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