zeroed channel logic fix to residue backend 2
[platform/upstream/libvorbis.git] / lib / floor1.c
1 /********************************************************************
2  *                                                                  *
3  * THIS FILE IS PART OF THE OggVorbis SOFTWARE CODEC SOURCE CODE.   *
4  * USE, DISTRIBUTION AND REPRODUCTION OF THIS LIBRARY SOURCE IS     *
5  * GOVERNED BY A BSD-STYLE SOURCE LICENSE INCLUDED WITH THIS SOURCE *
6  * IN 'COPYING'. PLEASE READ THESE TERMS BEFORE DISTRIBUTING.       *
7  *                                                                  *
8  * THE OggVorbis SOURCE CODE IS (C) COPYRIGHT 1994-2001             *
9  * by the XIPHOPHORUS Company http://www.xiph.org/                  *
10  *                                                                  *
11  ********************************************************************
12
13  function: floor backend 1 implementation
14  last mod: $Id: floor1.c,v 1.9 2001/06/15 23:31:00 xiphmont Exp $
15
16  ********************************************************************/
17
18 #include <stdlib.h>
19 #include <string.h>
20 #include <math.h>
21 #include <ogg/ogg.h>
22 #include "vorbis/codec.h"
23 #include "codec_internal.h"
24 #include "registry.h"
25 #include "codebook.h"
26 #include "misc.h"
27 #include "scales.h"
28
29 #include <stdio.h>
30
31 #define floor1_rangedB 140 /* floor 1 fixed at -140dB to 0dB range */
32
33 typedef struct {
34   int sorted_index[VIF_POSIT+2];
35   int forward_index[VIF_POSIT+2];
36   int reverse_index[VIF_POSIT+2];
37   
38   int hineighbor[VIF_POSIT];
39   int loneighbor[VIF_POSIT];
40   int posts;
41
42   int n;
43   int quant_q;
44   vorbis_info_floor1 *vi;
45
46
47   long seq;
48   long postbits;
49   long classbits;
50   long subbits;
51   float mse;
52 } vorbis_look_floor1;
53
54 typedef struct lsfit_acc{
55   long x0;
56   long x1;
57
58   long xa;
59   long ya;
60   long x2a;
61   long y2a;
62   long xya; 
63   long n;
64   long an;
65   long un;
66   long edgey0;
67   long edgey1;
68 } lsfit_acc;
69
70 /***********************************************/
71  
72 static vorbis_info_floor *floor1_copy_info (vorbis_info_floor *i){
73   vorbis_info_floor1 *info=(vorbis_info_floor1 *)i;
74   vorbis_info_floor1 *ret=_ogg_malloc(sizeof(vorbis_info_floor1));
75   memcpy(ret,info,sizeof(vorbis_info_floor1));
76   return(ret);
77 }
78
79 static void floor1_free_info(vorbis_info_floor *i){
80   if(i){
81     memset(i,0,sizeof(vorbis_info_floor1));
82     _ogg_free(i);
83   }
84 }
85
86 static void floor1_free_look(vorbis_look_floor *i){
87   vorbis_look_floor1 *look=(vorbis_look_floor1 *)i;
88   if(i){
89     fprintf(stderr,"floor 1 bit usage: %ld:%ld:%ld (%ld/frame), mse:%gdB\n",
90             look->postbits/look->seq,look->classbits/look->seq,look->subbits/look->seq,
91             (look->postbits+look->subbits+look->classbits)/look->seq,
92             sqrt(look->mse/look->seq));
93
94     memset(look,0,sizeof(vorbis_look_floor1));
95     free(i);
96   }
97 }
98
99 static int ilog(unsigned int v){
100   int ret=0;
101   while(v){
102     ret++;
103     v>>=1;
104   }
105   return(ret);
106 }
107
108 static int ilog2(unsigned int v){
109   int ret=0;
110   while(v>1){
111     ret++;
112     v>>=1;
113   }
114   return(ret);
115 }
116
117 static void floor1_pack (vorbis_info_floor *i,oggpack_buffer *opb){
118   vorbis_info_floor1 *info=(vorbis_info_floor1 *)i;
119   int j,k;
120   int count=0;
121   int rangebits;
122   int maxposit=info->postlist[1];
123   int maxclass=-1;
124
125   /* save out partitions */
126   oggpack_write(opb,info->partitions,5); /* only 0 to 31 legal */
127   for(j=0;j<info->partitions;j++){
128     oggpack_write(opb,info->partitionclass[j],4); /* only 0 to 15 legal */
129     if(maxclass<info->partitionclass[j])maxclass=info->partitionclass[j];
130   }
131
132   /* save out partition classes */
133   for(j=0;j<maxclass+1;j++){
134     oggpack_write(opb,info->class_dim[j]-1,3); /* 1 to 8 */
135     oggpack_write(opb,info->class_subs[j],2); /* 0 to 3 */
136     if(info->class_subs[j])oggpack_write(opb,info->class_book[j],8);
137     for(k=0;k<(1<<info->class_subs[j]);k++)
138       oggpack_write(opb,info->class_subbook[j][k]+1,8);
139   }
140
141   /* save out the post list */
142   oggpack_write(opb,info->mult-1,2);     /* only 1,2,3,4 legal now */ 
143   oggpack_write(opb,ilog2(maxposit),4);
144   rangebits=ilog2(maxposit);
145
146   for(j=0,k=0;j<info->partitions;j++){
147     count+=info->class_dim[info->partitionclass[j]]; 
148     for(;k<count;k++)
149       oggpack_write(opb,info->postlist[k+2],rangebits);
150   }
151 }
152
153
154 static vorbis_info_floor *floor1_unpack (vorbis_info *vi,oggpack_buffer *opb){
155   codec_setup_info     *ci=vi->codec_setup;
156   int j,k,count=0,maxclass=-1,rangebits;
157
158   vorbis_info_floor1 *info=_ogg_calloc(1,sizeof(vorbis_info_floor1));
159   /* read partitions */
160   info->partitions=oggpack_read(opb,5); /* only 0 to 31 legal */
161   for(j=0;j<info->partitions;j++){
162     info->partitionclass[j]=oggpack_read(opb,4); /* only 0 to 15 legal */
163     if(maxclass<info->partitionclass[j])maxclass=info->partitionclass[j];
164   }
165
166   /* read partition classes */
167   for(j=0;j<maxclass+1;j++){
168     info->class_dim[j]=oggpack_read(opb,3)+1; /* 1 to 8 */
169     info->class_subs[j]=oggpack_read(opb,2); /* 0,1,2,3 bits */
170     if(info->class_subs[j]<0)
171       goto err_out;
172     if(info->class_subs[j])info->class_book[j]=oggpack_read(opb,8);
173     if(info->class_book[j]<0 || info->class_book[j]>=ci->books)
174       goto err_out;
175     for(k=0;k<(1<<info->class_subs[j]);k++){
176       info->class_subbook[j][k]=oggpack_read(opb,8)-1;
177       if(info->class_subbook[j][k]<-1 || info->class_subbook[j][k]>=ci->books)
178         goto err_out;
179     }
180   }
181
182   /* read the post list */
183   info->mult=oggpack_read(opb,2)+1;     /* only 1,2,3,4 legal now */ 
184   rangebits=oggpack_read(opb,4);
185
186   for(j=0,k=0;j<info->partitions;j++){
187     count+=info->class_dim[info->partitionclass[j]]; 
188     for(;k<count;k++){
189       int t=info->postlist[k+2]=oggpack_read(opb,rangebits);
190       if(t<0 || t>=(1<<rangebits))
191         goto err_out;
192     }
193   }
194   info->postlist[0]=0;
195   info->postlist[1]=1<<rangebits;
196
197   return(info);
198   
199  err_out:
200   floor1_free_info(info);
201   return(NULL);
202 }
203
204 static int icomp(const void *a,const void *b){
205   return(**(int **)a-**(int **)b);
206 }
207
208 static vorbis_look_floor *floor1_look(vorbis_dsp_state *vd,vorbis_info_mode *mi,
209                               vorbis_info_floor *in){
210
211   int *sortpointer[VIF_POSIT+2];
212   vorbis_info_floor1 *info=(vorbis_info_floor1 *)in;
213   vorbis_look_floor1 *look=_ogg_calloc(1,sizeof(vorbis_look_floor1));
214   int i,j,n=0;
215
216   look->vi=info;
217   look->n=info->postlist[1];
218  
219   /* we drop each position value in-between already decoded values,
220      and use linear interpolation to predict each new value past the
221      edges.  The positions are read in the order of the position
222      list... we precompute the bounding positions in the lookup.  Of
223      course, the neighbors can change (if a position is declined), but
224      this is an initial mapping */
225
226   for(i=0;i<info->partitions;i++)n+=info->class_dim[info->partitionclass[i]];
227   n+=2;
228   look->posts=n;
229
230   /* also store a sorted position index */
231   for(i=0;i<n;i++)sortpointer[i]=info->postlist+i;
232   qsort(sortpointer,n,sizeof(int),icomp);
233
234   /* points from sort order back to range number */
235   for(i=0;i<n;i++)look->forward_index[i]=sortpointer[i]-info->postlist;
236   /* points from range order to sorted position */
237   for(i=0;i<n;i++)look->reverse_index[look->forward_index[i]]=i;
238   /* we actually need the post values too */
239   for(i=0;i<n;i++)look->sorted_index[i]=info->postlist[look->forward_index[i]];
240   
241   /* quantize values to multiplier spec */
242   switch(info->mult){
243   case 1: /* 1024 -> 256 */
244     look->quant_q=256;
245     break;
246   case 2: /* 1024 -> 128 */
247     look->quant_q=128;
248     break;
249   case 3: /* 1024 -> 86 */
250     look->quant_q=86;
251     break;
252   case 4: /* 1024 -> 64 */
253     look->quant_q=64;
254     break;
255   }
256
257   /* discover our neighbors for decode where we don't use fit flags
258      (that would push the neighbors outward) */
259   for(i=0;i<n-2;i++){
260     int lo=0;
261     int hi=1;
262     int lx=0;
263     int hx=look->n;
264     int currentx=info->postlist[i+2];
265     for(j=0;j<i+2;j++){
266       int x=info->postlist[j];
267       if(x>lx && x<currentx){
268         lo=j;
269         lx=x;
270       }
271       if(x<hx && x>currentx){
272         hi=j;
273         hx=x;
274       }
275     }
276     look->loneighbor[i]=lo;
277     look->hineighbor[i]=hi;
278   }
279
280   return(look);
281 }
282
283 static int render_point(int x0,int x1,int y0,int y1,int x){
284   y0&=0x7fff; /* mask off flag */
285   y1&=0x7fff;
286     
287   {
288     int dy=y1-y0;
289     int adx=x1-x0;
290     int ady=abs(dy);
291     int err=ady*(x-x0);
292     
293     int off=err/adx;
294     if(dy<0)return(y0-off);
295     return(y0+off);
296   }
297 }
298
299 static int vorbis_dBquant(const float *x){
300   int i= *x*7.3142857f+1023.5f;
301   if(i>1023)return(1023);
302   if(i<0)return(0);
303   return i;
304 }
305
306 static float FLOOR_fromdB_LOOKUP[256]={
307         1.0649863e-07F, 1.1341951e-07F, 1.2079015e-07F, 1.2863978e-07F, 
308         1.3699951e-07F, 1.4590251e-07F, 1.5538408e-07F, 1.6548181e-07F, 
309         1.7623575e-07F, 1.8768855e-07F, 1.9988561e-07F, 2.128753e-07F, 
310         2.2670913e-07F, 2.4144197e-07F, 2.5713223e-07F, 2.7384213e-07F, 
311         2.9163793e-07F, 3.1059021e-07F, 3.3077411e-07F, 3.5226968e-07F, 
312         3.7516214e-07F, 3.9954229e-07F, 4.2550680e-07F, 4.5315863e-07F, 
313         4.8260743e-07F, 5.1396998e-07F, 5.4737065e-07F, 5.8294187e-07F, 
314         6.2082472e-07F, 6.6116941e-07F, 7.0413592e-07F, 7.4989464e-07F, 
315         7.9862701e-07F, 8.5052630e-07F, 9.0579828e-07F, 9.6466216e-07F, 
316         1.0273513e-06F, 1.0941144e-06F, 1.1652161e-06F, 1.2409384e-06F, 
317         1.3215816e-06F, 1.4074654e-06F, 1.4989305e-06F, 1.5963394e-06F, 
318         1.7000785e-06F, 1.8105592e-06F, 1.9282195e-06F, 2.0535261e-06F, 
319         2.1869758e-06F, 2.3290978e-06F, 2.4804557e-06F, 2.6416497e-06F, 
320         2.8133190e-06F, 2.9961443e-06F, 3.1908506e-06F, 3.3982101e-06F, 
321         3.6190449e-06F, 3.8542308e-06F, 4.1047004e-06F, 4.3714470e-06F, 
322         4.6555282e-06F, 4.9580707e-06F, 5.2802740e-06F, 5.6234160e-06F, 
323         5.9888572e-06F, 6.3780469e-06F, 6.7925283e-06F, 7.2339451e-06F, 
324         7.7040476e-06F, 8.2047000e-06F, 8.7378876e-06F, 9.3057248e-06F, 
325         9.9104632e-06F, 1.0554501e-05F, 1.1240392e-05F, 1.1970856e-05F, 
326         1.2748789e-05F, 1.3577278e-05F, 1.4459606e-05F, 1.5399272e-05F, 
327         1.6400004e-05F, 1.7465768e-05F, 1.8600792e-05F, 1.9809576e-05F, 
328         2.1096914e-05F, 2.2467911e-05F, 2.3928002e-05F, 2.5482978e-05F, 
329         2.7139006e-05F, 2.8902651e-05F, 3.0780908e-05F, 3.2781225e-05F, 
330         3.4911534e-05F, 3.7180282e-05F, 3.9596466e-05F, 4.2169667e-05F, 
331         4.4910090e-05F, 4.7828601e-05F, 5.0936773e-05F, 5.4246931e-05F, 
332         5.7772202e-05F, 6.1526565e-05F, 6.5524908e-05F, 6.9783085e-05F, 
333         7.4317983e-05F, 7.9147585e-05F, 8.4291040e-05F, 8.9768747e-05F, 
334         9.5602426e-05F, 0.00010181521F, 0.00010843174F, 0.00011547824F, 
335         0.00012298267F, 0.00013097477F, 0.00013948625F, 0.00014855085F, 
336         0.00015820453F, 0.00016848555F, 0.00017943469F, 0.00019109536F, 
337         0.00020351382F, 0.00021673929F, 0.00023082423F, 0.00024582449F, 
338         0.00026179955F, 0.00027881276F, 0.00029693158F, 0.00031622787F, 
339         0.00033677814F, 0.00035866388F, 0.00038197188F, 0.00040679456F, 
340         0.00043323036F, 0.00046138411F, 0.00049136745F, 0.00052329927F, 
341         0.00055730621F, 0.00059352311F, 0.00063209358F, 0.00067317058F, 
342         0.00071691700F, 0.00076350630F, 0.00081312324F, 0.00086596457F, 
343         0.00092223983F, 0.00098217216F, 0.0010459992F, 0.0011139742F, 
344         0.0011863665F, 0.0012634633F, 0.0013455702F, 0.0014330129F, 
345         0.0015261382F, 0.0016253153F, 0.0017309374F, 0.0018434235F, 
346         0.0019632195F, 0.0020908006F, 0.0022266726F, 0.0023713743F, 
347         0.0025254795F, 0.0026895994F, 0.0028643847F, 0.0030505286F, 
348         0.0032487691F, 0.0034598925F, 0.0036847358F, 0.0039241906F, 
349         0.0041792066F, 0.0044507950F, 0.0047400328F, 0.0050480668F, 
350         0.0053761186F, 0.0057254891F, 0.0060975636F, 0.0064938176F, 
351         0.0069158225F, 0.0073652516F, 0.0078438871F, 0.0083536271F, 
352         0.0088964928F, 0.009474637F, 0.010090352F, 0.010746080F, 
353         0.011444421F, 0.012188144F, 0.012980198F, 0.013823725F, 
354         0.014722068F, 0.015678791F, 0.016697687F, 0.017782797F, 
355         0.018938423F, 0.020169149F, 0.021479854F, 0.022875735F, 
356         0.024362330F, 0.025945531F, 0.027631618F, 0.029427276F, 
357         0.031339626F, 0.033376252F, 0.035545228F, 0.037855157F, 
358         0.040315199F, 0.042935108F, 0.045725273F, 0.048696758F, 
359         0.051861348F, 0.055231591F, 0.058820850F, 0.062643361F, 
360         0.066714279F, 0.071049749F, 0.075666962F, 0.080584227F, 
361         0.085821044F, 0.091398179F, 0.097337747F, 0.10366330F, 
362         0.11039993F, 0.11757434F, 0.12521498F, 0.13335215F, 
363         0.14201813F, 0.15124727F, 0.16107617F, 0.17154380F, 
364         0.18269168F, 0.19456402F, 0.20720788F, 0.22067342F, 
365         0.23501402F, 0.25028656F, 0.26655159F, 0.28387361F, 
366         0.30232132F, 0.32196786F, 0.34289114F, 0.36517414F, 
367         0.38890521F, 0.41417847F, 0.44109412F, 0.46975890F, 
368         0.50028648F, 0.53279791F, 0.56742212F, 0.60429640F, 
369         0.64356699F, 0.68538959F, 0.72993007F, 0.77736504F, 
370         0.82788260F, 0.88168307F, 0.9389798F, 1.F, 
371 };
372
373 static void render_line(int x0,int x1,int y0,int y1,float *d){
374   int dy=y1-y0;
375   int adx=x1-x0;
376   int ady=abs(dy);
377   int base=dy/adx;
378   int sy=(dy<0?base-1:base+1);
379   int x=x0;
380   int y=y0;
381   int err=0;
382
383   ady-=abs(base*adx);
384
385   d[x]*=FLOOR_fromdB_LOOKUP[y];
386   while(++x<x1){
387     err=err+ady;
388     if(err>=adx){
389       err-=adx;
390       y+=sy;
391     }else{
392       y+=base;
393     }
394     d[x]*=FLOOR_fromdB_LOOKUP[y];
395   }
396 }
397
398 static void render_line0(int x0,int x1,int y0,int y1,float *d){
399   int dy=y1-y0;
400   int adx=x1-x0;
401   int ady=abs(dy);
402   int base=dy/adx;
403   int sy=(dy<0?base-1:base+1);
404   int x=x0;
405   int y=y0;
406   int err=0;
407
408   ady-=abs(base*adx);
409
410   d[x]=FLOOR_fromdB_LOOKUP[y];
411   while(++x<x1){
412     err=err+ady;
413     if(err>=adx){
414       err-=adx;
415       y+=sy;
416     }else{
417       y+=base;
418     }
419     d[x]=FLOOR_fromdB_LOOKUP[y];
420   }
421 }
422
423 /* the floor has already been filtered to only include relevant sections */
424 static int accumulate_fit(const float *flr,const float *mdct,
425                           int x0, int x1,lsfit_acc *a,
426                           int n,vorbis_info_floor1 *info){
427   long i;
428   int quantized=vorbis_dBquant(flr);
429
430   long xa=0,ya=0,x2a=0,y2a=0,xya=0,na=0, xb=0,yb=0,x2b=0,y2b=0,xyb=0,nb=0;
431
432   memset(a,0,sizeof(lsfit_acc));
433   a->x0=x0;
434   a->x1=x1;
435   a->edgey0=quantized;
436   if(x1>n)x1=n;
437
438   for(i=x0;i<x1;i++){
439     int quantized=vorbis_dBquant(flr+i);
440     if(quantized){
441       if(mdct[i]+info->twofitatten>=flr[i]){
442         xa  += i;
443         ya  += quantized;
444         x2a += i*i;
445         y2a += quantized*quantized;
446         xya += i*quantized;
447         na++;
448       }else{
449         xb  += i;
450         yb  += quantized;
451         x2b += i*i;
452         y2b += quantized*quantized;
453         xyb += i*quantized;
454         nb++;
455       }
456     }
457   }
458
459   xb+=xa;
460   yb+=ya;
461   x2b+=x2a;
462   y2b+=y2a;
463   xyb+=xya;
464   nb+=na;
465
466   /* weight toward the actually used frequencies if we meet the threshhold */
467   {
468     int weight;
469     if(nb<info->twofitminsize || na<info->twofitminused){
470       weight=0;
471     }else{
472       weight=nb*info->twofitweight/na;
473     }
474     a->xa=xa*weight+xb;
475     a->ya=ya*weight+yb;
476     a->x2a=x2a*weight+x2b;
477     a->y2a=y2a*weight+y2b;
478     a->xya=xya*weight+xyb;
479     a->an=na*weight+nb;
480     a->n=nb;
481     a->un=na;
482     if(nb>=info->unusedminsize)a->un++;
483   }
484
485   a->edgey1=-200;
486   if(x1<n){
487     int quantized=vorbis_dBquant(flr+i);
488     a->edgey1=quantized;
489   }
490   return(a->n);
491 }
492
493 /* returns < 0 on too few points to fit, >=0 (meansq error) on success */
494 static int fit_line(lsfit_acc *a,int fits,int *y0,int *y1){
495   long x=0,y=0,x2=0,y2=0,xy=0,n=0,an=0,i;
496   long x0=a[0].x0;
497   long x1=a[fits-1].x1;
498
499   for(i=0;i<fits;i++){
500     if(a[i].un){
501       x+=a[i].xa;
502       y+=a[i].ya;
503       x2+=a[i].x2a;
504       y2+=a[i].y2a;
505       xy+=a[i].xya;
506       n+=a[i].n;
507       an+=a[i].an;
508     }
509   }
510
511   if(*y0>=0){  /* hint used to break degenerate cases */
512     x+=   x0;
513     y+=  *y0;
514     x2+=  x0 *  x0;
515     y2+= *y0 * *y0;
516     xy+= *y0 *  x0;
517     n++;
518     an++;
519   }
520
521   if(*y1>=0){  /* hint used to break degenerate cases */
522     x+=   x1;
523     y+=  *y1;
524     x2+=  x1 *  x1;
525     y2+= *y1 * *y1;
526     xy+= *y1 *  x1;
527     n++;
528     an++;
529   }
530
531   if(n<2)return(n-2);
532   
533   {
534     /* need 64 bit multiplies, which C doesn't give portably as int */
535     double fx=x;
536     double fy=y;
537     double fx2=x2;
538     double fxy=xy;
539     double denom=1./(an*fx2-fx*fx);
540     double a=(fy*fx2-fxy*fx)*denom;
541     double b=(an*fxy-fx*fy)*denom;
542     *y0=rint(a+b*x0);
543     *y1=rint(a+b*x1);
544
545     /* limit to our range! */
546     if(*y0>1023)*y0=1023;
547     if(*y1>1023)*y1=1023;
548     if(*y0<0)*y0=0;
549     if(*y1<0)*y1=0;
550
551     return(0);
552   }
553 }
554
555 /*static void fit_line_point(lsfit_acc *a,int fits,int *y0,int *y1){
556   long y=0;
557   int i;
558
559   for(i=0;i<fits && y==0;i++)
560     y+=a[i].ya;
561   
562   *y0=*y1=y;
563   }*/
564
565 static int inspect_error(int x0,int x1,int y0,int y1,const float *mask,
566                          const float *mdct,
567                          vorbis_info_floor1 *info){
568   int dy=y1-y0;
569   int adx=x1-x0;
570   int ady=abs(dy);
571   int base=dy/adx;
572   int sy=(dy<0?base-1:base+1);
573   int x=x0;
574   int y=y0;
575   int err=0;
576   int val=vorbis_dBquant(mask+x);
577   int mse=0;
578   int n=0;
579
580   ady-=abs(base*adx);
581   
582   if(mdct[x]+info->twofitatten>=mask[x]){
583     if(y+info->maxover<val)return(1);
584     if(y-info->maxunder>val)return(1);
585     mse=(y-val);
586     mse*=mse;
587     n++;
588   }
589
590   while(++x<x1){
591     err=err+ady;
592     if(err>=adx){
593       err-=adx;
594       y+=sy;
595     }else{
596       y+=base;
597     }
598
599     if(mdct[x]+info->twofitatten>=mask[x]){
600       val=vorbis_dBquant(mask+x);
601       if(val){
602         if(y+info->maxover<val)return(1);
603         if(y-info->maxunder>val)return(1);
604         mse+=((y-val)*(y-val));
605         n++;
606       }
607     }
608   }
609   
610   if(n){
611     if(info->maxover*info->maxover/n>info->maxerr)return(0);
612     if(info->maxunder*info->maxunder/n>info->maxerr)return(0);
613     if(mse/n>info->maxerr)return(1);
614   }
615   return(0);
616 }
617
618 static int post_Y(int *A,int *B,int pos){
619   if(A[pos]<0)
620     return B[pos];
621   if(B[pos]<0)
622     return A[pos];
623   return (A[pos]+B[pos])>>1;
624 }
625
626 static int floor1_forward(vorbis_block *vb,vorbis_look_floor *in,
627                           const float *mdct, const float *logmdct,   /* in */
628                           const float *logmask, const float *logmax, /* in */
629                           float *residue, float *codedflr){          /* out */
630   static int seq=0;
631   long i,j,k,l;
632   vorbis_look_floor1 *look=(vorbis_look_floor1 *)in;
633   vorbis_info_floor1 *info=look->vi;
634   long n=look->n;
635   long posts=look->posts;
636   long nonzero=0;
637   lsfit_acc fits[VIF_POSIT+1];
638   int fit_valueA[VIF_POSIT+2]; /* index by range list position */
639   int fit_valueB[VIF_POSIT+2]; /* index by range list position */
640   int fit_flag[VIF_POSIT+2];
641
642   int loneighbor[VIF_POSIT+2]; /* sorted index of range list position (+2) */
643   int hineighbor[VIF_POSIT+2]; 
644   int memo[VIF_POSIT+2];
645   codec_setup_info *ci=vb->vd->vi->codec_setup;
646   static_codebook **sbooks=ci->book_param;
647   codebook *books=((backend_lookup_state *)(vb->vd->backend_state))->
648     fullbooks;   
649
650   memset(fit_flag,0,sizeof(fit_flag));
651   for(i=0;i<posts;i++)loneighbor[i]=0; /* 0 for the implicit 0 post */
652   for(i=0;i<posts;i++)hineighbor[i]=1; /* 1 for the implicit post at n */
653   for(i=0;i<posts;i++)memo[i]=-1;      /* no neighbor yet */
654
655   /* Scan back from high edge to first 'used' frequency */
656   for(;n>info->unusedmin_n;n--)
657     if(logmdct[n-1]>-floor1_rangedB && 
658        logmdct[n-1]+info->twofitatten>logmask[n-1])break;
659
660   /* quantize the relevant floor points and collect them into line fit
661      structures (one per minimal division) at the same time */
662   if(posts==0){
663     nonzero+=accumulate_fit(logmask,logmax,0,n,fits,n,info);
664   }else{
665     for(i=0;i<posts-1;i++)
666       nonzero+=accumulate_fit(logmask,logmax,look->sorted_index[i],
667                               look->sorted_index[i+1],fits+i,
668                               n,info);
669   }
670   
671   if(nonzero){
672     /* start by fitting the implicit base case.... */
673     int y0=-200;
674     int y1=-200;
675     int mse=fit_line(fits,posts-1,&y0,&y1);
676     if(mse<0){
677       /* Only a single nonzero point */
678       y0=-200;
679       y1=0;
680       fit_line(fits,posts-1,&y0,&y1);
681     }
682
683     look->seq++;
684
685     fit_flag[0]=1;
686     fit_flag[1]=1;
687     fit_valueA[0]=y0;
688     fit_valueB[0]=y0;
689     fit_valueB[1]=y1;
690     fit_valueA[1]=y1;
691
692     if(mse>=0){
693       /* Non degenerate case */
694       /* start progressive splitting.  This is a greedy, non-optimal
695          algorithm, but simple and close enough to the best
696          answer. */
697       for(i=2;i<posts;i++){
698         int sortpos=look->reverse_index[i];
699         int ln=loneighbor[sortpos];
700         int hn=hineighbor[sortpos];
701
702         /* eliminate repeat searches of a particular range with a memo */
703         if(memo[ln]!=hn){
704           /* haven't performed this error search yet */
705           int lsortpos=look->reverse_index[ln];
706           int hsortpos=look->reverse_index[hn];
707           memo[ln]=hn;
708
709           /* if this is an empty segment, its endpoints don't matter.
710              Mark as such */
711           for(j=lsortpos;j<hsortpos;j++)
712             if(fits[j].un)break;
713           if(j==hsortpos){
714             /* empty segment; important to note that this does not
715                break 0/n post case */
716             fit_valueB[ln]=-200;
717             if(fit_valueA[ln]<0)
718               fit_flag[ln]=0;
719             fit_valueA[hn]=-200;
720             if(fit_valueB[hn]<0)
721               fit_flag[hn]=0;
722  
723           }else{
724             /* A note: we want to bound/minimize *local*, not global, error */
725             int lx=info->postlist[ln];
726             int hx=info->postlist[hn];    
727             int ly=post_Y(fit_valueA,fit_valueB,ln);
728             int hy=post_Y(fit_valueA,fit_valueB,hn);
729             
730             if(inspect_error(lx,hx,ly,hy,logmask,logmdct,info)){
731               /* outside error bounds/begin search area.  Split it. */
732               int ly0=-200;
733               int ly1=-200;
734               int hy0=-200;
735               int hy1=-200;
736               int lmse=fit_line(fits+lsortpos,sortpos-lsortpos,&ly0,&ly1);
737               int hmse=fit_line(fits+sortpos,hsortpos-sortpos,&hy0,&hy1);
738               
739               /* the boundary/sparsity cases are the hard part.  They
740                  don't happen often given that we use the full mask
741                  curve (weighted) now, but when they do happen they
742                  can go boom. Pay them detailed attention */
743               /* cases for a segment:
744                  >=0) normal fit (>=2 unique points)
745                  -1) one point on x0;
746                  one point on x1; <-- disallowed by fit_line
747                  -2) one point in between x0 and x1
748                  -3) no points */
749
750               switch(lmse){ 
751               case -2:  
752                 /* no points in the low segment */
753                 break;
754               case -1:
755                 ly0=fits[lsortpos].edgey0;
756                 break;
757                 /*default:
758                   break;*/
759               }
760
761               switch(hmse){ 
762               case -2:  
763                 /* no points in the hi segment */
764                 break;
765               case -1:
766                 hy0=fits[sortpos].edgey0;
767                 break;
768               }
769
770               /* store new edge values */
771               fit_valueB[ln]=ly0;
772               if(ln==0 && ly0>=0)fit_valueA[ln]=ly0;
773               fit_valueA[i]=ly1;
774               fit_valueB[i]=hy0;
775               fit_valueA[hn]=hy1;
776               if(hn==1 && hy1>=0)fit_valueB[hn]=hy1;
777
778               if(ly0<0 && fit_valueA[ln]<0)
779                 fit_flag[ln]=0;
780               if(hy1<0 && fit_valueB[hn]<0)
781                 fit_flag[hn]=0;
782
783               if(ly1>=0 || hy0>=0){
784                 /* store new neighbor values */
785                 for(j=sortpos-1;j>=0;j--)
786                   if(hineighbor[j]==hn)
787                   hineighbor[j]=i;
788                   else
789                     break;
790                 for(j=sortpos+1;j<posts;j++)
791                   if(loneighbor[j]==ln)
792                     loneighbor[j]=i;
793                   else
794                     break;
795                 
796                 /* store flag (set) */
797                 fit_flag[i]=1;
798               }
799             }
800           }
801         }
802       }
803     }
804
805     /* quantize values to multiplier spec */
806     switch(info->mult){
807     case 1: /* 1024 -> 256 */
808       for(i=0;i<posts;i++)
809         if(fit_flag[i])
810           fit_valueA[i]=post_Y(fit_valueA,fit_valueB,i)>>2;
811       break;
812     case 2: /* 1024 -> 128 */
813       for(i=0;i<posts;i++)
814         if(fit_flag[i])
815           fit_valueA[i]=post_Y(fit_valueA,fit_valueB,i)>>3;
816       break;
817     case 3: /* 1024 -> 86 */
818       for(i=0;i<posts;i++)
819         if(fit_flag[i])
820           fit_valueA[i]=post_Y(fit_valueA,fit_valueB,i)/12;
821       break;
822     case 4: /* 1024 -> 64 */
823       for(i=0;i<posts;i++)
824         if(fit_flag[i])
825           fit_valueA[i]=post_Y(fit_valueA,fit_valueB,i)>>4;
826       break;
827     }
828
829     /* find prediction values for each post and subtract them */
830     for(i=2;i<posts;i++){
831       int sp=look->reverse_index[i];
832       int ln=look->loneighbor[i-2];
833       int hn=look->hineighbor[i-2];
834       int x0=info->postlist[ln];
835       int x1=info->postlist[hn];
836       int y0=fit_valueA[ln];
837       int y1=fit_valueA[hn];
838         
839       int predicted=render_point(x0,x1,y0,y1,info->postlist[i]);
840         
841       if(fit_flag[i]){
842         int headroom=(look->quant_q-predicted<predicted?
843                       look->quant_q-predicted:predicted);
844         
845         int val=fit_valueA[i]-predicted;
846         
847         /* at this point the 'deviation' value is in the range +/- max
848            range, but the real, unique range can always be mapped to
849            only [0-maxrange).  So we want to wrap the deviation into
850            this limited range, but do it in the way that least screws
851            an essentially gaussian probability distribution. */
852         
853         if(val<0)
854           if(val<-headroom)
855             val=headroom-val-1;
856           else
857             val=-1-(val<<1);
858         else
859           if(val>=headroom)
860             val= val+headroom;
861           else
862             val<<=1;
863         
864         fit_valueB[i]=val;
865         
866         /* unroll the neighbor arrays */
867         for(j=sp+1;j<posts;j++)
868           if(loneighbor[j]==i)
869             loneighbor[j]=loneighbor[sp];
870           else
871             break;
872         for(j=sp-1;j>=0;j--)
873           if(hineighbor[j]==i)
874             hineighbor[j]=hineighbor[sp];
875           else
876             break;
877         
878       }else{
879         fit_valueA[i]=predicted;
880         fit_valueB[i]=0;
881       }
882       if(fit_valueB[i]==0)
883         fit_valueA[i]|=0x8000;
884       else{
885         fit_valueA[look->loneighbor[i-2]]&=0x7fff;
886         fit_valueA[look->hineighbor[i-2]]&=0x7fff;
887       }
888     }
889
890     /* we have everything we need. pack it out */
891     /* mark nontrivial floor */
892     oggpack_write(&vb->opb,1,1);
893
894     /* beginning/end post */
895     look->postbits+=ilog(look->quant_q-1)*2;
896     oggpack_write(&vb->opb,fit_valueA[0],ilog(look->quant_q-1));
897     oggpack_write(&vb->opb,fit_valueA[1],ilog(look->quant_q-1));
898
899 #ifdef TRAIN_FLOOR1
900     {
901       FILE *of;
902       char buffer[80];
903       sprintf(buffer,"line%d_full.vqd",vb->mode);
904       of=fopen(buffer,"a");
905       for(j=2;j<posts;j++)
906         fprintf(of,"%d\n",fit_valueB[j]);
907       fclose(of);
908     }
909 #endif
910
911     
912     /* partition by partition */
913     for(i=0,j=2;i<info->partitions;i++){
914       int class=info->partitionclass[i];
915       int cdim=info->class_dim[class];
916       int csubbits=info->class_subs[class];
917       int csub=1<<csubbits;
918       int bookas[8]={0,0,0,0,0,0,0,0};
919       int cval=0;
920       int cshift=0;
921
922       /* generate the partition's first stage cascade value */
923       if(csubbits){
924         int maxval[8];
925         for(k=0;k<csub;k++){
926           int booknum=info->class_subbook[class][k];
927           if(booknum<0){
928             maxval[k]=1;
929           }else{
930             maxval[k]=sbooks[info->class_subbook[class][k]]->entries;
931           }
932         }
933         for(k=0;k<cdim;k++){
934           for(l=0;l<csub;l++){
935             int val=fit_valueB[j+k];
936             if(val<maxval[l]){
937               bookas[k]=l;
938               break;
939             }
940           }
941           cval|= bookas[k]<<cshift;
942           cshift+=csubbits;
943         }
944         /* write it */
945         look->classbits+=vorbis_book_encode(books+info->class_book[class],cval,&vb->opb);
946
947 #ifdef TRAIN_FLOOR1
948         {
949           FILE *of;
950           char buffer[80];
951           sprintf(buffer,"line%d_class%d.vqd",vb->mode,class);
952           of=fopen(buffer,"a");
953           fprintf(of,"%d\n",cval);
954           fclose(of);
955         }
956 #endif
957       }
958       
959       /* write post values */
960       for(k=0;k<cdim;k++){
961         int book=info->class_subbook[class][bookas[k]];
962         if(book>=0){
963           look->subbits+=vorbis_book_encode(books+book,
964                              fit_valueB[j+k],&vb->opb);
965
966 #ifdef TRAIN_FLOOR1
967           {
968             FILE *of;
969             char buffer[80];
970             sprintf(buffer,"line%d_%dsub%d.vqd",vb->mode,class,bookas[k]);
971             of=fopen(buffer,"a");
972             fprintf(of,"%d\n",fit_valueB[j+k]);
973             fclose(of);
974           }
975 #endif
976         }
977       }
978       j+=cdim;
979     }
980     
981     {
982       /* generate quantized floor equivalent to what we'd unpack in decode */
983       int hx;
984       int lx=0;
985       int ly=fit_valueA[0]*info->mult;
986
987       for(j=1;j<posts;j++){
988         int current=look->forward_index[j];
989         if(!(fit_valueA[current]&0x8000)){
990           int hy=(fit_valueA[current]&0x7fff)*info->mult;
991           hx=info->postlist[current];
992           
993           render_line0(lx,hx,ly,hy,codedflr);
994           
995           lx=hx;
996           ly=hy;
997         }
998       }
999       for(j=hx;j<look->n;j++)codedflr[j]=codedflr[j-1]; /* be certain */
1000
1001       /* use it to create residue vector.  Eliminate residue elements
1002          that were below the error training attenuation relative to
1003          the original mask.  This avoids portions of the floor fit
1004          that were considered 'unused' in fitting from being used in
1005          coding residue if the unfit values are significantly below
1006          the original input mask */
1007       for(j=0;j<n;j++)
1008         if(logmdct[j]+info->twofitatten<logmask[j])
1009           residue[j]=0.f;
1010         else
1011           residue[j]=mdct[j]/codedflr[j];
1012       for(j=n;j<look->n;j++)residue[j]=0.f;
1013
1014     }    
1015
1016   }else{
1017     oggpack_write(&vb->opb,0,1);
1018     memset(codedflr,0,n*sizeof(float));
1019     memset(residue,0,n*sizeof(float));
1020   }
1021   seq++;
1022   return(nonzero);
1023 }
1024
1025 static void *floor1_inverse1(vorbis_block *vb,vorbis_look_floor *in){
1026   vorbis_look_floor1 *look=(vorbis_look_floor1 *)in;
1027   vorbis_info_floor1 *info=look->vi;
1028   
1029   codec_setup_info   *ci=vb->vd->vi->codec_setup;
1030   int i,j,k;
1031   codebook *books=((backend_lookup_state *)(vb->vd->backend_state))->
1032     fullbooks;   
1033
1034   /* unpack wrapped/predicted values from stream */
1035   if(oggpack_read(&vb->opb,1)==1){
1036     int *fit_value=_vorbis_block_alloc(vb,(look->posts)*sizeof(int));
1037
1038     fit_value[0]=oggpack_read(&vb->opb,ilog(look->quant_q-1));
1039     fit_value[1]=oggpack_read(&vb->opb,ilog(look->quant_q-1));
1040
1041     /* partition by partition */
1042     /* partition by partition */
1043     for(i=0,j=2;i<info->partitions;i++){
1044       int class=info->partitionclass[i];
1045       int cdim=info->class_dim[class];
1046       int csubbits=info->class_subs[class];
1047       int csub=1<<csubbits;
1048       int cval=0;
1049
1050       /* decode the partition's first stage cascade value */
1051       if(csubbits){
1052         cval=vorbis_book_decode(books+info->class_book[class],&vb->opb);
1053
1054         if(cval==-1)goto eop;
1055       }
1056
1057       for(k=0;k<cdim;k++){
1058         int book=info->class_subbook[class][cval&(csub-1)];
1059         cval>>=csubbits;
1060         if(book>=0){
1061           if((fit_value[j+k]=vorbis_book_decode(books+book,&vb->opb))==-1)
1062             goto eop;
1063         }else{
1064           fit_value[j+k]=0;
1065         }
1066       }
1067       j+=cdim;
1068     }
1069
1070     /* unwrap positive values and reconsitute via linear interpolation */
1071     for(i=2;i<look->posts;i++){
1072       int predicted=render_point(info->postlist[look->loneighbor[i-2]],
1073                                  info->postlist[look->hineighbor[i-2]],
1074                                  fit_value[look->loneighbor[i-2]],
1075                                  fit_value[look->hineighbor[i-2]],
1076                                  info->postlist[i]);
1077       int hiroom=look->quant_q-predicted;
1078       int loroom=predicted;
1079       int room=(hiroom<loroom?hiroom:loroom)<<1;
1080       int val=fit_value[i];
1081
1082       if(val){
1083         if(val>=room){
1084           if(hiroom>loroom){
1085             val = val-loroom;
1086           }else{
1087           val = -1-(val-hiroom);
1088           }
1089         }else{
1090           if(val&1){
1091             val= -((val+1)>>1);
1092           }else{
1093             val>>=1;
1094           }
1095         }
1096
1097         fit_value[i]=val+predicted;
1098         fit_value[look->loneighbor[i-2]]&=0x7fff;
1099         fit_value[look->hineighbor[i-2]]&=0x7fff;
1100
1101       }else{
1102         fit_value[i]=predicted|0x8000;
1103       }
1104         
1105     }
1106
1107     return(fit_value);
1108   }
1109  eop:
1110   return(NULL);
1111 }
1112
1113 static int floor1_inverse2(vorbis_block *vb,vorbis_look_floor *in,void *memo,
1114                           float *out){
1115   vorbis_look_floor1 *look=(vorbis_look_floor1 *)in;
1116   vorbis_info_floor1 *info=look->vi;
1117
1118   codec_setup_info   *ci=vb->vd->vi->codec_setup;
1119   int                  n=ci->blocksizes[vb->mode]/2;
1120   int j;
1121
1122   if(memo){
1123     /* render the lines */
1124     int *fit_value=(int *)memo;
1125     int hx;
1126     int lx=0;
1127     int ly=fit_value[0]*info->mult;
1128     for(j=1;j<look->posts;j++){
1129       int current=look->forward_index[j];
1130       int hy=fit_value[current]&0x7fff;
1131       if(hy==fit_value[current]){
1132         
1133         hy*=info->mult;
1134         hx=info->postlist[current];
1135         
1136         render_line(lx,hx,ly,hy,out);
1137         
1138         lx=hx;
1139         ly=hy;
1140       }
1141     }
1142     for(j=hx;j<n;j++)out[j]*=out[j-1]; /* be certain */    
1143     return(1);
1144   }
1145   memset(out,0,sizeof(float)*n);
1146   return(0);
1147 }
1148
1149 /* export hooks */
1150 vorbis_func_floor floor1_exportbundle={
1151   &floor1_pack,&floor1_unpack,&floor1_look,&floor1_copy_info,&floor1_free_info,
1152   &floor1_free_look,&floor1_forward,&floor1_inverse1,&floor1_inverse2
1153 };
1154