a75a7cefddd250d873cff857fe1a40835242897d
[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 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  * N                    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 "bitstream.h"
81 #include "dsputil.h"
82
83 #include "aac.h"
84 #include "aactab.h"
85 #include "aacdectab.h"
86 #include "mpeg4audio.h"
87
88 #include <assert.h>
89 #include <errno.h>
90 #include <math.h>
91 #include <string.h>
92
93 static VLC vlc_scalefactors;
94 static VLC vlc_spectral[11];
95
96
97 /**
98  * Configure output channel order based on the current program configuration element.
99  *
100  * @param   che_pos current channel position configuration
101  * @param   new_che_pos New channel position configuration - we only do something if it differs from the current one.
102  *
103  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
104  */
105 static int output_configure(AACContext *ac, enum ChannelPosition che_pos[4][MAX_ELEM_ID],
106         enum ChannelPosition new_che_pos[4][MAX_ELEM_ID]) {
107     AVCodecContext *avctx = ac->avccontext;
108     int i, type, channels = 0;
109
110     if(!memcmp(che_pos, new_che_pos, 4 * MAX_ELEM_ID * sizeof(new_che_pos[0][0])))
111         return 0; /* no change */
112
113     memcpy(che_pos, new_che_pos, 4 * MAX_ELEM_ID * sizeof(new_che_pos[0][0]));
114
115     /* Allocate or free elements depending on if they are in the
116      * current program configuration.
117      *
118      * Set up default 1:1 output mapping.
119      *
120      * For a 5.1 stream the output order will be:
121      *    [ Center ] [ Front Left ] [ Front Right ] [ LFE ] [ Surround Left ] [ Surround Right ]
122      */
123
124     for(i = 0; i < MAX_ELEM_ID; i++) {
125         for(type = 0; type < 4; type++) {
126             if(che_pos[type][i]) {
127                 if(!ac->che[type][i] && !(ac->che[type][i] = av_mallocz(sizeof(ChannelElement))))
128                     return AVERROR(ENOMEM);
129                 if(type != TYPE_CCE) {
130                     ac->output_data[channels++] = ac->che[type][i]->ch[0].ret;
131                     if(type == TYPE_CPE) {
132                         ac->output_data[channels++] = ac->che[type][i]->ch[1].ret;
133                     }
134                 }
135             } else
136                 av_freep(&ac->che[type][i]);
137         }
138     }
139
140     avctx->channels = channels;
141     return 0;
142 }
143
144 /**
145  * Decode an array of 4 bit element IDs, optionally interleaved with a stereo/mono switching bit.
146  *
147  * @param cpe_map Stereo (Channel Pair Element) map, NULL if stereo bit is not present.
148  * @param sce_map mono (Single Channel Element) map
149  * @param type speaker type/position for these channels
150  */
151 static void decode_channel_map(enum ChannelPosition *cpe_map,
152         enum ChannelPosition *sce_map, enum ChannelPosition type, GetBitContext * gb, int n) {
153     while(n--) {
154         enum ChannelPosition *map = cpe_map && get_bits1(gb) ? cpe_map : sce_map; // stereo or mono map
155         map[get_bits(gb, 4)] = type;
156     }
157 }
158
159 /**
160  * Decode program configuration element; reference: table 4.2.
161  *
162  * @param   new_che_pos New channel position configuration - we only do something if it differs from the current one.
163  *
164  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
165  */
166 static int decode_pce(AACContext * ac, enum ChannelPosition new_che_pos[4][MAX_ELEM_ID],
167         GetBitContext * gb) {
168     int num_front, num_side, num_back, num_lfe, num_assoc_data, num_cc;
169
170     skip_bits(gb, 2);  // object_type
171
172     ac->m4ac.sampling_index = get_bits(gb, 4);
173     if(ac->m4ac.sampling_index > 11) {
174         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "invalid sampling rate index %d\n", ac->m4ac.sampling_index);
175         return -1;
176     }
177     ac->m4ac.sample_rate = ff_mpeg4audio_sample_rates[ac->m4ac.sampling_index];
178     num_front       = get_bits(gb, 4);
179     num_side        = get_bits(gb, 4);
180     num_back        = get_bits(gb, 4);
181     num_lfe         = get_bits(gb, 2);
182     num_assoc_data  = get_bits(gb, 3);
183     num_cc          = get_bits(gb, 4);
184
185     if (get_bits1(gb))
186         skip_bits(gb, 4); // mono_mixdown_tag
187     if (get_bits1(gb))
188         skip_bits(gb, 4); // stereo_mixdown_tag
189
190     if (get_bits1(gb))
191         skip_bits(gb, 3); // mixdown_coeff_index and pseudo_surround
192
193     decode_channel_map(new_che_pos[TYPE_CPE], new_che_pos[TYPE_SCE], AAC_CHANNEL_FRONT, gb, num_front);
194     decode_channel_map(new_che_pos[TYPE_CPE], new_che_pos[TYPE_SCE], AAC_CHANNEL_SIDE,  gb, num_side );
195     decode_channel_map(new_che_pos[TYPE_CPE], new_che_pos[TYPE_SCE], AAC_CHANNEL_BACK,  gb, num_back );
196     decode_channel_map(NULL,                  new_che_pos[TYPE_LFE], AAC_CHANNEL_LFE,   gb, num_lfe  );
197
198     skip_bits_long(gb, 4 * num_assoc_data);
199
200     decode_channel_map(new_che_pos[TYPE_CCE], new_che_pos[TYPE_CCE], AAC_CHANNEL_CC,    gb, num_cc   );
201
202     align_get_bits(gb);
203
204     /* comment field, first byte is length */
205     skip_bits_long(gb, 8 * get_bits(gb, 8));
206     return 0;
207 }
208
209 /**
210  * Set up channel positions based on a default channel configuration
211  * as specified in table 1.17.
212  *
213  * @param   new_che_pos New channel position configuration - we only do something if it differs from the current one.
214  *
215  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
216  */
217 static int set_default_channel_config(AACContext *ac, enum ChannelPosition new_che_pos[4][MAX_ELEM_ID],
218         int channel_config)
219 {
220     if(channel_config < 1 || channel_config > 7) {
221         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "invalid default channel configuration (%d)\n",
222                channel_config);
223         return -1;
224     }
225
226     /* default channel configurations:
227      *
228      * 1ch : front center (mono)
229      * 2ch : L + R (stereo)
230      * 3ch : front center + L + R
231      * 4ch : front center + L + R + back center
232      * 5ch : front center + L + R + back stereo
233      * 6ch : front center + L + R + back stereo + LFE
234      * 7ch : front center + L + R + outer front left + outer front right + back stereo + LFE
235      */
236
237     if(channel_config != 2)
238         new_che_pos[TYPE_SCE][0] = AAC_CHANNEL_FRONT; // front center (or mono)
239     if(channel_config > 1)
240         new_che_pos[TYPE_CPE][0] = AAC_CHANNEL_FRONT; // L + R (or stereo)
241     if(channel_config == 4)
242         new_che_pos[TYPE_SCE][1] = AAC_CHANNEL_BACK;  // back center
243     if(channel_config > 4)
244         new_che_pos[TYPE_CPE][(channel_config == 7) + 1]
245                                  = AAC_CHANNEL_BACK;  // back stereo
246     if(channel_config > 5)
247         new_che_pos[TYPE_LFE][0] = AAC_CHANNEL_LFE;   // LFE
248     if(channel_config == 7)
249         new_che_pos[TYPE_CPE][1] = AAC_CHANNEL_FRONT; // outer front left + outer front right
250
251     return 0;
252 }
253
254 /**
255  * Decode GA "General Audio" specific configuration; reference: table 4.1.
256  *
257  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
258  */
259 static int decode_ga_specific_config(AACContext * ac, GetBitContext * gb, int channel_config) {
260     enum ChannelPosition new_che_pos[4][MAX_ELEM_ID];
261     int extension_flag, ret;
262
263     if(get_bits1(gb)) {  // frameLengthFlag
264         av_log_missing_feature(ac->avccontext, "960/120 MDCT window is", 1);
265         return -1;
266     }
267
268     if (get_bits1(gb))       // dependsOnCoreCoder
269         skip_bits(gb, 14);   // coreCoderDelay
270     extension_flag = get_bits1(gb);
271
272     if(ac->m4ac.object_type == AOT_AAC_SCALABLE ||
273        ac->m4ac.object_type == AOT_ER_AAC_SCALABLE)
274         skip_bits(gb, 3);     // layerNr
275
276     memset(new_che_pos, 0, 4 * MAX_ELEM_ID * sizeof(new_che_pos[0][0]));
277     if (channel_config == 0) {
278         skip_bits(gb, 4);  // element_instance_tag
279         if((ret = decode_pce(ac, new_che_pos, gb)))
280             return ret;
281     } else {
282         if((ret = set_default_channel_config(ac, new_che_pos, channel_config)))
283             return ret;
284     }
285     if((ret = output_configure(ac, ac->che_pos, new_che_pos)))
286         return ret;
287
288     if (extension_flag) {
289         switch (ac->m4ac.object_type) {
290             case AOT_ER_BSAC:
291                 skip_bits(gb, 5);    // numOfSubFrame
292                 skip_bits(gb, 11);   // layer_length
293                 break;
294             case AOT_ER_AAC_LC:
295             case AOT_ER_AAC_LTP:
296             case AOT_ER_AAC_SCALABLE:
297             case AOT_ER_AAC_LD:
298                 skip_bits(gb, 3);  /* aacSectionDataResilienceFlag
299                                     * aacScalefactorDataResilienceFlag
300                                     * aacSpectralDataResilienceFlag
301                                     */
302                 break;
303         }
304         skip_bits1(gb);    // extensionFlag3 (TBD in version 3)
305     }
306     return 0;
307 }
308
309 /**
310  * Decode audio specific configuration; reference: table 1.13.
311  *
312  * @param   data        pointer to AVCodecContext extradata
313  * @param   data_size   size of AVCCodecContext extradata
314  *
315  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
316  */
317 static int decode_audio_specific_config(AACContext * ac, void *data, int data_size) {
318     GetBitContext gb;
319     int i;
320
321     init_get_bits(&gb, data, data_size * 8);
322
323     if((i = ff_mpeg4audio_get_config(&ac->m4ac, data, data_size)) < 0)
324         return -1;
325     if(ac->m4ac.sampling_index > 11) {
326         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "invalid sampling rate index %d\n", ac->m4ac.sampling_index);
327         return -1;
328     }
329
330     skip_bits_long(&gb, i);
331
332     switch (ac->m4ac.object_type) {
333     case AOT_AAC_LC:
334         if (decode_ga_specific_config(ac, &gb, ac->m4ac.chan_config))
335             return -1;
336         break;
337     default:
338         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Audio object type %s%d is not supported.\n",
339                ac->m4ac.sbr == 1? "SBR+" : "", ac->m4ac.object_type);
340         return -1;
341     }
342     return 0;
343 }
344
345 /**
346  * linear congruential pseudorandom number generator
347  *
348  * @param   previous_val    pointer to the current state of the generator
349  *
350  * @return  Returns a 32-bit pseudorandom integer
351  */
352 static av_always_inline int lcg_random(int previous_val) {
353     return previous_val * 1664525 + 1013904223;
354 }
355
356 static av_cold int aac_decode_init(AVCodecContext * avccontext) {
357     AACContext * ac = avccontext->priv_data;
358     int i;
359
360     ac->avccontext = avccontext;
361
362     if (avccontext->extradata_size <= 0 ||
363         decode_audio_specific_config(ac, avccontext->extradata, avccontext->extradata_size))
364         return -1;
365
366     avccontext->sample_fmt  = SAMPLE_FMT_S16;
367     avccontext->sample_rate = ac->m4ac.sample_rate;
368     avccontext->frame_size  = 1024;
369
370     AAC_INIT_VLC_STATIC( 0, 144);
371     AAC_INIT_VLC_STATIC( 1, 114);
372     AAC_INIT_VLC_STATIC( 2, 188);
373     AAC_INIT_VLC_STATIC( 3, 180);
374     AAC_INIT_VLC_STATIC( 4, 172);
375     AAC_INIT_VLC_STATIC( 5, 140);
376     AAC_INIT_VLC_STATIC( 6, 168);
377     AAC_INIT_VLC_STATIC( 7, 114);
378     AAC_INIT_VLC_STATIC( 8, 262);
379     AAC_INIT_VLC_STATIC( 9, 248);
380     AAC_INIT_VLC_STATIC(10, 384);
381
382     dsputil_init(&ac->dsp, avccontext);
383
384     ac->random_state = 0x1f2e3d4c;
385
386     // -1024 - Compensate wrong IMDCT method.
387     // 32768 - Required to scale values to the correct range for the bias method
388     //         for float to int16 conversion.
389
390     if(ac->dsp.float_to_int16 == ff_float_to_int16_c) {
391         ac->add_bias = 385.0f;
392         ac->sf_scale = 1. / (-1024. * 32768.);
393         ac->sf_offset = 0;
394     } else {
395         ac->add_bias = 0.0f;
396         ac->sf_scale = 1. / -1024.;
397         ac->sf_offset = 60;
398     }
399
400 #ifndef CONFIG_HARDCODED_TABLES
401     for (i = 0; i < 316; i++)
402         ff_aac_pow2sf_tab[i] = pow(2, (i - 200)/4.);
403 #endif /* CONFIG_HARDCODED_TABLES */
404
405     INIT_VLC_STATIC(&vlc_scalefactors, 7, sizeof(ff_aac_scalefactor_code)/sizeof(ff_aac_scalefactor_code[0]),
406         ff_aac_scalefactor_bits, sizeof(ff_aac_scalefactor_bits[0]), sizeof(ff_aac_scalefactor_bits[0]),
407         ff_aac_scalefactor_code, sizeof(ff_aac_scalefactor_code[0]), sizeof(ff_aac_scalefactor_code[0]),
408         352);
409
410     ff_mdct_init(&ac->mdct, 11, 1);
411     ff_mdct_init(&ac->mdct_small, 8, 1);
412     // window initialization
413     ff_kbd_window_init(ff_aac_kbd_long_1024, 4.0, 1024);
414     ff_kbd_window_init(ff_aac_kbd_short_128, 6.0, 128);
415     ff_sine_window_init(ff_sine_1024, 1024);
416     ff_sine_window_init(ff_sine_128, 128);
417
418     return 0;
419 }
420
421 /**
422  * Skip data_stream_element; reference: table 4.10.
423  */
424 static void skip_data_stream_element(GetBitContext * gb) {
425     int byte_align = get_bits1(gb);
426     int count = get_bits(gb, 8);
427     if (count == 255)
428         count += get_bits(gb, 8);
429     if (byte_align)
430         align_get_bits(gb);
431     skip_bits_long(gb, 8 * count);
432 }
433
434 /**
435  * Decode Individual Channel Stream info; reference: table 4.6.
436  *
437  * @param   common_window   Channels have independent [0], or shared [1], Individual Channel Stream information.
438  */
439 static int decode_ics_info(AACContext * ac, IndividualChannelStream * ics, GetBitContext * gb, int common_window) {
440     if (get_bits1(gb)) {
441         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Reserved bit set.\n");
442         memset(ics, 0, sizeof(IndividualChannelStream));
443         return -1;
444     }
445     ics->window_sequence[1] = ics->window_sequence[0];
446     ics->window_sequence[0] = get_bits(gb, 2);
447     ics->use_kb_window[1] = ics->use_kb_window[0];
448     ics->use_kb_window[0] = get_bits1(gb);
449     ics->num_window_groups = 1;
450     ics->group_len[0] = 1;
451     if (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
452         int i;
453         ics->max_sfb = get_bits(gb, 4);
454         for (i = 0; i < 7; i++) {
455             if (get_bits1(gb)) {
456                 ics->group_len[ics->num_window_groups-1]++;
457             } else {
458                 ics->num_window_groups++;
459                 ics->group_len[ics->num_window_groups-1] = 1;
460             }
461         }
462         ics->num_windows   = 8;
463         ics->swb_offset    =      swb_offset_128[ac->m4ac.sampling_index];
464         ics->num_swb       =  ff_aac_num_swb_128[ac->m4ac.sampling_index];
465         ics->tns_max_bands =   tns_max_bands_128[ac->m4ac.sampling_index];
466     } else {
467         ics->max_sfb       = get_bits(gb, 6);
468         ics->num_windows   = 1;
469         ics->swb_offset    =     swb_offset_1024[ac->m4ac.sampling_index];
470         ics->num_swb       = ff_aac_num_swb_1024[ac->m4ac.sampling_index];
471         ics->tns_max_bands =  tns_max_bands_1024[ac->m4ac.sampling_index];
472         if (get_bits1(gb)) {
473             av_log_missing_feature(ac->avccontext, "Predictor bit set but LTP is", 1);
474             memset(ics, 0, sizeof(IndividualChannelStream));
475             return -1;
476         }
477     }
478
479     if(ics->max_sfb > ics->num_swb) {
480         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
481             "Number of scalefactor bands in group (%d) exceeds limit (%d).\n",
482             ics->max_sfb, ics->num_swb);
483         memset(ics, 0, sizeof(IndividualChannelStream));
484         return -1;
485     }
486
487     return 0;
488 }
489
490 /**
491  * Decode band types (section_data payload); reference: table 4.46.
492  *
493  * @param   band_type           array of the used band type
494  * @param   band_type_run_end   array of the last scalefactor band of a band type run
495  *
496  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
497  */
498 static int decode_band_types(AACContext * ac, enum BandType band_type[120],
499         int band_type_run_end[120], GetBitContext * gb, IndividualChannelStream * ics) {
500     int g, idx = 0;
501     const int bits = (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) ? 3 : 5;
502     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
503         int k = 0;
504         while (k < ics->max_sfb) {
505             uint8_t sect_len = k;
506             int sect_len_incr;
507             int sect_band_type = get_bits(gb, 4);
508             if (sect_band_type == 12) {
509                 av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "invalid band type\n");
510                 return -1;
511             }
512             while ((sect_len_incr = get_bits(gb, bits)) == (1 << bits)-1)
513                 sect_len += sect_len_incr;
514             sect_len += sect_len_incr;
515             if (sect_len > ics->max_sfb) {
516                 av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
517                     "Number of bands (%d) exceeds limit (%d).\n",
518                     sect_len, ics->max_sfb);
519                 return -1;
520             }
521             for (; k < sect_len; k++) {
522                 band_type        [idx]   = sect_band_type;
523                 band_type_run_end[idx++] = sect_len;
524             }
525         }
526     }
527     return 0;
528 }
529
530 /**
531  * Decode scalefactors; reference: table 4.47.
532  *
533  * @param   global_gain         first scalefactor value as scalefactors are differentially coded
534  * @param   band_type           array of the used band type
535  * @param   band_type_run_end   array of the last scalefactor band of a band type run
536  * @param   sf                  array of scalefactors or intensity stereo positions
537  *
538  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
539  */
540 static int decode_scalefactors(AACContext * ac, float sf[120], GetBitContext * gb,
541         unsigned int global_gain, IndividualChannelStream * ics,
542         enum BandType band_type[120], int band_type_run_end[120]) {
543     const int sf_offset = ac->sf_offset + (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE ? 12 : 0);
544     int g, i, idx = 0;
545     int offset[3] = { global_gain, global_gain - 90, 100 };
546     int noise_flag = 1;
547     static const char *sf_str[3] = { "Global gain", "Noise gain", "Intensity stereo position" };
548     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
549         for (i = 0; i < ics->max_sfb;) {
550             int run_end = band_type_run_end[idx];
551             if (band_type[idx] == ZERO_BT) {
552                 for(; i < run_end; i++, idx++)
553                     sf[idx] = 0.;
554             }else if((band_type[idx] == INTENSITY_BT) || (band_type[idx] == INTENSITY_BT2)) {
555                 for(; i < run_end; i++, idx++) {
556                     offset[2] += get_vlc2(gb, vlc_scalefactors.table, 7, 3) - 60;
557                     if(offset[2] > 255U) {
558                         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
559                             "%s (%d) out of range.\n", sf_str[2], offset[2]);
560                         return -1;
561                     }
562                     sf[idx]  = ff_aac_pow2sf_tab[-offset[2] + 300];
563                 }
564             }else if(band_type[idx] == NOISE_BT) {
565                 for(; i < run_end; i++, idx++) {
566                     if(noise_flag-- > 0)
567                         offset[1] += get_bits(gb, 9) - 256;
568                     else
569                         offset[1] += get_vlc2(gb, vlc_scalefactors.table, 7, 3) - 60;
570                     if(offset[1] > 255U) {
571                         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
572                             "%s (%d) out of range.\n", sf_str[1], offset[1]);
573                         return -1;
574                     }
575                     sf[idx]  = -ff_aac_pow2sf_tab[ offset[1] + sf_offset];
576                 }
577             }else {
578                 for(; i < run_end; i++, idx++) {
579                     offset[0] += get_vlc2(gb, vlc_scalefactors.table, 7, 3) - 60;
580                     if(offset[0] > 255U) {
581                         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
582                             "%s (%d) out of range.\n", sf_str[0], offset[0]);
583                         return -1;
584                     }
585                     sf[idx] = -ff_aac_pow2sf_tab[ offset[0] + sf_offset];
586                 }
587             }
588         }
589     }
590     return 0;
591 }
592
593 /**
594  * Decode pulse data; reference: table 4.7.
595  */
596 static void decode_pulses(Pulse * pulse, GetBitContext * gb, const uint16_t * swb_offset) {
597     int i;
598     pulse->num_pulse = get_bits(gb, 2) + 1;
599     pulse->pos[0]    = get_bits(gb, 5) + swb_offset[get_bits(gb, 6)];
600     pulse->amp[0]    = get_bits(gb, 4);
601     for (i = 1; i < pulse->num_pulse; i++) {
602         pulse->pos[i] = get_bits(gb, 5) + pulse->pos[i-1];
603         pulse->amp[i] = get_bits(gb, 4);
604     }
605 }
606
607 /**
608  * Decode Temporal Noise Shaping data; reference: table 4.48.
609  *
610  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
611  */
612 static int decode_tns(AACContext * ac, TemporalNoiseShaping * tns,
613         GetBitContext * gb, const IndividualChannelStream * ics) {
614     int w, filt, i, coef_len, coef_res, coef_compress;
615     const int is8 = ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE;
616     const int tns_max_order = is8 ? 7 : ac->m4ac.object_type == AOT_AAC_MAIN ? 20 : 12;
617     for (w = 0; w < ics->num_windows; w++) {
618         if ((tns->n_filt[w] = get_bits(gb, 2 - is8))) {
619             coef_res = get_bits1(gb);
620
621             for (filt = 0; filt < tns->n_filt[w]; filt++) {
622                 int tmp2_idx;
623                 tns->length[w][filt] = get_bits(gb, 6 - 2*is8);
624
625                 if ((tns->order[w][filt] = get_bits(gb, 5 - 2*is8)) > tns_max_order) {
626                     av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "TNS filter order %d is greater than maximum %d.",
627                            tns->order[w][filt], tns_max_order);
628                     tns->order[w][filt] = 0;
629                     return -1;
630                 }
631                 tns->direction[w][filt] = get_bits1(gb);
632                 coef_compress = get_bits1(gb);
633                 coef_len = coef_res + 3 - coef_compress;
634                 tmp2_idx = 2*coef_compress + coef_res;
635
636                 for (i = 0; i < tns->order[w][filt]; i++)
637                     tns->coef[w][filt][i] = tns_tmp2_map[tmp2_idx][get_bits(gb, coef_len)];
638             }
639         }
640     }
641     return 0;
642 }
643
644 /**
645  * Decode Mid/Side data; reference: table 4.54.
646  *
647  * @param   ms_present  Indicates mid/side stereo presence. [0] mask is all 0s;
648  *                      [1] mask is decoded from bitstream; [2] mask is all 1s;
649  *                      [3] reserved for scalable AAC
650  */
651 static void decode_mid_side_stereo(ChannelElement * cpe, GetBitContext * gb,
652         int ms_present) {
653     int idx;
654     if (ms_present == 1) {
655         for (idx = 0; idx < cpe->ch[0].ics.num_window_groups * cpe->ch[0].ics.max_sfb; idx++)
656             cpe->ms_mask[idx] = get_bits1(gb);
657     } else if (ms_present == 2) {
658         memset(cpe->ms_mask, 1, cpe->ch[0].ics.num_window_groups * cpe->ch[0].ics.max_sfb * sizeof(cpe->ms_mask[0]));
659     }
660 }
661
662 /**
663  * Decode spectral data; reference: table 4.50.
664  * Dequantize and scale spectral data; reference: 4.6.3.3.
665  *
666  * @param   coef            array of dequantized, scaled spectral data
667  * @param   sf              array of scalefactors or intensity stereo positions
668  * @param   pulse_present   set if pulses are present
669  * @param   pulse           pointer to pulse data struct
670  * @param   band_type       array of the used band type
671  *
672  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
673  */
674 static int decode_spectrum_and_dequant(AACContext * ac, float coef[1024], GetBitContext * gb, float sf[120],
675         int pulse_present, const Pulse * pulse, const IndividualChannelStream * ics, enum BandType band_type[120]) {
676     int i, k, g, idx = 0;
677     const int c = 1024/ics->num_windows;
678     const uint16_t * offsets = ics->swb_offset;
679     float *coef_base = coef;
680
681     for (g = 0; g < ics->num_windows; g++)
682         memset(coef + g * 128 + offsets[ics->max_sfb], 0, sizeof(float)*(c - offsets[ics->max_sfb]));
683
684     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
685         for (i = 0; i < ics->max_sfb; i++, idx++) {
686             const int cur_band_type = band_type[idx];
687             const int dim = cur_band_type >= FIRST_PAIR_BT ? 2 : 4;
688             const int is_cb_unsigned = IS_CODEBOOK_UNSIGNED(cur_band_type);
689             int group;
690             if (cur_band_type == ZERO_BT) {
691                 for (group = 0; group < ics->group_len[g]; group++) {
692                     memset(coef + group * 128 + offsets[i], 0, (offsets[i+1] - offsets[i])*sizeof(float));
693                 }
694             }else if (cur_band_type == NOISE_BT) {
695                 const float scale = sf[idx] / ((offsets[i+1] - offsets[i]) * PNS_MEAN_ENERGY);
696                 for (group = 0; group < ics->group_len[g]; group++) {
697                     for (k = offsets[i]; k < offsets[i+1]; k++) {
698                         ac->random_state  = lcg_random(ac->random_state);
699                         coef[group*128+k] = ac->random_state * scale;
700                     }
701                 }
702             }else if (cur_band_type != INTENSITY_BT2 && cur_band_type != INTENSITY_BT) {
703                 for (group = 0; group < ics->group_len[g]; group++) {
704                     for (k = offsets[i]; k < offsets[i+1]; k += dim) {
705                         const int index = get_vlc2(gb, vlc_spectral[cur_band_type - 1].table, 6, 3);
706                         const int coef_tmp_idx = (group << 7) + k;
707                         const float *vq_ptr;
708                         int j;
709                         if(index >= ff_aac_spectral_sizes[cur_band_type - 1]) {
710                             av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
711                                 "Read beyond end of ff_aac_codebook_vectors[%d][]. index %d >= %d\n",
712                                 cur_band_type - 1, index, ff_aac_spectral_sizes[cur_band_type - 1]);
713                             return -1;
714                         }
715                         vq_ptr = &ff_aac_codebook_vectors[cur_band_type - 1][index * dim];
716                         if (is_cb_unsigned) {
717                             for (j = 0; j < dim; j++)
718                                 if (vq_ptr[j])
719                                     coef[coef_tmp_idx + j] = 1 - 2*(int)get_bits1(gb);
720                         }else {
721                             for (j = 0; j < dim; j++)
722                                 coef[coef_tmp_idx + j] = 1.0f;
723                         }
724                         if (cur_band_type == ESC_BT) {
725                             for (j = 0; j < 2; j++) {
726                                 if (vq_ptr[j] == 64.0f) {
727                                     int n = 4;
728                                     /* The total length of escape_sequence must be < 22 bits according
729                                        to the specification (i.e. max is 11111111110xxxxxxxxxx). */
730                                     while (get_bits1(gb) && n < 15) n++;
731                                     if(n == 15) {
732                                         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "error in spectral data, ESC overflow\n");
733                                         return -1;
734                                     }
735                                     n = (1<<n) + get_bits(gb, n);
736                                     coef[coef_tmp_idx + j] *= cbrtf(fabsf(n)) * n;
737                                 }else
738                                     coef[coef_tmp_idx + j] *= vq_ptr[j];
739                             }
740                         }else
741                             for (j = 0; j < dim; j++)
742                                 coef[coef_tmp_idx + j] *= vq_ptr[j];
743                         for (j = 0; j < dim; j++)
744                             coef[coef_tmp_idx + j] *= sf[idx];
745                     }
746                 }
747             }
748         }
749         coef += ics->group_len[g]<<7;
750     }
751
752     if (pulse_present) {
753         for(i = 0; i < pulse->num_pulse; i++){
754             float co  = coef_base[ pulse->pos[i] ];
755             float ico = co / sqrtf(sqrtf(fabsf(co))) + pulse->amp[i];
756             coef_base[ pulse->pos[i] ] = cbrtf(fabsf(ico)) * ico;
757         }
758     }
759     return 0;
760 }
761
762 /**
763  * Decode an individual_channel_stream payload; reference: table 4.44.
764  *
765  * @param   common_window   Channels have independent [0], or shared [1], Individual Channel Stream information.
766  * @param   scale_flag      scalable [1] or non-scalable [0] AAC (Unused until scalable AAC is implemented.)
767  *
768  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
769  */
770 static int decode_ics(AACContext * ac, SingleChannelElement * sce, GetBitContext * gb, int common_window, int scale_flag) {
771     Pulse pulse;
772     TemporalNoiseShaping * tns = &sce->tns;
773     IndividualChannelStream * ics = &sce->ics;
774     float * out = sce->coeffs;
775     int global_gain, pulse_present = 0;
776
777     /* This assignment is to silence a GCC warning about the variable being used
778      * uninitialized when in fact it always is.
779      */
780     pulse.num_pulse = 0;
781
782     global_gain = get_bits(gb, 8);
783
784     if (!common_window && !scale_flag) {
785         if (decode_ics_info(ac, ics, gb, 0) < 0)
786             return -1;
787     }
788
789     if (decode_band_types(ac, sce->band_type, sce->band_type_run_end, gb, ics) < 0)
790         return -1;
791     if (decode_scalefactors(ac, sce->sf, gb, global_gain, ics, sce->band_type, sce->band_type_run_end) < 0)
792         return -1;
793
794     pulse_present = 0;
795     if (!scale_flag) {
796         if ((pulse_present = get_bits1(gb))) {
797             if (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
798                 av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Pulse tool not allowed in eight short sequence.\n");
799                 return -1;
800             }
801             decode_pulses(&pulse, gb, ics->swb_offset);
802         }
803         if ((tns->present = get_bits1(gb)) && decode_tns(ac, tns, gb, ics))
804             return -1;
805         if (get_bits1(gb)) {
806             av_log_missing_feature(ac->avccontext, "SSR", 1);
807             return -1;
808         }
809     }
810
811     if (decode_spectrum_and_dequant(ac, out, gb, sce->sf, pulse_present, &pulse, ics, sce->band_type) < 0)
812         return -1;
813     return 0;
814 }
815
816 /**
817  * Mid/Side stereo decoding; reference: 4.6.8.1.3.
818  */
819 static void apply_mid_side_stereo(ChannelElement * cpe) {
820     const IndividualChannelStream * ics = &cpe->ch[0].ics;
821     float *ch0 = cpe->ch[0].coeffs;
822     float *ch1 = cpe->ch[1].coeffs;
823     int g, i, k, group, idx = 0;
824     const uint16_t * offsets = ics->swb_offset;
825     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
826         for (i = 0; i < ics->max_sfb; i++, idx++) {
827             if (cpe->ms_mask[idx] &&
828                 cpe->ch[0].band_type[idx] < NOISE_BT && cpe->ch[1].band_type[idx] < NOISE_BT) {
829                 for (group = 0; group < ics->group_len[g]; group++) {
830                     for (k = offsets[i]; k < offsets[i+1]; k++) {
831                         float tmp = ch0[group*128 + k] - ch1[group*128 + k];
832                         ch0[group*128 + k] += ch1[group*128 + k];
833                         ch1[group*128 + k] = tmp;
834                     }
835                 }
836             }
837         }
838         ch0 += ics->group_len[g]*128;
839         ch1 += ics->group_len[g]*128;
840     }
841 }
842
843 /**
844  * intensity stereo decoding; reference: 4.6.8.2.3
845  *
846  * @param   ms_present  Indicates mid/side stereo presence. [0] mask is all 0s;
847  *                      [1] mask is decoded from bitstream; [2] mask is all 1s;
848  *                      [3] reserved for scalable AAC
849  */
850 static void apply_intensity_stereo(ChannelElement * cpe, int ms_present) {
851     const IndividualChannelStream * ics = &cpe->ch[1].ics;
852     SingleChannelElement * sce1 = &cpe->ch[1];
853     float *coef0 = cpe->ch[0].coeffs, *coef1 = cpe->ch[1].coeffs;
854     const uint16_t * offsets = ics->swb_offset;
855     int g, group, i, k, idx = 0;
856     int c;
857     float scale;
858     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
859         for (i = 0; i < ics->max_sfb;) {
860             if (sce1->band_type[idx] == INTENSITY_BT || sce1->band_type[idx] == INTENSITY_BT2) {
861                 const int bt_run_end = sce1->band_type_run_end[idx];
862                 for (; i < bt_run_end; i++, idx++) {
863                     c = -1 + 2 * (sce1->band_type[idx] - 14);
864                     if (ms_present)
865                         c *= 1 - 2 * cpe->ms_mask[idx];
866                     scale = c * sce1->sf[idx];
867                     for (group = 0; group < ics->group_len[g]; group++)
868                         for (k = offsets[i]; k < offsets[i+1]; k++)
869                             coef1[group*128 + k] = scale * coef0[group*128 + k];
870                 }
871             } else {
872                 int bt_run_end = sce1->band_type_run_end[idx];
873                 idx += bt_run_end - i;
874                 i    = bt_run_end;
875             }
876         }
877         coef0 += ics->group_len[g]*128;
878         coef1 += ics->group_len[g]*128;
879     }
880 }
881
882 /**
883  * Decode a channel_pair_element; reference: table 4.4.
884  *
885  * @param   elem_id Identifies the instance of a syntax element.
886  *
887  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
888  */
889 static int decode_cpe(AACContext * ac, GetBitContext * gb, int elem_id) {
890     int i, ret, common_window, ms_present = 0;
891     ChannelElement * cpe;
892
893     cpe = ac->che[TYPE_CPE][elem_id];
894     common_window = get_bits1(gb);
895     if (common_window) {
896         if (decode_ics_info(ac, &cpe->ch[0].ics, gb, 1))
897             return -1;
898         i = cpe->ch[1].ics.use_kb_window[0];
899         cpe->ch[1].ics = cpe->ch[0].ics;
900         cpe->ch[1].ics.use_kb_window[1] = i;
901         ms_present = get_bits(gb, 2);
902         if(ms_present == 3) {
903             av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "ms_present = 3 is reserved.\n");
904             return -1;
905         } else if(ms_present)
906             decode_mid_side_stereo(cpe, gb, ms_present);
907     }
908     if ((ret = decode_ics(ac, &cpe->ch[0], gb, common_window, 0)))
909         return ret;
910     if ((ret = decode_ics(ac, &cpe->ch[1], gb, common_window, 0)))
911         return ret;
912
913     if (common_window && ms_present)
914         apply_mid_side_stereo(cpe);
915
916     apply_intensity_stereo(cpe, ms_present);
917     return 0;
918 }
919
920 /**
921  * Decode coupling_channel_element; reference: table 4.8.
922  *
923  * @param   elem_id Identifies the instance of a syntax element.
924  *
925  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
926  */
927 static int decode_cce(AACContext * ac, GetBitContext * gb, ChannelElement * che) {
928     int num_gain = 0;
929     int c, g, sfb, ret, idx = 0;
930     int sign;
931     float scale;
932     SingleChannelElement * sce = &che->ch[0];
933     ChannelCoupling * coup     = &che->coup;
934
935     coup->coupling_point = 2*get_bits1(gb);
936     coup->num_coupled = get_bits(gb, 3);
937     for (c = 0; c <= coup->num_coupled; c++) {
938         num_gain++;
939         coup->type[c] = get_bits1(gb) ? TYPE_CPE : TYPE_SCE;
940         coup->id_select[c] = get_bits(gb, 4);
941         if (coup->type[c] == TYPE_CPE) {
942             coup->ch_select[c] = get_bits(gb, 2);
943             if (coup->ch_select[c] == 3)
944                 num_gain++;
945         } else
946             coup->ch_select[c] = 1;
947     }
948     coup->coupling_point += get_bits1(gb);
949
950     if (coup->coupling_point == 2) {
951         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
952             "Independently switched CCE with 'invalid' domain signalled.\n");
953         memset(coup, 0, sizeof(ChannelCoupling));
954         return -1;
955     }
956
957     sign = get_bits(gb, 1);
958     scale = pow(2., pow(2., get_bits(gb, 2) - 3));
959
960     if ((ret = decode_ics(ac, sce, gb, 0, 0)))
961         return ret;
962
963     for (c = 0; c < num_gain; c++) {
964         int cge = 1;
965         int gain = 0;
966         float gain_cache = 1.;
967         if (c) {
968             cge = coup->coupling_point == AFTER_IMDCT ? 1 : get_bits1(gb);
969             gain = cge ? get_vlc2(gb, vlc_scalefactors.table, 7, 3) - 60: 0;
970             gain_cache = pow(scale, gain);
971         }
972         for (g = 0; g < sce->ics.num_window_groups; g++)
973             for (sfb = 0; sfb < sce->ics.max_sfb; sfb++, idx++)
974                 if (sce->band_type[idx] != ZERO_BT) {
975                     if (!cge) {
976                         int t = get_vlc2(gb, vlc_scalefactors.table, 7, 3) - 60;
977                         if (t) {
978                             int s = 1;
979                             if (sign) {
980                                 s  -= 2 * (t & 0x1);
981                                 t >>= 1;
982                             }
983                             gain += t;
984                             gain_cache = pow(scale, gain) * s;
985                         }
986                     }
987                     coup->gain[c][idx] = gain_cache;
988                 }
989     }
990     return 0;
991 }
992
993 /**
994  * Decode Spectral Band Replication extension data; reference: table 4.55.
995  *
996  * @param   crc flag indicating the presence of CRC checksum
997  * @param   cnt length of TYPE_FIL syntactic element in bytes
998  *
999  * @return  Returns number of bytes consumed from the TYPE_FIL element.
1000  */
1001 static int decode_sbr_extension(AACContext * ac, GetBitContext * gb, int crc, int cnt) {
1002     // TODO : sbr_extension implementation
1003     av_log_missing_feature(ac->avccontext, "SBR", 0);
1004     skip_bits_long(gb, 8*cnt - 4); // -4 due to reading extension type
1005     return cnt;
1006 }
1007
1008 /**
1009  * Parse whether channels are to be excluded from Dynamic Range Compression; reference: table 4.53.
1010  *
1011  * @return  Returns number of bytes consumed.
1012  */
1013 static int decode_drc_channel_exclusions(DynamicRangeControl *che_drc, GetBitContext * gb) {
1014     int i;
1015     int num_excl_chan = 0;
1016
1017     do {
1018         for (i = 0; i < 7; i++)
1019             che_drc->exclude_mask[num_excl_chan++] = get_bits1(gb);
1020     } while (num_excl_chan < MAX_CHANNELS - 7 && get_bits1(gb));
1021
1022     return num_excl_chan / 7;
1023 }
1024
1025 /**
1026  * Decode dynamic range information; reference: table 4.52.
1027  *
1028  * @param   cnt length of TYPE_FIL syntactic element in bytes
1029  *
1030  * @return  Returns number of bytes consumed.
1031  */
1032 static int decode_dynamic_range(DynamicRangeControl *che_drc, GetBitContext * gb, int cnt) {
1033     int n = 1;
1034     int drc_num_bands = 1;
1035     int i;
1036
1037     /* pce_tag_present? */
1038     if(get_bits1(gb)) {
1039         che_drc->pce_instance_tag  = get_bits(gb, 4);
1040         skip_bits(gb, 4); // tag_reserved_bits
1041         n++;
1042     }
1043
1044     /* excluded_chns_present? */
1045     if(get_bits1(gb)) {
1046         n += decode_drc_channel_exclusions(che_drc, gb);
1047     }
1048
1049     /* drc_bands_present? */
1050     if (get_bits1(gb)) {
1051         che_drc->band_incr            = get_bits(gb, 4);
1052         che_drc->interpolation_scheme = get_bits(gb, 4);
1053         n++;
1054         drc_num_bands += che_drc->band_incr;
1055         for (i = 0; i < drc_num_bands; i++) {
1056             che_drc->band_top[i] = get_bits(gb, 8);
1057             n++;
1058         }
1059     }
1060
1061     /* prog_ref_level_present? */
1062     if (get_bits1(gb)) {
1063         che_drc->prog_ref_level = get_bits(gb, 7);
1064         skip_bits1(gb); // prog_ref_level_reserved_bits
1065         n++;
1066     }
1067
1068     for (i = 0; i < drc_num_bands; i++) {
1069         che_drc->dyn_rng_sgn[i] = get_bits1(gb);
1070         che_drc->dyn_rng_ctl[i] = get_bits(gb, 7);
1071         n++;
1072     }
1073
1074     return n;
1075 }
1076
1077 /**
1078  * Decode extension data (incomplete); reference: table 4.51.
1079  *
1080  * @param   cnt length of TYPE_FIL syntactic element in bytes
1081  *
1082  * @return Returns number of bytes consumed
1083  */
1084 static int decode_extension_payload(AACContext * ac, GetBitContext * gb, int cnt) {
1085     int crc_flag = 0;
1086     int res = cnt;
1087     switch (get_bits(gb, 4)) { // extension type
1088         case EXT_SBR_DATA_CRC:
1089             crc_flag++;
1090         case EXT_SBR_DATA:
1091             res = decode_sbr_extension(ac, gb, crc_flag, cnt);
1092             break;
1093         case EXT_DYNAMIC_RANGE:
1094             res = decode_dynamic_range(&ac->che_drc, gb, cnt);
1095             break;
1096         case EXT_FILL:
1097         case EXT_FILL_DATA:
1098         case EXT_DATA_ELEMENT:
1099         default:
1100             skip_bits_long(gb, 8*cnt - 4);
1101             break;
1102     };
1103     return res;
1104 }
1105
1106 /**
1107  * Decode Temporal Noise Shaping filter coefficients and apply all-pole filters; reference: 4.6.9.3.
1108  *
1109  * @param   decode  1 if tool is used normally, 0 if tool is used in LTP.
1110  * @param   coef    spectral coefficients
1111  */
1112 static void apply_tns(float coef[1024], TemporalNoiseShaping * tns, IndividualChannelStream * ics, int decode) {
1113     const int mmm = FFMIN(ics->tns_max_bands,  ics->max_sfb);
1114     int w, filt, m, i;
1115     int bottom, top, order, start, end, size, inc;
1116     float lpc[TNS_MAX_ORDER];
1117
1118     for (w = 0; w < ics->num_windows; w++) {
1119         bottom = ics->num_swb;
1120         for (filt = 0; filt < tns->n_filt[w]; filt++) {
1121             top    = bottom;
1122             bottom = FFMAX(0, top - tns->length[w][filt]);
1123             order  = tns->order[w][filt];
1124             if (order == 0)
1125                 continue;
1126
1127             /* tns_decode_coef
1128              * FIXME: This duplicates the functionality of some double code in lpc.c.
1129              */
1130             for (m = 0; m < order; m++) {
1131                 float tmp;
1132                 lpc[m] = tns->coef[w][filt][m];
1133                 for (i = 0; i < m/2; i++) {
1134                     tmp = lpc[i];
1135                     lpc[i]     += lpc[m] * lpc[m-1-i];
1136                     lpc[m-1-i] += lpc[m] * tmp;
1137                 }
1138                 if(m & 1)
1139                     lpc[i]     += lpc[m] * lpc[i];
1140             }
1141
1142             start = ics->swb_offset[FFMIN(bottom, mmm)];
1143             end   = ics->swb_offset[FFMIN(   top, mmm)];
1144             if ((size = end - start) <= 0)
1145                 continue;
1146             if (tns->direction[w][filt]) {
1147                 inc = -1; start = end - 1;
1148             } else {
1149                 inc = 1;
1150             }
1151             start += w * 128;
1152
1153             // ar filter
1154             for (m = 0; m < size; m++, start += inc)
1155                 for (i = 1; i <= FFMIN(m, order); i++)
1156                     coef[start] -= coef[start - i*inc] * lpc[i-1];
1157         }
1158     }
1159 }
1160
1161 /**
1162  * Conduct IMDCT and windowing.
1163  */
1164 static void imdct_and_windowing(AACContext * ac, SingleChannelElement * sce) {
1165     IndividualChannelStream * ics = &sce->ics;
1166     float * in = sce->coeffs;
1167     float * out = sce->ret;
1168     float * saved = sce->saved;
1169     const float * swindow      = ics->use_kb_window[0] ? ff_aac_kbd_short_128 : ff_sine_128;
1170     const float * lwindow_prev = ics->use_kb_window[1] ? ff_aac_kbd_long_1024 : ff_sine_1024;
1171     const float * swindow_prev = ics->use_kb_window[1] ? ff_aac_kbd_short_128 : ff_sine_128;
1172     float * buf = ac->buf_mdct;
1173     DECLARE_ALIGNED(16, float, temp[128]);
1174     int i;
1175
1176     // imdct
1177     if (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
1178         if (ics->window_sequence[1] == ONLY_LONG_SEQUENCE || ics->window_sequence[1] == LONG_STOP_SEQUENCE)
1179             av_log(ac->avccontext, AV_LOG_WARNING,
1180                    "Transition from an ONLY_LONG or LONG_STOP to an EIGHT_SHORT sequence detected. "
1181                    "If you heard an audible artifact, please submit the sample to the FFmpeg developers.\n");
1182         for (i = 0; i < 1024; i += 128)
1183             ff_imdct_half(&ac->mdct_small, buf + i, in + i);
1184     } else
1185         ff_imdct_half(&ac->mdct, buf, in);
1186
1187     /* window overlapping
1188      * NOTE: To simplify the overlapping code, all 'meaningless' short to long
1189      * and long to short transitions are considered to be short to short
1190      * transitions. This leaves just two cases (long to long and short to short)
1191      * with a little special sauce for EIGHT_SHORT_SEQUENCE.
1192      */
1193     if ((ics->window_sequence[1] == ONLY_LONG_SEQUENCE || ics->window_sequence[1] == LONG_STOP_SEQUENCE) &&
1194         (ics->window_sequence[0] == ONLY_LONG_SEQUENCE || ics->window_sequence[0] == LONG_START_SEQUENCE)) {
1195         ac->dsp.vector_fmul_window(    out,               saved,            buf,         lwindow_prev, ac->add_bias, 512);
1196     } else {
1197         for (i = 0; i < 448; i++)
1198             out[i] = saved[i] + ac->add_bias;
1199
1200         if (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
1201             ac->dsp.vector_fmul_window(out + 448 + 0*128, saved + 448,      buf + 0*128, swindow_prev, ac->add_bias, 64);
1202             ac->dsp.vector_fmul_window(out + 448 + 1*128, buf + 0*128 + 64, buf + 1*128, swindow,      ac->add_bias, 64);
1203             ac->dsp.vector_fmul_window(out + 448 + 2*128, buf + 1*128 + 64, buf + 2*128, swindow,      ac->add_bias, 64);
1204             ac->dsp.vector_fmul_window(out + 448 + 3*128, buf + 2*128 + 64, buf + 3*128, swindow,      ac->add_bias, 64);
1205             ac->dsp.vector_fmul_window(temp,              buf + 3*128 + 64, buf + 4*128, swindow,      ac->add_bias, 64);
1206             memcpy(                    out + 448 + 4*128, temp, 64 * sizeof(float));
1207         } else {
1208             ac->dsp.vector_fmul_window(out + 448,         saved + 448,      buf,         swindow_prev, ac->add_bias, 64);
1209             for (i = 576; i < 1024; i++)
1210                 out[i] = buf[i-512] + ac->add_bias;
1211         }
1212     }
1213
1214     // buffer update
1215     if (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
1216         for (i = 0; i < 64; i++)
1217             saved[i] = temp[64 + i] - ac->add_bias;
1218         ac->dsp.vector_fmul_window(saved + 64,  buf + 4*128 + 64, buf + 5*128, swindow, 0, 64);
1219         ac->dsp.vector_fmul_window(saved + 192, buf + 5*128 + 64, buf + 6*128, swindow, 0, 64);
1220         ac->dsp.vector_fmul_window(saved + 320, buf + 6*128 + 64, buf + 7*128, swindow, 0, 64);
1221         memcpy(                    saved + 448, buf + 7*128 + 64,  64 * sizeof(float));
1222     } else if (ics->window_sequence[0] == LONG_START_SEQUENCE) {
1223         memcpy(                    saved,       buf + 512,        448 * sizeof(float));
1224         memcpy(                    saved + 448, buf + 7*128 + 64,  64 * sizeof(float));
1225     } else { // LONG_STOP or ONLY_LONG
1226         memcpy(                    saved,       buf + 512,        512 * sizeof(float));
1227     }
1228 }
1229
1230 /**
1231  * Apply dependent channel coupling (applied before IMDCT).
1232  *
1233  * @param   index   index into coupling gain array
1234  */
1235 static void apply_dependent_coupling(AACContext * ac, SingleChannelElement * sce, ChannelElement * cc, int index) {
1236     IndividualChannelStream * ics = &cc->ch[0].ics;
1237     const uint16_t * offsets = ics->swb_offset;
1238     float * dest = sce->coeffs;
1239     const float * src = cc->ch[0].coeffs;
1240     int g, i, group, k, idx = 0;
1241     if(ac->m4ac.object_type == AOT_AAC_LTP) {
1242         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
1243                "Dependent coupling is not supported together with LTP\n");
1244         return;
1245     }
1246     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
1247         for (i = 0; i < ics->max_sfb; i++, idx++) {
1248             if (cc->ch[0].band_type[idx] != ZERO_BT) {
1249                 for (group = 0; group < ics->group_len[g]; group++) {
1250                     for (k = offsets[i]; k < offsets[i+1]; k++) {
1251                         // XXX dsputil-ize
1252                         dest[group*128+k] += cc->coup.gain[index][idx] * src[group*128+k];
1253                     }
1254                 }
1255             }
1256         }
1257         dest += ics->group_len[g]*128;
1258         src  += ics->group_len[g]*128;
1259     }
1260 }
1261
1262 /**
1263  * Apply independent channel coupling (applied after IMDCT).
1264  *
1265  * @param   index   index into coupling gain array
1266  */
1267 static void apply_independent_coupling(AACContext * ac, SingleChannelElement * sce, ChannelElement * cc, int index) {
1268     int i;
1269     for (i = 0; i < 1024; i++)
1270         sce->ret[i] += cc->coup.gain[index][0] * (cc->ch[0].ret[i] - ac->add_bias);
1271 }
1272
1273 /**
1274  * channel coupling transformation interface
1275  *
1276  * @param   index   index into coupling gain array
1277  * @param   apply_coupling_method   pointer to (in)dependent coupling function
1278  */
1279 static void apply_channel_coupling(AACContext * ac, ChannelElement * cc,
1280         void (*apply_coupling_method)(AACContext * ac, SingleChannelElement * sce, ChannelElement * cc, int index))
1281 {
1282     int c;
1283     int index = 0;
1284     ChannelCoupling * coup = &cc->coup;
1285     for (c = 0; c <= coup->num_coupled; c++) {
1286         if (ac->che[coup->type[c]][coup->id_select[c]]) {
1287             if (coup->ch_select[c] != 2) {
1288                 apply_coupling_method(ac, &ac->che[coup->type[c]][coup->id_select[c]]->ch[0], cc, index);
1289                 if (coup->ch_select[c] != 0)
1290                     index++;
1291             }
1292             if (coup->ch_select[c] != 1)
1293                 apply_coupling_method(ac, &ac->che[coup->type[c]][coup->id_select[c]]->ch[1], cc, index++);
1294         } else {
1295             av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
1296                    "coupling target %sE[%d] not available\n",
1297                    coup->type[c] == TYPE_CPE ? "CP" : "SC", coup->id_select[c]);
1298             break;
1299         }
1300     }
1301 }
1302
1303 /**
1304  * Convert spectral data to float samples, applying all supported tools as appropriate.
1305  */
1306 static void spectral_to_sample(AACContext * ac) {
1307     int i, type;
1308     for (i = 0; i < MAX_ELEM_ID; i++) {
1309         for(type = 0; type < 4; type++) {
1310             ChannelElement *che = ac->che[type][i];
1311             if(che) {
1312                 if(che->coup.coupling_point == BEFORE_TNS)
1313                     apply_channel_coupling(ac, che, apply_dependent_coupling);
1314                 if(che->ch[0].tns.present)
1315                     apply_tns(che->ch[0].coeffs, &che->ch[0].tns, &che->ch[0].ics, 1);
1316                 if(che->ch[1].tns.present)
1317                     apply_tns(che->ch[1].coeffs, &che->ch[1].tns, &che->ch[1].ics, 1);
1318                 if(che->coup.coupling_point == BETWEEN_TNS_AND_IMDCT)
1319                     apply_channel_coupling(ac, che, apply_dependent_coupling);
1320                 imdct_and_windowing(ac, &che->ch[0]);
1321                 if(type == TYPE_CPE)
1322                     imdct_and_windowing(ac, &che->ch[1]);
1323                 if(che->coup.coupling_point == AFTER_IMDCT)
1324                     apply_channel_coupling(ac, che, apply_independent_coupling);
1325             }
1326         }
1327     }
1328 }
1329
1330 static int aac_decode_frame(AVCodecContext * avccontext, void * data, int * data_size, const uint8_t * buf, int buf_size) {
1331     AACContext * ac = avccontext->priv_data;
1332     GetBitContext gb;
1333     enum RawDataBlockType elem_type;
1334     int err, elem_id, data_size_tmp;
1335
1336     init_get_bits(&gb, buf, buf_size*8);
1337
1338     // parse
1339     while ((elem_type = get_bits(&gb, 3)) != TYPE_END) {
1340         elem_id = get_bits(&gb, 4);
1341         err = -1;
1342
1343         if(elem_type == TYPE_SCE && elem_id == 1 &&
1344                 !ac->che[TYPE_SCE][elem_id] && ac->che[TYPE_LFE][0]) {
1345             /* Some streams incorrectly code 5.1 audio as SCE[0] CPE[0] CPE[1] SCE[1]
1346                instead of SCE[0] CPE[0] CPE[0] LFE[0]. If we seem to have
1347                encountered such a stream, transfer the LFE[0] element to SCE[1] */
1348             ac->che[TYPE_SCE][elem_id] = ac->che[TYPE_LFE][0];
1349             ac->che[TYPE_LFE][0] = NULL;
1350         }
1351         if(elem_type < TYPE_DSE) {
1352             if(!ac->che[elem_type][elem_id])
1353                 return -1;
1354             if(elem_type != TYPE_CCE)
1355                 ac->che[elem_type][elem_id]->coup.coupling_point = 4;
1356         }
1357
1358         switch (elem_type) {
1359
1360         case TYPE_SCE:
1361             err = decode_ics(ac, &ac->che[TYPE_SCE][elem_id]->ch[0], &gb, 0, 0);
1362             break;
1363
1364         case TYPE_CPE:
1365             err = decode_cpe(ac, &gb, elem_id);
1366             break;
1367
1368         case TYPE_CCE:
1369             err = decode_cce(ac, &gb, ac->che[TYPE_CCE][elem_id]);
1370             break;
1371
1372         case TYPE_LFE:
1373             err = decode_ics(ac, &ac->che[TYPE_LFE][elem_id]->ch[0], &gb, 0, 0);
1374             break;
1375
1376         case TYPE_DSE:
1377             skip_data_stream_element(&gb);
1378             err = 0;
1379             break;
1380
1381         case TYPE_PCE:
1382         {
1383             enum ChannelPosition new_che_pos[4][MAX_ELEM_ID];
1384             memset(new_che_pos, 0, 4 * MAX_ELEM_ID * sizeof(new_che_pos[0][0]));
1385             if((err = decode_pce(ac, new_che_pos, &gb)))
1386                 break;
1387             err = output_configure(ac, ac->che_pos, new_che_pos);
1388             break;
1389         }
1390
1391         case TYPE_FIL:
1392             if (elem_id == 15)
1393                 elem_id += get_bits(&gb, 8) - 1;
1394             while (elem_id > 0)
1395                 elem_id -= decode_extension_payload(ac, &gb, elem_id);
1396             err = 0; /* FIXME */
1397             break;
1398
1399         default:
1400             err = -1; /* should not happen, but keeps compiler happy */
1401             break;
1402         }
1403
1404         if(err)
1405             return err;
1406     }
1407
1408     spectral_to_sample(ac);
1409
1410     if (!ac->is_saved) {
1411         ac->is_saved = 1;
1412         *data_size = 0;
1413         return buf_size;
1414     }
1415
1416     data_size_tmp = 1024 * avccontext->channels * sizeof(int16_t);
1417     if(*data_size < data_size_tmp) {
1418         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR,
1419                "Output buffer too small (%d) or trying to output too many samples (%d) for this frame.\n",
1420                *data_size, data_size_tmp);
1421         return -1;
1422     }
1423     *data_size = data_size_tmp;
1424
1425     ac->dsp.float_to_int16_interleave(data, (const float **)ac->output_data, 1024, avccontext->channels);
1426
1427     return buf_size;
1428 }
1429
1430 static av_cold int aac_decode_close(AVCodecContext * avccontext) {
1431     AACContext * ac = avccontext->priv_data;
1432     int i, type;
1433
1434     for (i = 0; i < MAX_ELEM_ID; i++) {
1435         for(type = 0; type < 4; type++)
1436             av_freep(&ac->che[type][i]);
1437     }
1438
1439     ff_mdct_end(&ac->mdct);
1440     ff_mdct_end(&ac->mdct_small);
1441     return 0 ;
1442 }
1443
1444 AVCodec aac_decoder = {
1445     "aac",
1446     CODEC_TYPE_AUDIO,
1447     CODEC_ID_AAC,
1448     sizeof(AACContext),
1449     aac_decode_init,
1450     NULL,
1451     aac_decode_close,
1452     aac_decode_frame,
1453     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Advanced Audio Coding"),
1454     .sample_fmts = (enum SampleFormat[]){SAMPLE_FMT_S16,SAMPLE_FMT_NONE},
1455 };