
 812                         cw = get_bits(&q->gb, cw_len);
 813                 }
 814
 815                 chctx->codewords[j] = cw;
 816             }
 817         }
 818     }
 819 }
 820
 821 static void imc_refine_bit_allocation(IMCContext *q, IMCChannel *chctx)
 822 {
 823     int i, j;
 824     int bits, summer;
 825
 826     for (i = 0; i < BANDS; i++) {
 827         chctx->sumLenArr[i]   = 0;
 828         chctx->skipFlagRaw[i] = 0;
 829         for (j = band_tab[i]; j < band_tab[i + 1]; j++)
 830             chctx->sumLenArr[i] += chctx->CWlengthT[j];
 831         if (chctx->bandFlagsBuf[i])
 832             if ((((band_tab[i + 1] - band_tab[i]) * 1.5) > chctx->sumLenArr[i]) && (chctx->sumLenArr[i] > 0))
 833                 chctx->skipFlagRaw[i] = 1;
 834     }
 835
 836     imc_get_skip_coeff(q, chctx);
 837
 838     for (i = 0; i < BANDS; i++) {
 839         chctx->flcoeffs6[i] = chctx->flcoeffs1[i];
 840         /* band has flag set and at least one coded coefficient */
 841         if (chctx->bandFlagsBuf[i] && (band_tab[i + 1] - band_tab[i]) != chctx->skipFlagCount[i]) {
 842             chctx->flcoeffs6[i] *= q->sqrt_tab[ band_tab[i + 1] - band_tab[i]] /
 843                                    q->sqrt_tab[(band_tab[i + 1] - band_tab[i] - chctx->skipFlagCount[i])];
 844         }
 845     }
 846
 847     /* calculate bits left, bits needed and adjust bit allocation */
 848     bits = summer = 0;
 849
 850     for (i = 0; i < BANDS; i++) {
 851         if (chctx->bandFlagsBuf[i]) {
 852             for (j = band_tab[i]; j < band_tab[i + 1]; j++) {
 853                 if (chctx->skipFlags[j]) {
 854                     summer += chctx->CWlengthT[j];
 855                     chctx->CWlengthT[j] = 0;
 856                 }
 857             }
 858             bits   += chctx->skipFlagBits[i];
 859             summer -= chctx->skipFlagBits[i];
 860         }
 861     }
 862     imc_adjust_bit_allocation(q, chctx, summer);
 863 }
 864
 865 static int imc_decode_block(AVCodecContext *avctx, IMCContext *q, int ch)
 866 {
 867     int stream_format_code;
 868     int imc_hdr, i, j, ret;
 869     int flag;
 870     int bits;
 871     int counter, bitscount;
 872     IMCChannel *chctx = q->chctx + ch;
 873
 874
 875     /* Check the frame header */
 876     imc_hdr = get_bits(&q->gb, 9);
 877     if (imc_hdr & 0x18) {
 878         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "frame header check failed!\n");
 879         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "got %X.\n", imc_hdr);
 880         return AVERROR_INVALIDDATA;
 881     }
 882     stream_format_code = get_bits(&q->gb, 3);
 883
 884     if (stream_format_code & 0x04)
 885         chctx->decoder_reset = 1;
 886
 887     if (chctx->decoder_reset) {
 888         for (i = 0; i < BANDS; i++)
 889             chctx->old_floor[i] = 1.0;
 890         for (i = 0; i < COEFFS; i++)
 891             chctx->CWdecoded[i] = 0;
 892         chctx->decoder_reset = 0;
 893     }
 894
 895     flag = get_bits1(&q->gb);
 896     if (stream_format_code & 0x1)
 897         imc_read_level_coeffs_raw(q, stream_format_code, chctx->levlCoeffBuf);
 898     else
 899         imc_read_level_coeffs(q, stream_format_code, chctx->levlCoeffBuf);
 900
 901     if (stream_format_code & 0x1)
 902         imc_decode_level_coefficients_raw(q, chctx->levlCoeffBuf,
 903                                           chctx->flcoeffs1, chctx->flcoeffs2);
 904     else if (stream_format_code & 0x4)
 905         imc_decode_level_coefficients(q, chctx->levlCoeffBuf,
 906                                       chctx->flcoeffs1, chctx->flcoeffs2);
 907     else
 908         imc_decode_level_coefficients2(q, chctx->levlCoeffBuf, chctx->old_floor,
 909                                        chctx->flcoeffs1, chctx->flcoeffs2);
 910
 911     for(i=0; i<BANDS; i++) {
 912         if(chctx->flcoeffs1[i] > INT_MAX) {
 913             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "scalefactor out of range\n");
 914             return AVERROR_INVALIDDATA;
 915         }
 916     }
 917
 918     memcpy(chctx->old_floor, chctx->flcoeffs1, 32 * sizeof(float));
 919
 920     counter = 0;
 921     if (stream_format_code & 0x1) {
 922         for (i = 0; i < BANDS; i++) {
 923             chctx->bandWidthT[i]   = band_tab[i + 1] - band_tab[i];
 924             chctx->bandFlagsBuf[i] = 0;
 925             chctx->flcoeffs3[i]    = chctx->flcoeffs2[i] * 2;
 926             chctx->flcoeffs5[i]    = 1.0;
 927         }
 928     } else {
 929         for (i = 0; i < BANDS; i++) {
 930             if (chctx->levlCoeffBuf[i] == 16) {
 931                 chctx->bandWidthT[i] = 0;
 932                 counter++;
 933             } else
 934                 chctx->bandWidthT[i] = band_tab[i + 1] - band_tab[i];
 935         }
 936
 937         memset(chctx->bandFlagsBuf, 0, BANDS * sizeof(int));
 938         for (i = 0; i < BANDS - 1; i++)
 939             if (chctx->bandWidthT[i])
 940                 chctx->bandFlagsBuf[i] = get_bits1(&q->gb);
 941
 942         imc_calculate_coeffs(q, chctx->flcoeffs1, chctx->flcoeffs2,
 943                              chctx->bandWidthT, chctx->flcoeffs3,
 944                              chctx->flcoeffs5);
 945     }
 946
 947     bitscount = 0;
 948     /* first 4 bands will be assigned 5 bits per coefficient */
 949     if (stream_format_code & 0x2) {
 950         bitscount += 15;
 951
 952         chctx->bitsBandT[0] = 5;
 953         chctx->CWlengthT[0] = 5;
 954         chctx->CWlengthT[1] = 5;
 955         chctx->CWlengthT[2] = 5;
 956         for (i = 1; i < 4; i++) {
 957             if (stream_format_code & 0x1)
 958                 bits = 5;
 959             else
 960                 bits = (chctx->levlCoeffBuf[i] == 16) ? 0 : 5;
 961             chctx->bitsBandT[i] = bits;
 962             for (j = band_tab[i]; j < band_tab[i + 1]; j++) {
 963                 chctx->CWlengthT[j] = bits;
 964                 bitscount      += bits;
 965             }
 966         }
 967     }
 968     if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_IAC) {
 969         bitscount += !!chctx->bandWidthT[BANDS - 1];
 970         if (!(stream_format_code & 0x2))
 971             bitscount += 16;
 972     }
 973
 974     if ((ret = bit_allocation(q, chctx, stream_format_code,
 975                               512 - bitscount - get_bits_count(&q->gb),
 976                               flag)) < 0) {
 977         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Bit allocations failed\n");
 978         chctx->decoder_reset = 1;
 979         return ret;
 980     }
 981
 982     if (stream_format_code & 0x1) {
 983         for (i = 0; i < BANDS; i++)
 984             chctx->skipFlags[i] = 0;
 985     } else {
 986         imc_refine_bit_allocation(q, chctx);
 987     }
 988
 989     for (i = 0; i < BANDS; i++) {
 990         chctx->sumLenArr[i] = 0;
 991
 992         for (j = band_tab[i]; j < band_tab[i + 1]; j++)
 993             if (!chctx->skipFlags[j])
 994                 chctx->sumLenArr[i] += chctx->CWlengthT[j];
 995     }
 996
 997     memset(chctx->codewords, 0, sizeof(chctx->codewords));
 998
 999     imc_get_coeffs(avctx, q, chctx);
1000
1001     if (inverse_quant_coeff(q, chctx, stream_format_code) < 0) {
1002         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Inverse quantization of coefficients failed\n");
1003         chctx->decoder_reset = 1;
1004         return AVERROR_INVALIDDATA;
1005     }
1006
1007     memset(chctx->skipFlags, 0, sizeof(chctx->skipFlags));
1008
1009     imc_imdct256(q, chctx, avctx->channels);
1010
1011     return 0;
1012 }
1013
1014 static int imc_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
1015                             int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
1016 {
1017     AVFrame *frame     = data;
1018     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1019     int buf_size = avpkt->size;
1020     int ret, i;
1021
1022     IMCContext *q = avctx->priv_data;
1023
1024     LOCAL_ALIGNED_16(uint16_t, buf16, [IMC_BLOCK_SIZE / 2 + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE/2]);
1025
1026     if (buf_size < IMC_BLOCK_SIZE * avctx->channels) {
1027         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "frame too small!\n");
1028         return AVERROR_INVALIDDATA;
1029     }
1030
1031     /* get output buffer */
1032     frame->nb_samples = COEFFS;
1033     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
1034         return ret;
1035
1036     for (i = 0; i < avctx->channels; i++) {
1037         q->out_samples = (float *)frame->extended_data[i];
1038
1039         q->bdsp.bswap16_buf(buf16, (const uint16_t *) buf, IMC_BLOCK_SIZE / 2);
1040
1041         init_get_bits(&q->gb, (const uint8_t*)buf16, IMC_BLOCK_SIZE * 8);
1042
1043         buf += IMC_BLOCK_SIZE;
1044
1045         if ((ret = imc_decode_block(avctx, q, i)) < 0)
1046             return ret;
1047     }
1048
1049     if (avctx->channels == 2) {
1050         q->fdsp->butterflies_float((float *)frame->extended_data[0],
1051                                   (float *)frame->extended_data[1], COEFFS);
1052     }
1053
1054     *got_frame_ptr = 1;
1055
1056     return IMC_BLOCK_SIZE * avctx->channels;
1057 }
1058
1059 static av_cold int imc_decode_close(AVCodecContext * avctx)
1060 {
1061     IMCContext *q = avctx->priv_data;
1062
1063     ff_fft_end(&q->fft);
1064     av_freep(&q->fdsp);
1065
1066     return 0;
1067 }
1068
1069 static av_cold void flush(AVCodecContext *avctx)
1070 {
1071     IMCContext *q = avctx->priv_data;
1072
1073     q->chctx[0].decoder_reset =
1074     q->chctx[1].decoder_reset = 1;
1075 }
1076
1077 #if CONFIG_IMC_DECODER
1078 AVCodec ff_imc_decoder = {
1079     .name           = "imc",
1080     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("IMC (Intel Music Coder)"),
1081     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1082     .id             = AV_CODEC_ID_IMC,
1083     .priv_data_size = sizeof(IMCContext),
1084     .init           = imc_decode_init,
1085     .close          = imc_decode_close,
1086     .decode         = imc_decode_frame,
1087     .flush          = flush,
1088     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
1089     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
1090                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1091 };
1092 #endif
1093 #if CONFIG_IAC_DECODER
1094 AVCodec ff_iac_decoder = {
1095     .name           = "iac",
1096     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("IAC (Indeo Audio Coder)"),
1097     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1098     .id             = AV_CODEC_ID_IAC,
1099     .priv_data_size = sizeof(IMCContext),
1100     .init           = imc_decode_init,
1101     .close          = imc_decode_close,
1102     .decode         = imc_decode_frame,
1103     .flush          = flush,
1104     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
1105     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
1106                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1107 };
1108 #endif