AAC: ARM/NEON asm for VMUL2/4 functions
[ffmpeg.git] / libavcodec / aac.c
1 /*
2  * AAC decoder
3  * Copyright (c) 2005-2006 Oded Shimon ( ods15 ods15 dyndns org )
4  * Copyright (c) 2006-2007 Maxim Gavrilov ( maxim.gavrilov gmail com )
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 /**
24  * @file libavcodec/aac.c
25  * AAC decoder
26  * @author Oded Shimon  ( ods15 ods15 dyndns org )
27  * @author Maxim Gavrilov ( maxim.gavrilov gmail com )
28  */
29
30 /*
31  * supported tools
32  *
33  * Support?             Name
34  * N (code in SoC repo) gain control
35  * Y                    block switching
36  * Y                    window shapes - standard
37  * N                    window shapes - Low Delay
38  * Y                    filterbank - standard
39  * N (code in SoC repo) filterbank - Scalable Sample Rate
40  * Y                    Temporal Noise Shaping
41  * N (code in SoC repo) Long Term Prediction
42  * Y                    intensity stereo
43  * Y                    channel coupling
44  * Y                    frequency domain prediction
45  * Y                    Perceptual Noise Substitution
46  * Y                    Mid/Side stereo
47  * N                    Scalable Inverse AAC Quantization
48  * N                    Frequency Selective Switch
49  * N                    upsampling filter
50  * Y                    quantization & coding - AAC
51  * N                    quantization & coding - TwinVQ
52  * N                    quantization & coding - BSAC
53  * N                    AAC Error Resilience tools
54  * N                    Error Resilience payload syntax
55  * N                    Error Protection tool
56  * N                    CELP
57  * N                    Silence Compression
58  * N                    HVXC
59  * N                    HVXC 4kbits/s VR
60  * N                    Structured Audio tools
61  * N                    Structured Audio Sample Bank Format
62  * N                    MIDI
63  * N                    Harmonic and Individual Lines plus Noise
64  * N                    Text-To-Speech Interface
65  * N (in progress)      Spectral Band Replication
66  * Y (not in this code) Layer-1
67  * Y (not in this code) Layer-2
68  * Y (not in this code) Layer-3
69  * N                    SinuSoidal Coding (Transient, Sinusoid, Noise)
70  * N (planned)          Parametric Stereo
71  * N                    Direct Stream Transfer
72  *
73  * Note: - HE AAC v1 comprises LC AAC with Spectral Band Replication.
74  *       - HE AAC v2 comprises LC AAC with Spectral Band Replication and
75            Parametric Stereo.
76  */
77
78
79 #include "avcodec.h"
80 #include "internal.h"
81 #include "get_bits.h"
82 #include "dsputil.h"
83 #include "lpc.h"
84
85 #include "aac.h"
86 #include "aactab.h"
87 #include "aacdectab.h"
88 #include "mpeg4audio.h"
89 #include "aac_parser.h"
90
91 #include <assert.h>
92 #include <errno.h>
93 #include <math.h>
94 #include <string.h>
95
96 #if ARCH_ARM
97 #   include "arm/aac.h"
98 #endif
99
100 union float754 {
101     float f;
102     uint32_t i;
103 };
104
105 static VLC vlc_scalefactors;
106 static VLC vlc_spectral[11];
107
108 static uint32_t cbrt_tab[1<<13];
109
110 static ChannelElement *get_che(AACContext *ac, int type, int elem_id)
111 {
112     if (ac->tag_che_map[type][elem_id]) {
113         return ac->tag_che_map[type][elem_id];
114     }
115     if (ac->tags_mapped >= tags_per_config[ac->m4ac.chan_config]) {
116         return NULL;
117     }
118     switch (ac->m4ac.chan_config) {
119     case 7:
120         if (ac->tags_mapped == 3 && type == TYPE_CPE) {
121             ac->tags_mapped++;
122             return ac->tag_che_map[TYPE_CPE][elem_id] = ac->che[TYPE_CPE][2];
123         }
124     case 6:
125         /* Some streams incorrectly code 5.1 audio as SCE[0] CPE[0] CPE[1] SCE[1]
126            instead of SCE[0] CPE[0] CPE[0] LFE[0]. If we seem to have
127            encountered such a stream, transfer the LFE[0] element to SCE[1] */
128         if (ac->tags_mapped == tags_per_config[ac->m4ac.chan_config] - 1 && (type == TYPE_LFE || type == TYPE_SCE)) {
129             ac->tags_mapped++;
130             return ac->tag_che_map[type][elem_id] = ac->che[TYPE_LFE][0];
131         }
132     case 5:
133         if (ac->tags_mapped == 2 && type == TYPE_CPE) {
134             ac->tags_mapped++;
135             return ac->tag_che_map[TYPE_CPE][elem_id] = ac->che[TYPE_CPE][1];
136         }
137     case 4:
138         if (ac->tags_mapped == 2 && ac->m4ac.chan_config == 4 && type == TYPE_SCE) {
139             ac->tags_mapped++;
140             return ac->tag_che_map[TYPE_SCE][elem_id] = ac->che[TYPE_SCE][1];
141         }
142     case 3:
143     case 2:
144         if (ac->tags_mapped == (ac->m4ac.chan_config != 2) && type == TYPE_CPE) {
145             ac->tags_mapped++;
146             return ac->tag_che_map[TYPE_CPE][elem_id] = ac->che[TYPE_CPE][0];
147         } else if (ac->m4ac.chan_config == 2) {
148             return NULL;
149         }
150     case 1:
151         if (!ac->tags_mapped && type == TYPE_SCE) {
152             ac->tags_mapped++;
153             return ac->tag_che_map[TYPE_SCE][elem_id] = ac->che[TYPE_SCE][0];
154         }
155     default:
156         return NULL;
157     }
158 }
159
160 /**
161  * Check for the channel element in the current channel position configuration.
162  * If it exists, make sure the appropriate element is allocated and map the
163  * channel order to match the internal FFmpeg channel layout.
164  *
165  * @param   che_pos current channel position configuration
166  * @param   type channel element type
167  * @param   id channel element id
168  * @param   channels count of the number of channels in the configuration
169  *
170  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
171  */
172 static int che_configure(AACContext *ac,
173                          enum ChannelPosition che_pos[4][MAX_ELEM_ID],
174                          int type, int id,
175                          int *channels)
176 {
177     if (che_pos[type][id]) {
178         if (!ac->che[type][id] && !(ac->che[type][id] = av_mallocz(sizeof(ChannelElement))))
179             return AVERROR(ENOMEM);
180         if (type != TYPE_CCE) {
181             ac->output_data[(*channels)++] = ac->che[type][id]->ch[0].ret;
182             if (type == TYPE_CPE) {
183                 ac->output_data[(*channels)++] = ac->che[type][id]->ch[1].ret;
184             }
185         }
186     } else
187         av_freep(&ac->che[type][id]);
188     return 0;
189 }
190
191 /**
192  * Configure output channel order based on the current program configuration element.
193  *
194  * @param   che_pos current channel position configuration
195  * @param   new_che_pos New channel position configuration - we only do something if it differs from the current one.
196  *
197  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
198  */
199 static int output_configure(AACContext *ac,
200                             enum ChannelPosition che_pos[4][MAX_ELEM_ID],
201                             enum ChannelPosition new_che_pos[4][MAX_ELEM_ID],
202                             int channel_config, enum OCStatus oc_type)
203 {
204     AVCodecContext *avctx = ac->avccontext;
205     int i, type, channels = 0, ret;
206
207     memcpy(che_pos, new_che_pos, 4 * MAX_ELEM_ID * sizeof(new_che_pos[0][0]));
208
209     if (channel_config) {
210         for (i = 0; i < tags_per_config[channel_config]; i++) {
211             if ((ret = che_configure(ac, che_pos,
212                                      aac_channel_layout_map[channel_config - 1][i][0],
213                                      aac_channel_layout_map[channel_config - 1][i][1],
214                                      &channels)))
215                 return ret;
216         }
217
218         memset(ac->tag_che_map, 0,       4 * MAX_ELEM_ID * sizeof(ac->che[0][0]));
219         ac->tags_mapped = 0;
220
221         avctx->channel_layout = aac_channel_layout[channel_config - 1];
222     } else {
223         /* Allocate or free elements depending on if they are in the
224          * current program configuration.
225          *
226          * Set up default 1:1 output mapping.
227          *
228          * For a 5.1 stream the output order will be:
229          *    [ Center ] [ Front Left ] [ Front Right ] [ LFE ] [ Surround Left ] [ Surround Right ]
230          */
231
232         for (i = 0; i < MAX_ELEM_ID; i++) {
233             for (type = 0; type < 4; type++) {
234                 if ((ret = che_configure(ac, che_pos, type, i, &channels)))
235                     return ret;
236             }
237         }
238
239         memcpy(ac->tag_che_map, ac->che, 4 * MAX_ELEM_ID * sizeof(ac->che[0][0]));
240         ac->tags_mapped = 4 * MAX_ELEM_ID;
241
242         avctx->channel_layout = 0;
243     }
244
245     avctx->channels = channels;
246
247     ac->output_configured = oc_type;
248
249     return 0;
250 }
251
252 /**
253  * Decode an array of 4 bit element IDs, optionally interleaved with a stereo/mono switching bit.
254  *
255  * @param cpe_map Stereo (Channel Pair Element) map, NULL if stereo bit is not present.
256  * @param sce_map mono (Single Channel Element) map
257  * @param type speaker type/position for these channels
258  */
259 static void decode_channel_map(enum ChannelPosition *cpe_map,
260                                enum ChannelPosition *sce_map,
261                                enum ChannelPosition type,
262                                GetBitContext *gb, int n)
263 {
264     while (n--) {
265         enum ChannelPosition *map = cpe_map && get_bits1(gb) ? cpe_map : sce_map; // stereo or mono map
266         map[get_bits(gb, 4)] = type;
267     }
268 }
269
270 /**
271  * Decode program configuration element; reference: table 4.2.
272  *
273  * @param   new_che_pos New channel position configuration - we only do something if it differs from the current one.
274  *
275  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
276  */
277 static int decode_pce(AACContext *ac, enum ChannelPosition new_che_pos[4][MAX_ELEM_ID],
278                       GetBitContext *gb)
279 {
280     int num_front, num_side, num_back, num_lfe, num_assoc_data, num_cc, sampling_index;
281
282     skip_bits(gb, 2);  // object_type
283
284     sampling_index = get_bits(gb, 4);
285     if (ac->m4ac.sampling_index != sampling_index)
286         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_WARNING, "Sample rate index in program config element does not match the sample rate index configured by the container.\n");
287
288     num_front       = get_bits(gb, 4);
289     num_side        = get_bits(gb, 4);
290     num_back        = get_bits(gb, 4);
291     num_lfe         = get_bits(gb, 2);
292     num_assoc_data  = get_bits(gb, 3);
293     num_cc          = get_bits(gb, 4);
294
295     if (get_bits1(gb))
296         skip_bits(gb, 4); // mono_mixdown_tag
297     if (get_bits1(gb))
298         skip_bits(gb, 4); // stereo_mixdown_tag
299
300     if (get_bits1(gb))
301         skip_bits(gb, 3); // mixdown_coeff_index and pseudo_surround
302
303     decode_channel_map(new_che_pos[TYPE_CPE], new_che_pos[TYPE_SCE], AAC_CHANNEL_FRONT, gb, num_front);
304     decode_channel_map(new_che_pos[TYPE_CPE], new_che_pos[TYPE_SCE], AAC_CHANNEL_SIDE,  gb, num_side );
305     decode_channel_map(new_che_pos[TYPE_CPE], new_che_pos[TYPE_SCE], AAC_CHANNEL_BACK,  gb, num_back );
306     decode_channel_map(NULL,                  new_che_pos[TYPE_LFE], AAC_CHANNEL_LFE,   gb, num_lfe  );
307
308     skip_bits_long(gb, 4 * num_assoc_data);
309
310     decode_channel_map(new_che_pos[TYPE_CCE], new_che_pos[TYPE_CCE], AAC_CHANNEL_CC,    gb, num_cc   );
311
312     align_get_bits(gb);
313
314     /* comment field, first byte is length */
315     skip_bits_long(gb, 8 * get_bits(gb, 8));
316     return 0;
317 }
318
319 /**
320  * Set up channel positions based on a default channel configuration
321  * as specified in table 1.17.
322  *
323  * @param   new_che_pos New channel position configuration - we only do something if it differs from the current one.
324  *
325  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
326  */
327 static int set_default_channel_config(AACContext *ac,
328                                       enum ChannelPosition new_che_pos[4][MAX_ELEM_ID],
329                                       int channel_config)
330 {
331     if (channel_config < 1 || channel_config > 7) {
332         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "invalid default channel configuration (%d)\n",
333                channel_config);
334         return -1;
335     }
336
337     /* default channel configurations:
338      *
339      * 1ch : front center (mono)
340      * 2ch : L + R (stereo)
341      * 3ch : front center + L + R
342      * 4ch : front center + L + R + back center
343      * 5ch : front center + L + R + back stereo
344      * 6ch : front center + L + R + back stereo + LFE
345      * 7ch : front center + L + R + outer front left + outer front right + back stereo + LFE
346      */
347
348     if (channel_config != 2)
349         new_che_pos[TYPE_SCE][0] = AAC_CHANNEL_FRONT; // front center (or mono)
350     if (channel_config > 1)
351         new_che_pos[TYPE_CPE][0] = AAC_CHANNEL_FRONT; // L + R (or stereo)
352     if (channel_config == 4)
353         new_che_pos[TYPE_SCE][1] = AAC_CHANNEL_BACK;  // back center
354     if (channel_config > 4)
355         new_che_pos[TYPE_CPE][(channel_config == 7) + 1]
356         = AAC_CHANNEL_BACK;  // back stereo
357     if (channel_config > 5)
358         new_che_pos[TYPE_LFE][0] = AAC_CHANNEL_LFE;   // LFE
359     if (channel_config == 7)
360         new_che_pos[TYPE_CPE][1] = AAC_CHANNEL_FRONT; // outer front left + outer front right
361
362     return 0;
363 }
364
365 /**
366  * Decode GA "General Audio" specific configuration; reference: table 4.1.
367  *
368  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
369  */
370 static int decode_ga_specific_config(AACContext *ac, GetBitContext *gb,
371                                      int channel_config)
372 {
373     enum ChannelPosition new_che_pos[4][MAX_ELEM_ID];
374     int extension_flag, ret;
375
376     if (get_bits1(gb)) { // frameLengthFlag
377         av_log_missing_feature(ac->avccontext, "960/120 MDCT window is", 1);
378         return -1;
379     }
380
381     if (get_bits1(gb))       // dependsOnCoreCoder
382         skip_bits(gb, 14);   // coreCoderDelay
383     extension_flag = get_bits1(gb);
384
385     if (ac->m4ac.object_type == AOT_AAC_SCALABLE ||
386         ac->m4ac.object_type == AOT_ER_AAC_SCALABLE)
387         skip_bits(gb, 3);     // layerNr
388
389     memset(new_che_pos, 0, 4 * MAX_ELEM_ID * sizeof(new_che_pos[0][0]));
390     if (channel_config == 0) {
391         skip_bits(gb, 4);  // element_instance_tag
392         if ((ret = decode_pce(ac, new_che_pos, gb)))
393             return ret;
394     } else {
395         if ((ret = set_default_channel_config(ac, new_che_pos, channel_config)))
396             return ret;
397     }
398     if ((ret = output_configure(ac, ac->che_pos, new_che_pos, channel_config, OC_GLOBAL_HDR)))
399         return ret;
400
401     if (extension_flag) {
402         switch (ac->m4ac.object_type) {
403         case AOT_ER_BSAC:
404             skip_bits(gb, 5);    // numOfSubFrame
405             skip_bits(gb, 11);   // layer_length
406             break;
407         case AOT_ER_AAC_LC:
408         case AOT_ER_AAC_LTP:
409         case AOT_ER_AAC_SCALABLE:
410         case AOT_ER_AAC_LD:
411             skip_bits(gb, 3);  /* aacSectionDataResilienceFlag
412                                     * aacScalefactorDataResilienceFlag
413                                     * aacSpectralDataResilienceFlag
414                                     */
415             break;
416         }
417         skip_bits1(gb);    // extensionFlag3 (TBD in version 3)
418     }
419     return 0;
420 }
421
422 /**
423  * Decode audio specific configuration; reference: table 1.13.
424  *
425  * @param   data        pointer to AVCodecContext extradata
426  * @param   data_size   size of AVCCodecContext extradata
427  *
428  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
429  */
430 static int decode_audio_specific_config(AACContext *ac, void *data,
431                                         int data_size)
432 {
433     GetBitContext gb;
434     int i;
435
436     init_get_bits(&gb, data, data_size * 8);
437
438     if ((i = ff_mpeg4audio_get_config(&ac->m4ac, data, data_size)) < 0)
439         return -1;
440     if (ac->m4ac.sampling_index > 12) {
441         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "invalid sampling rate index %d\n", ac->m4ac.sampling_index);
442         return -1;
443     }
444
445     skip_bits_long(&gb, i);
446
447     switch (ac->m4ac.object_type) {
448     case AOT_AAC_MAIN:
449     case AOT_AAC_LC:
450         if (decode_ga_specific_config(ac, &gb, ac->m4ac.chan_config))
451             return -1;
452         break;
453     default:
454         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Audio object type %s%d is not supported.\n",
455                ac->m4ac.sbr == 1? "SBR+" : "", ac->m4ac.object_type);
456         return -1;
457     }
458     return 0;
459 }
460
461 /**
462  * linear congruential pseudorandom number generator
463  *
464  * @param   previous_val    pointer to the current state of the generator
465  *
466  * @return  Returns a 32-bit pseudorandom integer
467  */
468 static av_always_inline int lcg_random(int previous_val)
469 {
470     return previous_val * 1664525 + 1013904223;
471 }
472
473 static void reset_predict_state(PredictorState *ps)
474 {
475     ps->r0   = 0.0f;
476     ps->r1   = 0.0f;
477     ps->cor0 = 0.0f;
478     ps->cor1 = 0.0f;
479     ps->var0 = 1.0f;
480     ps->var1 = 1.0f;
481 }
482
483 static void reset_all_predictors(PredictorState *ps)
484 {
485     int i;
486     for (i = 0; i < MAX_PREDICTORS; i++)
487         reset_predict_state(&ps[i]);
488 }
489
490 static void reset_predictor_group(PredictorState *ps, int group_num)
491 {
492     int i;
493     for (i = group_num - 1; i < MAX_PREDICTORS; i += 30)
494         reset_predict_state(&ps[i]);
495 }
496
497 static av_cold int aac_decode_init(AVCodecContext *avccontext)
498 {
499     AACContext *ac = avccontext->priv_data;
500     int i;
501
502     ac->avccontext = avccontext;
503
504     if (avccontext->extradata_size > 0) {
505         if (decode_audio_specific_config(ac, avccontext->extradata, avccontext->extradata_size))
506             return -1;
507         avccontext->sample_rate = ac->m4ac.sample_rate;
508     } else if (avccontext->channels > 0) {
509         ac->m4ac.sample_rate = avccontext->sample_rate;
510     }
511
512     avccontext->sample_fmt = SAMPLE_FMT_S16;
513     avccontext->frame_size = 1024;
514
515     AAC_INIT_VLC_STATIC( 0, 304);
516     AAC_INIT_VLC_STATIC( 1, 270);
517     AAC_INIT_VLC_STATIC( 2, 550);
518     AAC_INIT_VLC_STATIC( 3, 300);
519     AAC_INIT_VLC_STATIC( 4, 328);
520     AAC_INIT_VLC_STATIC( 5, 294);
521     AAC_INIT_VLC_STATIC( 6, 306);
522     AAC_INIT_VLC_STATIC( 7, 268);
523     AAC_INIT_VLC_STATIC( 8, 510);
524     AAC_INIT_VLC_STATIC( 9, 366);
525     AAC_INIT_VLC_STATIC(10, 462);
526
527     dsputil_init(&ac->dsp, avccontext);
528
529     ac->random_state = 0x1f2e3d4c;
530
531     // -1024 - Compensate wrong IMDCT method.
532     // 32768 - Required to scale values to the correct range for the bias method
533     //         for float to int16 conversion.
534
535     if (ac->dsp.float_to_int16_interleave == ff_float_to_int16_interleave_c) {
536         ac->add_bias  = 385.0f;
537         ac->sf_scale  = 1. / (-1024. * 32768.);
538         ac->sf_offset = 0;
539     } else {
540         ac->add_bias  = 0.0f;
541         ac->sf_scale  = 1. / -1024.;
542         ac->sf_offset = 60;
543     }
544
545 #if !CONFIG_HARDCODED_TABLES
546     for (i = 0; i < 428; i++)
547         ff_aac_pow2sf_tab[i] = pow(2, (i - 200) / 4.);
548 #endif /* CONFIG_HARDCODED_TABLES */
549
550     INIT_VLC_STATIC(&vlc_scalefactors,7,FF_ARRAY_ELEMS(ff_aac_scalefactor_code),
551                     ff_aac_scalefactor_bits, sizeof(ff_aac_scalefactor_bits[0]), sizeof(ff_aac_scalefactor_bits[0]),
552                     ff_aac_scalefactor_code, sizeof(ff_aac_scalefactor_code[0]), sizeof(ff_aac_scalefactor_code[0]),
553                     352);
554
555     ff_mdct_init(&ac->mdct, 11, 1, 1.0);
556     ff_mdct_init(&ac->mdct_small, 8, 1, 1.0);
557     // window initialization
558     ff_kbd_window_init(ff_aac_kbd_long_1024, 4.0, 1024);
559     ff_kbd_window_init(ff_aac_kbd_short_128, 6.0, 128);
560     ff_init_ff_sine_windows(10);
561     ff_init_ff_sine_windows( 7);
562
563     if (!cbrt_tab[(1<<13) - 1]) {
564         for (i = 0; i < 1<<13; i++) {
565             union float754 f;
566             f.f = cbrtf(i) * i;
567             cbrt_tab[i] = f.i;
568         }
569     }
570
571     return 0;
572 }
573
574 /**
575  * Skip data_stream_element; reference: table 4.10.
576  */
577 static void skip_data_stream_element(GetBitContext *gb)
578 {
579     int byte_align = get_bits1(gb);
580     int count = get_bits(gb, 8);
581     if (count == 255)
582         count += get_bits(gb, 8);
583     if (byte_align)
584         align_get_bits(gb);
585     skip_bits_long(gb, 8 * count);
586 }
587
588 static int decode_prediction(AACContext *ac, IndividualChannelStream *ics,
589                              GetBitContext *gb)
590 {
591     int sfb;
592     if (get_bits1(gb)) {
593         ics->predictor_reset_group = get_bits(gb, 5);
594         if (ics->predictor_reset_group == 0 || ics->predictor_reset_group > 30) {
595             av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid Predictor Reset Group.\n");
596             return -1;
597         }
598     }
599     for (sfb = 0; sfb < FFMIN(ics->max_sfb, ff_aac_pred_sfb_max[ac->m4ac.sampling_index]); sfb++) {
600         ics->prediction_used[sfb] = get_bits1(gb);
601     }
602     return 0;
603 }
604
605 /**
606  * Decode Individual Channel Stream info; reference: table 4.6.
607  *
608  * @param   common_window   Channels have independent [0], or shared [1], Individual Channel Stream information.
609  */
610 static int decode_ics_info(AACContext *ac, IndividualChannelStream *ics,
611                            GetBitContext *gb, int common_window)
612 {
613     if (get_bits1(gb)) {
614         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Reserved bit set.\n");
615         memset(ics, 0, sizeof(IndividualChannelStream));
616         return -1;
617     }
618     ics->window_sequence[1] = ics->window_sequence[0];
619     ics->window_sequence[0] = get_bits(gb, 2);
620     ics->use_kb_window[1]   = ics->use_kb_window[0];
621     ics->use_kb_window[0]   = get_bits1(gb);
622     ics->num_window_groups  = 1;
623     ics->group_len[0]       = 1;
624     if (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
625         int i;
626         ics->max_sfb = get_bits(gb, 4);
627         for (i = 0; i < 7; i++) {
628             if (get_bits1(gb)) {
629                 ics->group_len[ics->num_window_groups - 1]++;
630             } else {
631                 ics->num_window_groups++;
632                 ics->group_len[ics->num_window_groups - 1] = 1;
633             }
634         }
635         ics->num_windows       = 8;
636         ics->swb_offset        =    ff_swb_offset_128[ac->m4ac.sampling_index];
637         ics->num_swb           =   ff_aac_num_swb_128[ac->m4ac.sampling_index];
638         ics->tns_max_bands     = ff_tns_max_bands_128[ac->m4ac.sampling_index];
639         ics->predictor_present = 0;
640     } else {
641         ics->max_sfb               = get_bits(gb, 6);
642         ics->num_windows           = 1;
643         ics->swb_offset            =    ff_swb_offset_1024[ac->m4ac.sampling_index];
644         ics->num_swb               =   ff_aac_num_swb_1024[ac->m4ac.sampling_index];
645         ics->tns_max_bands         = ff_tns_max_bands_1024[ac->m4ac.sampling_index];
646         ics->predictor_present     = get_bits1(gb);
647         ics->predictor_reset_group = 0;
648         if (ics->predictor_present) {
649             if (ac->m4ac.object_type == AOT_AAC_MAIN) {
650                 if (decode_prediction(ac, ics, gb)) {
651                     memset(ics, 0, sizeof(IndividualChannelStream));
652                     return -1;
653                 }
654             } else if (ac->m4ac.object_type == AOT_AAC_LC) {
655                 av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Prediction is not allowed in AAC-LC.\n");
656                 memset(ics, 0, sizeof(IndividualChannelStream));
657                 return -1;
658             } else {
659                 av_log_missing_feature(ac->avccontext, "Predictor bit set but LTP is", 1);
660                 memset(ics, 0, sizeof(IndividualChannelStream));
661                 return -1;
662             }
663         }
664     }
665
666     if (ics->max_sfb > ics->num_swb) {
667         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
668                "Number of scalefactor bands in group (%d) exceeds limit (%d).\n",
669                ics->max_sfb, ics->num_swb);
670         memset(ics, 0, sizeof(IndividualChannelStream));
671         return -1;
672     }
673
674     return 0;
675 }
676
677 /**
678  * Decode band types (section_data payload); reference: table 4.46.
679  *
680  * @param   band_type           array of the used band type
681  * @param   band_type_run_end   array of the last scalefactor band of a band type run
682  *
683  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
684  */
685 static int decode_band_types(AACContext *ac, enum BandType band_type[120],
686                              int band_type_run_end[120], GetBitContext *gb,
687                              IndividualChannelStream *ics)
688 {
689     int g, idx = 0;
690     const int bits = (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) ? 3 : 5;
691     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
692         int k = 0;
693         while (k < ics->max_sfb) {
694             uint8_t sect_end = k;
695             int sect_len_incr;
696             int sect_band_type = get_bits(gb, 4);
697             if (sect_band_type == 12) {
698                 av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "invalid band type\n");
699                 return -1;
700             }
701             while ((sect_len_incr = get_bits(gb, bits)) == (1 << bits) - 1)
702                 sect_end += sect_len_incr;
703             sect_end += sect_len_incr;
704             if (sect_end > ics->max_sfb) {
705                 av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
706                        "Number of bands (%d) exceeds limit (%d).\n",
707                        sect_end, ics->max_sfb);
708                 return -1;
709             }
710             for (; k < sect_end; k++) {
711                 band_type        [idx]   = sect_band_type;
712                 band_type_run_end[idx++] = sect_end;
713             }
714         }
715     }
716     return 0;
717 }
718
719 /**
720  * Decode scalefactors; reference: table 4.47.
721  *
722  * @param   global_gain         first scalefactor value as scalefactors are differentially coded
723  * @param   band_type           array of the used band type
724  * @param   band_type_run_end   array of the last scalefactor band of a band type run
725  * @param   sf                  array of scalefactors or intensity stereo positions
726  *
727  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
728  */
729 static int decode_scalefactors(AACContext *ac, float sf[120], GetBitContext *gb,
730                                unsigned int global_gain,
731                                IndividualChannelStream *ics,
732                                enum BandType band_type[120],
733                                int band_type_run_end[120])
734 {
735     const int sf_offset = ac->sf_offset + (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE ? 12 : 0);
736     int g, i, idx = 0;
737     int offset[3] = { global_gain, global_gain - 90, 100 };
738     int noise_flag = 1;
739     static const char *sf_str[3] = { "Global gain", "Noise gain", "Intensity stereo position" };
740     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
741         for (i = 0; i < ics->max_sfb;) {
742             int run_end = band_type_run_end[idx];
743             if (band_type[idx] == ZERO_BT) {
744                 for (; i < run_end; i++, idx++)
745                     sf[idx] = 0.;
746             } else if ((band_type[idx] == INTENSITY_BT) || (band_type[idx] == INTENSITY_BT2)) {
747                 for (; i < run_end; i++, idx++) {
748                     offset[2] += get_vlc2(gb, vlc_scalefactors.table, 7, 3) - 60;
749                     if (offset[2] > 255U) {
750                         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
751                                "%s (%d) out of range.\n", sf_str[2], offset[2]);
752                         return -1;
753                     }
754                     sf[idx] = ff_aac_pow2sf_tab[-offset[2] + 300];
755                 }
756             } else if (band_type[idx] == NOISE_BT) {
757                 for (; i < run_end; i++, idx++) {
758                     if (noise_flag-- > 0)
759                         offset[1] += get_bits(gb, 9) - 256;
760                     else
761                         offset[1] += get_vlc2(gb, vlc_scalefactors.table, 7, 3) - 60;
762                     if (offset[1] > 255U) {
763                         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
764                                "%s (%d) out of range.\n", sf_str[1], offset[1]);
765                         return -1;
766                     }
767                     sf[idx] = -ff_aac_pow2sf_tab[offset[1] + sf_offset + 100];
768                 }
769             } else {
770                 for (; i < run_end; i++, idx++) {
771                     offset[0] += get_vlc2(gb, vlc_scalefactors.table, 7, 3) - 60;
772                     if (offset[0] > 255U) {
773                         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
774                                "%s (%d) out of range.\n", sf_str[0], offset[0]);
775                         return -1;
776                     }
777                     sf[idx] = -ff_aac_pow2sf_tab[ offset[0] + sf_offset];
778                 }
779             }
780         }
781     }
782     return 0;
783 }
784
785 /**
786  * Decode pulse data; reference: table 4.7.
787  */
788 static int decode_pulses(Pulse *pulse, GetBitContext *gb,
789                          const uint16_t *swb_offset, int num_swb)
790 {
791     int i, pulse_swb;
792     pulse->num_pulse = get_bits(gb, 2) + 1;
793     pulse_swb        = get_bits(gb, 6);
794     if (pulse_swb >= num_swb)
795         return -1;
796     pulse->pos[0]    = swb_offset[pulse_swb];
797     pulse->pos[0]   += get_bits(gb, 5);
798     if (pulse->pos[0] > 1023)
799         return -1;
800     pulse->amp[0]    = get_bits(gb, 4);
801     for (i = 1; i < pulse->num_pulse; i++) {
802         pulse->pos[i] = get_bits(gb, 5) + pulse->pos[i - 1];
803         if (pulse->pos[i] > 1023)
804             return -1;
805         pulse->amp[i] = get_bits(gb, 4);
806     }
807     return 0;
808 }
809
810 /**
811  * Decode Temporal Noise Shaping data; reference: table 4.48.
812  *
813  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
814  */
815 static int decode_tns(AACContext *ac, TemporalNoiseShaping *tns,
816                       GetBitContext *gb, const IndividualChannelStream *ics)
817 {
818     int w, filt, i, coef_len, coef_res, coef_compress;
819     const int is8 = ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE;
820     const int tns_max_order = is8 ? 7 : ac->m4ac.object_type == AOT_AAC_MAIN ? 20 : 12;
821     for (w = 0; w < ics->num_windows; w++) {
822         if ((tns->n_filt[w] = get_bits(gb, 2 - is8))) {
823             coef_res = get_bits1(gb);
824
825             for (filt = 0; filt < tns->n_filt[w]; filt++) {
826                 int tmp2_idx;
827                 tns->length[w][filt] = get_bits(gb, 6 - 2 * is8);
828
829                 if ((tns->order[w][filt] = get_bits(gb, 5 - 2 * is8)) > tns_max_order) {
830                     av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "TNS filter order %d is greater than maximum %d.",
831                            tns->order[w][filt], tns_max_order);
832                     tns->order[w][filt] = 0;
833                     return -1;
834                 }
835                 if (tns->order[w][filt]) {
836                     tns->direction[w][filt] = get_bits1(gb);
837                     coef_compress = get_bits1(gb);
838                     coef_len = coef_res + 3 - coef_compress;
839                     tmp2_idx = 2 * coef_compress + coef_res;
840
841                     for (i = 0; i < tns->order[w][filt]; i++)
842                         tns->coef[w][filt][i] = tns_tmp2_map[tmp2_idx][get_bits(gb, coef_len)];
843                 }
844             }
845         }
846     }
847     return 0;
848 }
849
850 /**
851  * Decode Mid/Side data; reference: table 4.54.
852  *
853  * @param   ms_present  Indicates mid/side stereo presence. [0] mask is all 0s;
854  *                      [1] mask is decoded from bitstream; [2] mask is all 1s;
855  *                      [3] reserved for scalable AAC
856  */
857 static void decode_mid_side_stereo(ChannelElement *cpe, GetBitContext *gb,
858                                    int ms_present)
859 {
860     int idx;
861     if (ms_present == 1) {
862         for (idx = 0; idx < cpe->ch[0].ics.num_window_groups * cpe->ch[0].ics.max_sfb; idx++)
863             cpe->ms_mask[idx] = get_bits1(gb);
864     } else if (ms_present == 2) {
865         memset(cpe->ms_mask, 1, cpe->ch[0].ics.num_window_groups * cpe->ch[0].ics.max_sfb * sizeof(cpe->ms_mask[0]));
866     }
867 }
868
869 #ifndef VMUL2
870 static inline float *VMUL2(float *dst, const float *v, unsigned idx,
871                            const float *scale)
872 {
873     float s = *scale;
874     *dst++ = v[idx    & 15] * s;
875     *dst++ = v[idx>>4 & 15] * s;
876     return dst;
877 }
878 #endif
879
880 #ifndef VMUL4
881 static inline float *VMUL4(float *dst, const float *v, unsigned idx,
882                            const float *scale)
883 {
884     float s = *scale;
885     *dst++ = v[idx    & 3] * s;
886     *dst++ = v[idx>>2 & 3] * s;
887     *dst++ = v[idx>>4 & 3] * s;
888     *dst++ = v[idx>>6 & 3] * s;
889     return dst;
890 }
891 #endif
892
893 #ifndef VMUL2S
894 static inline float *VMUL2S(float *dst, const float *v, unsigned idx,
895                             unsigned sign, const float *scale)
896 {
897     union float754 s0, s1;
898
899     s0.f = s1.f = *scale;
900     s0.i ^= sign >> 1 << 31;
901     s1.i ^= sign      << 31;
902
903     *dst++ = v[idx    & 15] * s0.f;
904     *dst++ = v[idx>>4 & 15] * s1.f;
905
906     return dst;
907 }
908 #endif
909
910 #ifndef VMUL4S
911 static inline float *VMUL4S(float *dst, const float *v, unsigned idx,
912                             unsigned sign, const float *scale)
913 {
914     unsigned nz = idx >> 12;
915     union float754 s = { .f = *scale };
916     union float754 t;
917
918     t.i = s.i ^ (sign & 1<<31);
919     *dst++ = v[idx    & 3] * t.f;
920
921     sign <<= nz & 1; nz >>= 1;
922     t.i = s.i ^ (sign & 1<<31);
923     *dst++ = v[idx>>2 & 3] * t.f;
924
925     sign <<= nz & 1; nz >>= 1;
926     t.i = s.i ^ (sign & 1<<31);
927     *dst++ = v[idx>>4 & 3] * t.f;
928
929     sign <<= nz & 1; nz >>= 1;
930     t.i = s.i ^ (sign & 1<<31);
931     *dst++ = v[idx>>6 & 3] * t.f;
932
933     return dst;
934 }
935 #endif
936
937 /**
938  * Decode spectral data; reference: table 4.50.
939  * Dequantize and scale spectral data; reference: 4.6.3.3.
940  *
941  * @param   coef            array of dequantized, scaled spectral data
942  * @param   sf              array of scalefactors or intensity stereo positions
943  * @param   pulse_present   set if pulses are present
944  * @param   pulse           pointer to pulse data struct
945  * @param   band_type       array of the used band type
946  *
947  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
948  */
949 static int decode_spectrum_and_dequant(AACContext *ac, float coef[1024],
950                                        GetBitContext *gb, const float sf[120],
951                                        int pulse_present, const Pulse *pulse,
952                                        const IndividualChannelStream *ics,
953                                        enum BandType band_type[120])
954 {
955     int i, k, g, idx = 0;
956     const int c = 1024 / ics->num_windows;
957     const uint16_t *offsets = ics->swb_offset;
958     float *coef_base = coef;
959     int err_idx;
960
961     for (g = 0; g < ics->num_windows; g++)
962         memset(coef + g * 128 + offsets[ics->max_sfb], 0, sizeof(float) * (c - offsets[ics->max_sfb]));
963
964     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
965         unsigned g_len = ics->group_len[g];
966
967         for (i = 0; i < ics->max_sfb; i++, idx++) {
968             const unsigned cbt_m1 = band_type[idx] - 1;
969             float *cfo = coef + offsets[i];
970             int off_len = offsets[i + 1] - offsets[i];
971             int group;
972
973             if (cbt_m1 >= INTENSITY_BT2 - 1) {
974                 for (group = 0; group < g_len; group++, cfo+=128) {
975                     memset(cfo, 0, off_len * sizeof(float));
976                 }
977             } else if (cbt_m1 == NOISE_BT - 1) {
978                 for (group = 0; group < g_len; group++, cfo+=128) {
979                     float scale;
980                     float band_energy;
981
982                     for (k = 0; k < off_len; k++) {
983                         ac->random_state  = lcg_random(ac->random_state);
984                         cfo[k] = ac->random_state;
985                     }
986
987                     band_energy = ac->dsp.scalarproduct_float(cfo, cfo, off_len);
988                     scale = sf[idx] / sqrtf(band_energy);
989                     ac->dsp.vector_fmul_scalar(cfo, cfo, scale, off_len);
990                 }
991             } else {
992                 const float *vq = ff_aac_codebook_vector_vals[cbt_m1];
993                 const uint16_t *cb_vector_idx = ff_aac_codebook_vector_idx[cbt_m1];
994                 VLC_TYPE (*vlc_tab)[2] = vlc_spectral[cbt_m1].table;
995                 const int cb_size = ff_aac_spectral_sizes[cbt_m1];
996
997                 switch (cbt_m1 >> 1) {
998                 case 0:
999                     for (group = 0; group < g_len; group++, cfo+=128) {
1000                         float *cf = cfo;
1001                         int len = off_len;
1002
1003                         do {
1004                             const int index = get_vlc2(gb, vlc_tab, 8, 2);
1005                             unsigned cb_idx;
1006
1007                             if (index >= cb_size) {
1008                                 err_idx = index;
1009                                 goto err_cb_overflow;
1010                             }
1011
1012                             cb_idx = cb_vector_idx[index];
1013                             cf = VMUL4(cf, vq, cb_idx, sf + idx);
1014                         } while (len -= 4);
1015                     }
1016                     break;
1017
1018                 case 1:
1019                     for (group = 0; group < g_len; group++, cfo+=128) {
1020                         float *cf = cfo;
1021                         int len = off_len;
1022
1023                         do {
1024                             const int index = get_vlc2(gb, vlc_tab, 8, 2);
1025                             unsigned nnz;
1026                             unsigned cb_idx;
1027                             uint32_t bits;
1028
1029                             if (index >= cb_size) {
1030                                 err_idx = index;
1031                                 goto err_cb_overflow;
1032                             }
1033
1034                             cb_idx = cb_vector_idx[index];
1035                             nnz = cb_idx >> 8 & 15;
1036                             bits = get_bits(gb, nnz) << (32-nnz);
1037                             cf = VMUL4S(cf, vq, cb_idx, bits, sf + idx);
1038                         } while (len -= 4);
1039                     }
1040                     break;
1041
1042                 case 2:
1043                     for (group = 0; group < g_len; group++, cfo+=128) {
1044                         float *cf = cfo;
1045                         int len = off_len;
1046
1047                         do {
1048                             const int index = get_vlc2(gb, vlc_tab, 8, 2);
1049                             unsigned cb_idx;
1050
1051                             if (index >= cb_size) {
1052                                 err_idx = index;
1053                                 goto err_cb_overflow;
1054                             }
1055
1056                             cb_idx = cb_vector_idx[index];
1057                             cf = VMUL2(cf, vq, cb_idx, sf + idx);
1058                         } while (len -= 2);
1059                     }
1060                     break;
1061
1062                 case 3:
1063                 case 4:
1064                     for (group = 0; group < g_len; group++, cfo+=128) {
1065                         float *cf = cfo;
1066                         int len = off_len;
1067
1068                         do {
1069                             const int index = get_vlc2(gb, vlc_tab, 8, 2);
1070                             unsigned nnz;
1071                             unsigned cb_idx;
1072                             unsigned sign;
1073
1074                             if (index >= cb_size) {
1075                                 err_idx = index;
1076                                 goto err_cb_overflow;
1077                             }
1078
1079                             cb_idx = cb_vector_idx[index];
1080                             nnz = cb_idx >> 8 & 15;
1081                             sign = get_bits(gb, nnz) << (cb_idx >> 12);
1082                             cf = VMUL2S(cf, vq, cb_idx, sign, sf + idx);
1083                         } while (len -= 2);
1084                     }
1085                     break;
1086
1087                 default:
1088                     for (group = 0; group < g_len; group++, cfo+=128) {
1089                         float *cf = cfo;
1090                         uint32_t *icf = (uint32_t *) cf;
1091                         int len = off_len;
1092
1093                         do {
1094                             const int index = get_vlc2(gb, vlc_tab, 8, 2);
1095                             unsigned nzt, nnz;
1096                             unsigned cb_idx;
1097                             uint32_t bits;
1098                             int j;
1099
1100                             if (!index) {
1101                                 *icf++ = 0;
1102                                 *icf++ = 0;
1103                                 continue;
1104                             }
1105
1106                             if (index >= cb_size) {
1107                                 err_idx = index;
1108                                 goto err_cb_overflow;
1109                             }
1110
1111                             cb_idx = cb_vector_idx[index];
1112                             nnz = cb_idx >> 12;
1113                             nzt = cb_idx >> 8;
1114                             bits = get_bits(gb, nnz) << (32-nnz);
1115
1116                             for (j = 0; j < 2; j++) {
1117                                 if (nzt & 1<<j) {
1118                                     int n = 4;
1119                                     /* The total length of escape_sequence must be < 22 bits according
1120                                        to the specification (i.e. max is 111111110xxxxxxxxxxxx). */
1121                                     while (get_bits1(gb) && n < 13) n++;
1122                                     if (n == 13) {
1123                                         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "error in spectral data, ESC overflow\n");
1124                                         return -1;
1125                                     }
1126                                     n = (1 << n) + get_bits(gb, n);
1127                                     *icf++ = cbrt_tab[n] | (bits & 1<<31);
1128                                     bits <<= 1;
1129                                 } else {
1130                                     unsigned v = ((const uint32_t*)vq)[cb_idx & 15];
1131                                     *icf++ = (bits & 1<<31) | v;
1132                                     bits <<= !!v;
1133                                 }
1134                                 cb_idx >>= 4;
1135                             }
1136                         } while (len -= 2);
1137
1138                         ac->dsp.vector_fmul_scalar(cfo, cfo, sf[idx], off_len);
1139                     }
1140                 }
1141             }
1142         }
1143         coef += g_len << 7;
1144     }
1145
1146     if (pulse_present) {
1147         idx = 0;
1148         for (i = 0; i < pulse->num_pulse; i++) {
1149             float co = coef_base[ pulse->pos[i] ];
1150             while (offsets[idx + 1] <= pulse->pos[i])
1151                 idx++;
1152             if (band_type[idx] != NOISE_BT && sf[idx]) {
1153                 float ico = -pulse->amp[i];
1154                 if (co) {
1155                     co /= sf[idx];
1156                     ico = co / sqrtf(sqrtf(fabsf(co))) + (co > 0 ? -ico : ico);
1157                 }
1158                 coef_base[ pulse->pos[i] ] = cbrtf(fabsf(ico)) * ico * sf[idx];
1159             }
1160         }
1161     }
1162     return 0;
1163
1164 err_cb_overflow:
1165     av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
1166            "Read beyond end of ff_aac_codebook_vectors[%d][]. index %d >= %d\n",
1167            band_type[idx], err_idx, ff_aac_spectral_sizes[band_type[idx]]);
1168     return -1;
1169 }
1170
1171 static av_always_inline float flt16_round(float pf)
1172 {
1173     union float754 tmp;
1174     tmp.f = pf;
1175     tmp.i = (tmp.i + 0x00008000U) & 0xFFFF0000U;
1176     return tmp.f;
1177 }
1178
1179 static av_always_inline float flt16_even(float pf)
1180 {
1181     union float754 tmp;
1182     tmp.f = pf;
1183     tmp.i = (tmp.i + 0x00007FFFU + (tmp.i & 0x00010000U >> 16)) & 0xFFFF0000U;
1184     return tmp.f;
1185 }
1186
1187 static av_always_inline float flt16_trunc(float pf)
1188 {
1189     union float754 pun;
1190     pun.f = pf;
1191     pun.i &= 0xFFFF0000U;
1192     return pun.f;
1193 }
1194
1195 static void predict(AACContext *ac, PredictorState *ps, float *coef,
1196                     int output_enable)
1197 {
1198     const float a     = 0.953125; // 61.0 / 64
1199     const float alpha = 0.90625;  // 29.0 / 32
1200     float e0, e1;
1201     float pv;
1202     float k1, k2;
1203
1204     k1 = ps->var0 > 1 ? ps->cor0 * flt16_even(a / ps->var0) : 0;
1205     k2 = ps->var1 > 1 ? ps->cor1 * flt16_even(a / ps->var1) : 0;
1206
1207     pv = flt16_round(k1 * ps->r0 + k2 * ps->r1);
1208     if (output_enable)
1209         *coef += pv * ac->sf_scale;
1210
1211     e0 = *coef / ac->sf_scale;
1212     e1 = e0 - k1 * ps->r0;
1213
1214     ps->cor1 = flt16_trunc(alpha * ps->cor1 + ps->r1 * e1);
1215     ps->var1 = flt16_trunc(alpha * ps->var1 + 0.5 * (ps->r1 * ps->r1 + e1 * e1));
1216     ps->cor0 = flt16_trunc(alpha * ps->cor0 + ps->r0 * e0);
1217     ps->var0 = flt16_trunc(alpha * ps->var0 + 0.5 * (ps->r0 * ps->r0 + e0 * e0));
1218
1219     ps->r1 = flt16_trunc(a * (ps->r0 - k1 * e0));
1220     ps->r0 = flt16_trunc(a * e0);
1221 }
1222
1223 /**
1224  * Apply AAC-Main style frequency domain prediction.
1225  */
1226 static void apply_prediction(AACContext *ac, SingleChannelElement *sce)
1227 {
1228     int sfb, k;
1229
1230     if (!sce->ics.predictor_initialized) {
1231         reset_all_predictors(sce->predictor_state);
1232         sce->ics.predictor_initialized = 1;
1233     }
1234
1235     if (sce->ics.window_sequence[0] != EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
1236         for (sfb = 0; sfb < ff_aac_pred_sfb_max[ac->m4ac.sampling_index]; sfb++) {
1237             for (k = sce->ics.swb_offset[sfb]; k < sce->ics.swb_offset[sfb + 1]; k++) {
1238                 predict(ac, &sce->predictor_state[k], &sce->coeffs[k],
1239                         sce->ics.predictor_present && sce->ics.prediction_used[sfb]);
1240             }
1241         }
1242         if (sce->ics.predictor_reset_group)
1243             reset_predictor_group(sce->predictor_state, sce->ics.predictor_reset_group);
1244     } else
1245         reset_all_predictors(sce->predictor_state);
1246 }
1247
1248 /**
1249  * Decode an individual_channel_stream payload; reference: table 4.44.
1250  *
1251  * @param   common_window   Channels have independent [0], or shared [1], Individual Channel Stream information.
1252  * @param   scale_flag      scalable [1] or non-scalable [0] AAC (Unused until scalable AAC is implemented.)
1253  *
1254  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
1255  */
1256 static int decode_ics(AACContext *ac, SingleChannelElement *sce,
1257                       GetBitContext *gb, int common_window, int scale_flag)
1258 {
1259     Pulse pulse;
1260     TemporalNoiseShaping    *tns = &sce->tns;
1261     IndividualChannelStream *ics = &sce->ics;
1262     float *out = sce->coeffs;
1263     int global_gain, pulse_present = 0;
1264
1265     /* This assignment is to silence a GCC warning about the variable being used
1266      * uninitialized when in fact it always is.
1267      */
1268     pulse.num_pulse = 0;
1269
1270     global_gain = get_bits(gb, 8);
1271
1272     if (!common_window && !scale_flag) {
1273         if (decode_ics_info(ac, ics, gb, 0) < 0)
1274             return -1;
1275     }
1276
1277     if (decode_band_types(ac, sce->band_type, sce->band_type_run_end, gb, ics) < 0)
1278         return -1;
1279     if (decode_scalefactors(ac, sce->sf, gb, global_gain, ics, sce->band_type, sce->band_type_run_end) < 0)
1280         return -1;
1281
1282     pulse_present = 0;
1283     if (!scale_flag) {
1284         if ((pulse_present = get_bits1(gb))) {
1285             if (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
1286                 av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Pulse tool not allowed in eight short sequence.\n");
1287                 return -1;
1288             }
1289             if (decode_pulses(&pulse, gb, ics->swb_offset, ics->num_swb)) {
1290                 av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Pulse data corrupt or invalid.\n");
1291                 return -1;
1292             }
1293         }
1294         if ((tns->present = get_bits1(gb)) && decode_tns(ac, tns, gb, ics))
1295             return -1;
1296         if (get_bits1(gb)) {
1297             av_log_missing_feature(ac->avccontext, "SSR", 1);
1298             return -1;
1299         }
1300     }
1301
1302     if (decode_spectrum_and_dequant(ac, out, gb, sce->sf, pulse_present, &pulse, ics, sce->band_type) < 0)
1303         return -1;
1304
1305     if (ac->m4ac.object_type == AOT_AAC_MAIN && !common_window)
1306         apply_prediction(ac, sce);
1307
1308     return 0;
1309 }
1310
1311 /**
1312  * Mid/Side stereo decoding; reference: 4.6.8.1.3.
1313  */
1314 static void apply_mid_side_stereo(AACContext *ac, ChannelElement *cpe)
1315 {
1316     const IndividualChannelStream *ics = &cpe->ch[0].ics;
1317     float *ch0 = cpe->ch[0].coeffs;
1318     float *ch1 = cpe->ch[1].coeffs;
1319     int g, i, group, idx = 0;
1320     const uint16_t *offsets = ics->swb_offset;
1321     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
1322         for (i = 0; i < ics->max_sfb; i++, idx++) {
1323             if (cpe->ms_mask[idx] &&
1324                     cpe->ch[0].band_type[idx] < NOISE_BT && cpe->ch[1].band_type[idx] < NOISE_BT) {
1325                 for (group = 0; group < ics->group_len[g]; group++) {
1326                     ac->dsp.butterflies_float(ch0 + group * 128 + offsets[i],
1327                                               ch1 + group * 128 + offsets[i],
1328                                               offsets[i+1] - offsets[i]);
1329                 }
1330             }
1331         }
1332         ch0 += ics->group_len[g] * 128;
1333         ch1 += ics->group_len[g] * 128;
1334     }
1335 }
1336
1337 /**
1338  * intensity stereo decoding; reference: 4.6.8.2.3
1339  *
1340  * @param   ms_present  Indicates mid/side stereo presence. [0] mask is all 0s;
1341  *                      [1] mask is decoded from bitstream; [2] mask is all 1s;
1342  *                      [3] reserved for scalable AAC
1343  */
1344 static void apply_intensity_stereo(ChannelElement *cpe, int ms_present)
1345 {
1346     const IndividualChannelStream *ics = &cpe->ch[1].ics;
1347     SingleChannelElement         *sce1 = &cpe->ch[1];
1348     float *coef0 = cpe->ch[0].coeffs, *coef1 = cpe->ch[1].coeffs;
1349     const uint16_t *offsets = ics->swb_offset;
1350     int g, group, i, k, idx = 0;
1351     int c;
1352     float scale;
1353     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
1354         for (i = 0; i < ics->max_sfb;) {
1355             if (sce1->band_type[idx] == INTENSITY_BT || sce1->band_type[idx] == INTENSITY_BT2) {
1356                 const int bt_run_end = sce1->band_type_run_end[idx];
1357                 for (; i < bt_run_end; i++, idx++) {
1358                     c = -1 + 2 * (sce1->band_type[idx] - 14);
1359                     if (ms_present)
1360                         c *= 1 - 2 * cpe->ms_mask[idx];
1361                     scale = c * sce1->sf[idx];
1362                     for (group = 0; group < ics->group_len[g]; group++)
1363                         for (k = offsets[i]; k < offsets[i + 1]; k++)
1364                             coef1[group * 128 + k] = scale * coef0[group * 128 + k];
1365                 }
1366             } else {
1367                 int bt_run_end = sce1->band_type_run_end[idx];
1368                 idx += bt_run_end - i;
1369                 i    = bt_run_end;
1370             }
1371         }
1372         coef0 += ics->group_len[g] * 128;
1373         coef1 += ics->group_len[g] * 128;
1374     }
1375 }
1376
1377 /**
1378  * Decode a channel_pair_element; reference: table 4.4.
1379  *
1380  * @param   elem_id Identifies the instance of a syntax element.
1381  *
1382  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
1383  */
1384 static int decode_cpe(AACContext *ac, GetBitContext *gb, ChannelElement *cpe)
1385 {
1386     int i, ret, common_window, ms_present = 0;
1387
1388     common_window = get_bits1(gb);
1389     if (common_window) {
1390         if (decode_ics_info(ac, &cpe->ch[0].ics, gb, 1))
1391             return -1;
1392         i = cpe->ch[1].ics.use_kb_window[0];
1393         cpe->ch[1].ics = cpe->ch[0].ics;
1394         cpe->ch[1].ics.use_kb_window[1] = i;
1395         ms_present = get_bits(gb, 2);
1396         if (ms_present == 3) {
1397             av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "ms_present = 3 is reserved.\n");
1398             return -1;
1399         } else if (ms_present)
1400             decode_mid_side_stereo(cpe, gb, ms_present);
1401     }
1402     if ((ret = decode_ics(ac, &cpe->ch[0], gb, common_window, 0)))
1403         return ret;
1404     if ((ret = decode_ics(ac, &cpe->ch[1], gb, common_window, 0)))
1405         return ret;
1406
1407     if (common_window) {
1408         if (ms_present)
1409             apply_mid_side_stereo(ac, cpe);
1410         if (ac->m4ac.object_type == AOT_AAC_MAIN) {
1411             apply_prediction(ac, &cpe->ch[0]);
1412             apply_prediction(ac, &cpe->ch[1]);
1413         }
1414     }
1415
1416     apply_intensity_stereo(cpe, ms_present);
1417     return 0;
1418 }
1419
1420 /**
1421  * Decode coupling_channel_element; reference: table 4.8.
1422  *
1423  * @param   elem_id Identifies the instance of a syntax element.
1424  *
1425  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
1426  */
1427 static int decode_cce(AACContext *ac, GetBitContext *gb, ChannelElement *che)
1428 {
1429     int num_gain = 0;
1430     int c, g, sfb, ret;
1431     int sign;
1432     float scale;
1433     SingleChannelElement *sce = &che->ch[0];
1434     ChannelCoupling     *coup = &che->coup;
1435
1436     coup->coupling_point = 2 * get_bits1(gb);
1437     coup->num_coupled = get_bits(gb, 3);
1438     for (c = 0; c <= coup->num_coupled; c++) {
1439         num_gain++;
1440         coup->type[c] = get_bits1(gb) ? TYPE_CPE : TYPE_SCE;
1441         coup->id_select[c] = get_bits(gb, 4);
1442         if (coup->type[c] == TYPE_CPE) {
1443             coup->ch_select[c] = get_bits(gb, 2);
1444             if (coup->ch_select[c] == 3)
1445                 num_gain++;
1446         } else
1447             coup->ch_select[c] = 2;
1448     }
1449     coup->coupling_point += get_bits1(gb) || (coup->coupling_point >> 1);
1450
1451     sign  = get_bits(gb, 1);
1452     scale = pow(2., pow(2., (int)get_bits(gb, 2) - 3));
1453
1454     if ((ret = decode_ics(ac, sce, gb, 0, 0)))
1455         return ret;
1456
1457     for (c = 0; c < num_gain; c++) {
1458         int idx  = 0;
1459         int cge  = 1;
1460         int gain = 0;
1461         float gain_cache = 1.;
1462         if (c) {
1463             cge = coup->coupling_point == AFTER_IMDCT ? 1 : get_bits1(gb);
1464             gain = cge ? get_vlc2(gb, vlc_scalefactors.table, 7, 3) - 60: 0;
1465             gain_cache = pow(scale, -gain);
1466         }
1467         if (coup->coupling_point == AFTER_IMDCT) {
1468             coup->gain[c][0] = gain_cache;
1469         } else {
1470             for (g = 0; g < sce->ics.num_window_groups; g++) {
1471                 for (sfb = 0; sfb < sce->ics.max_sfb; sfb++, idx++) {
1472                     if (sce->band_type[idx] != ZERO_BT) {
1473                         if (!cge) {
1474                             int t = get_vlc2(gb, vlc_scalefactors.table, 7, 3) - 60;
1475                             if (t) {
1476                                 int s = 1;
1477                                 t = gain += t;
1478                                 if (sign) {
1479                                     s  -= 2 * (t & 0x1);
1480                                     t >>= 1;
1481                                 }
1482                                 gain_cache = pow(scale, -t) * s;
1483                             }
1484                         }
1485                         coup->gain[c][idx] = gain_cache;
1486                     }
1487                 }
1488             }
1489         }
1490     }
1491     return 0;
1492 }
1493
1494 /**
1495  * Decode Spectral Band Replication extension data; reference: table 4.55.
1496  *
1497  * @param   crc flag indicating the presence of CRC checksum
1498  * @param   cnt length of TYPE_FIL syntactic element in bytes
1499  *
1500  * @return  Returns number of bytes consumed from the TYPE_FIL element.
1501  */
1502 static int decode_sbr_extension(AACContext *ac, GetBitContext *gb,
1503                                 int crc, int cnt)
1504 {
1505     // TODO : sbr_extension implementation
1506     av_log_missing_feature(ac->avccontext, "SBR", 0);
1507     skip_bits_long(gb, 8 * cnt - 4); // -4 due to reading extension type
1508     return cnt;
1509 }
1510
1511 /**
1512  * Parse whether channels are to be excluded from Dynamic Range Compression; reference: table 4.53.
1513  *
1514  * @return  Returns number of bytes consumed.
1515  */
1516 static int decode_drc_channel_exclusions(DynamicRangeControl *che_drc,
1517                                          GetBitContext *gb)
1518 {
1519     int i;
1520     int num_excl_chan = 0;
1521
1522     do {
1523         for (i = 0; i < 7; i++)
1524             che_drc->exclude_mask[num_excl_chan++] = get_bits1(gb);
1525     } while (num_excl_chan < MAX_CHANNELS - 7 && get_bits1(gb));
1526
1527     return num_excl_chan / 7;
1528 }
1529
1530 /**
1531  * Decode dynamic range information; reference: table 4.52.
1532  *
1533  * @param   cnt length of TYPE_FIL syntactic element in bytes
1534  *
1535  * @return  Returns number of bytes consumed.
1536  */
1537 static int decode_dynamic_range(DynamicRangeControl *che_drc,
1538                                 GetBitContext *gb, int cnt)
1539 {
1540     int n             = 1;
1541     int drc_num_bands = 1;
1542     int i;
1543
1544     /* pce_tag_present? */
1545     if (get_bits1(gb)) {
1546         che_drc->pce_instance_tag  = get_bits(gb, 4);
1547         skip_bits(gb, 4); // tag_reserved_bits
1548         n++;
1549     }
1550
1551     /* excluded_chns_present? */
1552     if (get_bits1(gb)) {
1553         n += decode_drc_channel_exclusions(che_drc, gb);
1554     }
1555
1556     /* drc_bands_present? */
1557     if (get_bits1(gb)) {
1558         che_drc->band_incr            = get_bits(gb, 4);
1559         che_drc->interpolation_scheme = get_bits(gb, 4);
1560         n++;
1561         drc_num_bands += che_drc->band_incr;
1562         for (i = 0; i < drc_num_bands; i++) {
1563             che_drc->band_top[i] = get_bits(gb, 8);
1564             n++;
1565         }
1566     }
1567
1568     /* prog_ref_level_present? */
1569     if (get_bits1(gb)) {
1570         che_drc->prog_ref_level = get_bits(gb, 7);
1571         skip_bits1(gb); // prog_ref_level_reserved_bits
1572         n++;
1573     }
1574
1575     for (i = 0; i < drc_num_bands; i++) {
1576         che_drc->dyn_rng_sgn[i] = get_bits1(gb);
1577         che_drc->dyn_rng_ctl[i] = get_bits(gb, 7);
1578         n++;
1579     }
1580
1581     return n;
1582 }
1583
1584 /**
1585  * Decode extension data (incomplete); reference: table 4.51.
1586  *
1587  * @param   cnt length of TYPE_FIL syntactic element in bytes
1588  *
1589  * @return Returns number of bytes consumed
1590  */
1591 static int decode_extension_payload(AACContext *ac, GetBitContext *gb, int cnt)
1592 {
1593     int crc_flag = 0;
1594     int res = cnt;
1595     switch (get_bits(gb, 4)) { // extension type
1596     case EXT_SBR_DATA_CRC:
1597         crc_flag++;
1598     case EXT_SBR_DATA:
1599         res = decode_sbr_extension(ac, gb, crc_flag, cnt);
1600         break;
1601     case EXT_DYNAMIC_RANGE:
1602         res = decode_dynamic_range(&ac->che_drc, gb, cnt);
1603         break;
1604     case EXT_FILL:
1605     case EXT_FILL_DATA:
1606     case EXT_DATA_ELEMENT:
1607     default:
1608         skip_bits_long(gb, 8 * cnt - 4);
1609         break;
1610     };
1611     return res;
1612 }
1613
1614 /**
1615  * Decode Temporal Noise Shaping filter coefficients and apply all-pole filters; reference: 4.6.9.3.
1616  *
1617  * @param   decode  1 if tool is used normally, 0 if tool is used in LTP.
1618  * @param   coef    spectral coefficients
1619  */
1620 static void apply_tns(float coef[1024], TemporalNoiseShaping *tns,
1621                       IndividualChannelStream *ics, int decode)
1622 {
1623     const int mmm = FFMIN(ics->tns_max_bands, ics->max_sfb);
1624     int w, filt, m, i;
1625     int bottom, top, order, start, end, size, inc;
1626     float lpc[TNS_MAX_ORDER];
1627
1628     for (w = 0; w < ics->num_windows; w++) {
1629         bottom = ics->num_swb;
1630         for (filt = 0; filt < tns->n_filt[w]; filt++) {
1631             top    = bottom;
1632             bottom = FFMAX(0, top - tns->length[w][filt]);
1633             order  = tns->order[w][filt];
1634             if (order == 0)
1635                 continue;
1636
1637             // tns_decode_coef
1638             compute_lpc_coefs(tns->coef[w][filt], order, lpc, 0, 0, 0);
1639
1640             start = ics->swb_offset[FFMIN(bottom, mmm)];
1641             end   = ics->swb_offset[FFMIN(   top, mmm)];
1642             if ((size = end - start) <= 0)
1643                 continue;
1644             if (tns->direction[w][filt]) {
1645                 inc = -1;
1646                 start = end - 1;
1647             } else {
1648                 inc = 1;
1649             }
1650             start += w * 128;
1651
1652             // ar filter
1653             for (m = 0; m < size; m++, start += inc)
1654                 for (i = 1; i <= FFMIN(m, order); i++)
1655                     coef[start] -= coef[start - i * inc] * lpc[i - 1];
1656         }
1657     }
1658 }
1659
1660 /**
1661  * Conduct IMDCT and windowing.
1662  */
1663 static void imdct_and_windowing(AACContext *ac, SingleChannelElement *sce)
1664 {
1665     IndividualChannelStream *ics = &sce->ics;
1666     float *in    = sce->coeffs;
1667     float *out   = sce->ret;
1668     float *saved = sce->saved;
1669     const float *swindow      = ics->use_kb_window[0] ? ff_aac_kbd_short_128 : ff_sine_128;
1670     const float *lwindow_prev = ics->use_kb_window[1] ? ff_aac_kbd_long_1024 : ff_sine_1024;
1671     const float *swindow_prev = ics->use_kb_window[1] ? ff_aac_kbd_short_128 : ff_sine_128;
1672     float *buf  = ac->buf_mdct;
1673     float *temp = ac->temp;
1674     int i;
1675
1676     // imdct
1677     if (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
1678         if (ics->window_sequence[1] == ONLY_LONG_SEQUENCE || ics->window_sequence[1] == LONG_STOP_SEQUENCE)
1679             av_log(ac->avccontext, AV_LOG_WARNING,
1680                    "Transition from an ONLY_LONG or LONG_STOP to an EIGHT_SHORT sequence detected. "
1681                    "If you heard an audible artifact, please submit the sample to the FFmpeg developers.\n");
1682         for (i = 0; i < 1024; i += 128)
1683             ff_imdct_half(&ac->mdct_small, buf + i, in + i);
1684     } else
1685         ff_imdct_half(&ac->mdct, buf, in);
1686
1687     /* window overlapping
1688      * NOTE: To simplify the overlapping code, all 'meaningless' short to long
1689      * and long to short transitions are considered to be short to short
1690      * transitions. This leaves just two cases (long to long and short to short)
1691      * with a little special sauce for EIGHT_SHORT_SEQUENCE.
1692      */
1693     if ((ics->window_sequence[1] == ONLY_LONG_SEQUENCE || ics->window_sequence[1] == LONG_STOP_SEQUENCE) &&
1694             (ics->window_sequence[0] == ONLY_LONG_SEQUENCE || ics->window_sequence[0] == LONG_START_SEQUENCE)) {
1695         ac->dsp.vector_fmul_window(    out,               saved,            buf,         lwindow_prev, ac->add_bias, 512);
1696     } else {
1697         for (i = 0; i < 448; i++)
1698             out[i] = saved[i] + ac->add_bias;
1699
1700         if (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
1701             ac->dsp.vector_fmul_window(out + 448 + 0*128, saved + 448,      buf + 0*128, swindow_prev, ac->add_bias, 64);
1702             ac->dsp.vector_fmul_window(out + 448 + 1*128, buf + 0*128 + 64, buf + 1*128, swindow,      ac->add_bias, 64);
1703             ac->dsp.vector_fmul_window(out + 448 + 2*128, buf + 1*128 + 64, buf + 2*128, swindow,      ac->add_bias, 64);
1704             ac->dsp.vector_fmul_window(out + 448 + 3*128, buf + 2*128 + 64, buf + 3*128, swindow,      ac->add_bias, 64);
1705             ac->dsp.vector_fmul_window(temp,              buf + 3*128 + 64, buf + 4*128, swindow,      ac->add_bias, 64);
1706             memcpy(                    out + 448 + 4*128, temp, 64 * sizeof(float));
1707         } else {
1708             ac->dsp.vector_fmul_window(out + 448,         saved + 448,      buf,         swindow_prev, ac->add_bias, 64);
1709             for (i = 576; i < 1024; i++)
1710                 out[i] = buf[i-512] + ac->add_bias;
1711         }
1712     }
1713
1714     // buffer update
1715     if (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
1716         for (i = 0; i < 64; i++)
1717             saved[i] = temp[64 + i] - ac->add_bias;
1718         ac->dsp.vector_fmul_window(saved + 64,  buf + 4*128 + 64, buf + 5*128, swindow, 0, 64);
1719         ac->dsp.vector_fmul_window(saved + 192, buf + 5*128 + 64, buf + 6*128, swindow, 0, 64);
1720         ac->dsp.vector_fmul_window(saved + 320, buf + 6*128 + 64, buf + 7*128, swindow, 0, 64);
1721         memcpy(                    saved + 448, buf + 7*128 + 64,  64 * sizeof(float));
1722     } else if (ics->window_sequence[0] == LONG_START_SEQUENCE) {
1723         memcpy(                    saved,       buf + 512,        448 * sizeof(float));
1724         memcpy(                    saved + 448, buf + 7*128 + 64,  64 * sizeof(float));
1725     } else { // LONG_STOP or ONLY_LONG
1726         memcpy(                    saved,       buf + 512,        512 * sizeof(float));
1727     }
1728 }
1729
1730 /**
1731  * Apply dependent channel coupling (applied before IMDCT).
1732  *
1733  * @param   index   index into coupling gain array
1734  */
1735 static void apply_dependent_coupling(AACContext *ac,
1736                                      SingleChannelElement *target,
1737                                      ChannelElement *cce, int index)
1738 {
1739     IndividualChannelStream *ics = &cce->ch[0].ics;
1740     const uint16_t *offsets = ics->swb_offset;
1741     float *dest = target->coeffs;
1742     const float *src = cce->ch[0].coeffs;
1743     int g, i, group, k, idx = 0;
1744     if (ac->m4ac.object_type == AOT_AAC_LTP) {
1745         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
1746                "Dependent coupling is not supported together with LTP\n");
1747         return;
1748     }
1749     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
1750         for (i = 0; i < ics->max_sfb; i++, idx++) {
1751             if (cce->ch[0].band_type[idx] != ZERO_BT) {
1752                 const float gain = cce->coup.gain[index][idx];
1753                 for (group = 0; group < ics->group_len[g]; group++) {
1754                     for (k = offsets[i]; k < offsets[i + 1]; k++) {
1755                         // XXX dsputil-ize
1756                         dest[group * 128 + k] += gain * src[group * 128 + k];
1757                     }
1758                 }
1759             }
1760         }
1761         dest += ics->group_len[g] * 128;
1762         src  += ics->group_len[g] * 128;
1763     }
1764 }
1765
1766 /**
1767  * Apply independent channel coupling (applied after IMDCT).
1768  *
1769  * @param   index   index into coupling gain array
1770  */
1771 static void apply_independent_coupling(AACContext *ac,
1772                                        SingleChannelElement *target,
1773                                        ChannelElement *cce, int index)
1774 {
1775     int i;
1776     const float gain = cce->coup.gain[index][0];
1777     const float bias = ac->add_bias;
1778     const float *src = cce->ch[0].ret;
1779     float *dest = target->ret;
1780
1781     for (i = 0; i < 1024; i++)
1782         dest[i] += gain * (src[i] - bias);
1783 }
1784
1785 /**
1786  * channel coupling transformation interface
1787  *
1788  * @param   index   index into coupling gain array
1789  * @param   apply_coupling_method   pointer to (in)dependent coupling function
1790  */
1791 static void apply_channel_coupling(AACContext *ac, ChannelElement *cc,
1792                                    enum RawDataBlockType type, int elem_id,
1793                                    enum CouplingPoint coupling_point,
1794                                    void (*apply_coupling_method)(AACContext *ac, SingleChannelElement *target, ChannelElement *cce, int index))
1795 {
1796     int i, c;
1797
1798     for (i = 0; i < MAX_ELEM_ID; i++) {
1799         ChannelElement *cce = ac->che[TYPE_CCE][i];
1800         int index = 0;
1801
1802         if (cce && cce->coup.coupling_point == coupling_point) {
1803             ChannelCoupling *coup = &cce->coup;
1804
1805             for (c = 0; c <= coup->num_coupled; c++) {
1806                 if (coup->type[c] == type && coup->id_select[c] == elem_id) {
1807                     if (coup->ch_select[c] != 1) {
1808                         apply_coupling_method(ac, &cc->ch[0], cce, index);
1809                         if (coup->ch_select[c] != 0)
1810                             index++;
1811                     }
1812                     if (coup->ch_select[c] != 2)
1813                         apply_coupling_method(ac, &cc->ch[1], cce, index++);
1814                 } else
1815                     index += 1 + (coup->ch_select[c] == 3);
1816             }
1817         }
1818     }
1819 }
1820
1821 /**
1822  * Convert spectral data to float samples, applying all supported tools as appropriate.
1823  */
1824 static void spectral_to_sample(AACContext *ac)
1825 {
1826     int i, type;
1827     for (type = 3; type >= 0; type--) {
1828         for (i = 0; i < MAX_ELEM_ID; i++) {
1829             ChannelElement *che = ac->che[type][i];
1830             if (che) {
1831                 if (type <= TYPE_CPE)
1832                     apply_channel_coupling(ac, che, type, i, BEFORE_TNS, apply_dependent_coupling);
1833                 if (che->ch[0].tns.present)
1834                     apply_tns(che->ch[0].coeffs, &che->ch[0].tns, &che->ch[0].ics, 1);
1835                 if (che->ch[1].tns.present)
1836                     apply_tns(che->ch[1].coeffs, &che->ch[1].tns, &che->ch[1].ics, 1);
1837                 if (type <= TYPE_CPE)
1838                     apply_channel_coupling(ac, che, type, i, BETWEEN_TNS_AND_IMDCT, apply_dependent_coupling);
1839                 if (type != TYPE_CCE || che->coup.coupling_point == AFTER_IMDCT)
1840                     imdct_and_windowing(ac, &che->ch[0]);
1841                 if (type == TYPE_CPE)
1842                     imdct_and_windowing(ac, &che->ch[1]);
1843                 if (type <= TYPE_CCE)
1844                     apply_channel_coupling(ac, che, type, i, AFTER_IMDCT, apply_independent_coupling);
1845             }
1846         }
1847     }
1848 }
1849
1850 static int parse_adts_frame_header(AACContext *ac, GetBitContext *gb)
1851 {
1852     int size;
1853     AACADTSHeaderInfo hdr_info;
1854
1855     size = ff_aac_parse_header(gb, &hdr_info);
1856     if (size > 0) {
1857         if (ac->output_configured != OC_LOCKED && hdr_info.chan_config) {
1858             enum ChannelPosition new_che_pos[4][MAX_ELEM_ID];
1859             memset(new_che_pos, 0, 4 * MAX_ELEM_ID * sizeof(new_che_pos[0][0]));
1860             ac->m4ac.chan_config = hdr_info.chan_config;
1861             if (set_default_channel_config(ac, new_che_pos, hdr_info.chan_config))
1862                 return -7;
1863             if (output_configure(ac, ac->che_pos, new_che_pos, hdr_info.chan_config, OC_TRIAL_FRAME))
1864                 return -7;
1865         } else if (ac->output_configured != OC_LOCKED) {
1866             ac->output_configured = OC_NONE;
1867         }
1868         if (ac->output_configured != OC_LOCKED)
1869             ac->m4ac.sbr = -1;
1870         ac->m4ac.sample_rate     = hdr_info.sample_rate;
1871         ac->m4ac.sampling_index  = hdr_info.sampling_index;
1872         ac->m4ac.object_type     = hdr_info.object_type;
1873         if (!ac->avccontext->sample_rate)
1874             ac->avccontext->sample_rate = hdr_info.sample_rate;
1875         if (hdr_info.num_aac_frames == 1) {
1876             if (!hdr_info.crc_absent)
1877                 skip_bits(gb, 16);
1878         } else {
1879             av_log_missing_feature(ac->avccontext, "More than one AAC RDB per ADTS frame is", 0);
1880             return -1;
1881         }
1882     }
1883     return size;
1884 }
1885
1886 static int aac_decode_frame(AVCodecContext *avccontext, void *data,
1887                             int *data_size, AVPacket *avpkt)
1888 {
1889     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1890     int buf_size = avpkt->size;
1891     AACContext *ac = avccontext->priv_data;
1892     ChannelElement *che = NULL;
1893     GetBitContext gb;
1894     enum RawDataBlockType elem_type;
1895     int err, elem_id, data_size_tmp;
1896
1897     init_get_bits(&gb, buf, buf_size * 8);
1898
1899     if (show_bits(&gb, 12) == 0xfff) {
1900         if (parse_adts_frame_header(ac, &gb) < 0) {
1901             av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Error decoding AAC frame header.\n");
1902             return -1;
1903         }
1904         if (ac->m4ac.sampling_index > 12) {
1905             av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "invalid sampling rate index %d\n", ac->m4ac.sampling_index);
1906             return -1;
1907         }
1908     }
1909
1910     // parse
1911     while ((elem_type = get_bits(&gb, 3)) != TYPE_END) {
1912         elem_id = get_bits(&gb, 4);
1913
1914         if (elem_type < TYPE_DSE && !(che=get_che(ac, elem_type, elem_id))) {
1915             av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "channel element %d.%d is not allocated\n", elem_type, elem_id);
1916             return -1;
1917         }
1918
1919         switch (elem_type) {
1920
1921         case TYPE_SCE:
1922             err = decode_ics(ac, &che->ch[0], &gb, 0, 0);
1923             break;
1924
1925         case TYPE_CPE:
1926             err = decode_cpe(ac, &gb, che);
1927             break;
1928
1929         case TYPE_CCE:
1930             err = decode_cce(ac, &gb, che);
1931             break;
1932
1933         case TYPE_LFE:
1934             err = decode_ics(ac, &che->ch[0], &gb, 0, 0);
1935             break;
1936
1937         case TYPE_DSE:
1938             skip_data_stream_element(&gb);
1939             err = 0;
1940             break;
1941
1942         case TYPE_PCE: {
1943             enum ChannelPosition new_che_pos[4][MAX_ELEM_ID];
1944             memset(new_che_pos, 0, 4 * MAX_ELEM_ID * sizeof(new_che_pos[0][0]));
1945             if ((err = decode_pce(ac, new_che_pos, &gb)))
1946                 break;
1947             if (ac->output_configured > OC_TRIAL_PCE)
1948                 av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR,
1949                        "Not evaluating a further program_config_element as this construct is dubious at best.\n");
1950             else
1951                 err = output_configure(ac, ac->che_pos, new_che_pos, 0, OC_TRIAL_PCE);
1952             break;
1953         }
1954
1955         case TYPE_FIL:
1956             if (elem_id == 15)
1957                 elem_id += get_bits(&gb, 8) - 1;
1958             while (elem_id > 0)
1959                 elem_id -= decode_extension_payload(ac, &gb, elem_id);
1960             err = 0; /* FIXME */
1961             break;
1962
1963         default:
1964             err = -1; /* should not happen, but keeps compiler happy */
1965             break;
1966         }
1967
1968         if (err)
1969             return err;
1970     }
1971
1972     spectral_to_sample(ac);
1973
1974     if (!ac->is_saved) {
1975         ac->is_saved = 1;
1976         *data_size = 0;
1977         return buf_size;
1978     }
1979
1980     data_size_tmp = 1024 * avccontext->channels * sizeof(int16_t);
1981     if (*data_size < data_size_tmp) {
1982         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR,
1983                "Output buffer too small (%d) or trying to output too many samples (%d) for this frame.\n",
1984                *data_size, data_size_tmp);
1985         return -1;
1986     }
1987     *data_size = data_size_tmp;
1988
1989     ac->dsp.float_to_int16_interleave(data, (const float **)ac->output_data, 1024, avccontext->channels);
1990
1991     if (ac->output_configured)
1992         ac->output_configured = OC_LOCKED;
1993
1994     return buf_size;
1995 }
1996
1997 static av_cold int aac_decode_close(AVCodecContext *avccontext)
1998 {
1999     AACContext *ac = avccontext->priv_data;
2000     int i, type;
2001
2002     for (i = 0; i < MAX_ELEM_ID; i++) {
2003         for (type = 0; type < 4; type++)
2004             av_freep(&ac->che[type][i]);
2005     }
2006
2007     ff_mdct_end(&ac->mdct);
2008     ff_mdct_end(&ac->mdct_small);
2009     return 0;
2010 }
2011
2012 AVCodec aac_decoder = {
2013     "aac",
2014     CODEC_TYPE_AUDIO,
2015     CODEC_ID_AAC,
2016     sizeof(AACContext),
2017     aac_decode_init,
2018     NULL,
2019     aac_decode_close,
2020     aac_decode_frame,
2021     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Advanced Audio Coding"),
2022     .sample_fmts = (const enum SampleFormat[]) {
2023         SAMPLE_FMT_S16,SAMPLE_FMT_NONE
2024     },
2025     .channel_layouts = aac_channel_layout,
2026 };