cosmetics, rename loop to frame_available
[ffmpeg.git] / libavcodec / ac3dec.c
1 /*
2  * AC-3 Audio Decoder
3  * This code was developed as part of Google Summer of Code 2006.
4  * E-AC-3 support was added as part of Google Summer of Code 2007.
5  *
6  * Copyright (c) 2006 Kartikey Mahendra BHATT (bhattkm at gmail dot com)
7  * Copyright (c) 2007-2008 Bartlomiej Wolowiec <bartek.wolowiec@gmail.com>
8  * Copyright (c) 2007 Justin Ruggles <justin.ruggles@gmail.com>
9  *
10  * This file is part of FFmpeg.
11  *
12  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
13  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
14  * License as published by the Free Software Foundation; either
15  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
16  *
17  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
18  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
19  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
20  * Lesser General Public License for more details.
21  *
22  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
23  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
24  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
25  */
26
27 #include <stdio.h>
28 #include <stddef.h>
29 #include <math.h>
30 #include <string.h>
31
32 #include "libavutil/crc.h"
33 #include "internal.h"
34 #include "aac_ac3_parser.h"
35 #include "ac3_parser.h"
36 #include "ac3dec.h"
37 #include "ac3dec_data.h"
38
39 /** Large enough for maximum possible frame size when the specification limit is ignored */
40 #define AC3_FRAME_BUFFER_SIZE 32768
41
42 /**
43  * table for ungrouping 3 values in 7 bits.
44  * used for exponents and bap=2 mantissas
45  */
46 static uint8_t ungroup_3_in_7_bits_tab[128][3];
47
48
49 /** tables for ungrouping mantissas */
50 static int b1_mantissas[32][3];
51 static int b2_mantissas[128][3];
52 static int b3_mantissas[8];
53 static int b4_mantissas[128][2];
54 static int b5_mantissas[16];
55
56 /**
57  * Quantization table: levels for symmetric. bits for asymmetric.
58  * reference: Table 7.18 Mapping of bap to Quantizer
59  */
60 static const uint8_t quantization_tab[16] = {
61     0, 3, 5, 7, 11, 15,
62     5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 16
63 };
64
65 /** dynamic range table. converts codes to scale factors. */
66 static float dynamic_range_tab[256];
67
68 /** Adjustments in dB gain */
69 #define LEVEL_PLUS_3DB          1.4142135623730950
70 #define LEVEL_PLUS_1POINT5DB    1.1892071150027209
71 #define LEVEL_MINUS_1POINT5DB   0.8408964152537145
72 #define LEVEL_MINUS_3DB         0.7071067811865476
73 #define LEVEL_MINUS_4POINT5DB   0.5946035575013605
74 #define LEVEL_MINUS_6DB         0.5000000000000000
75 #define LEVEL_MINUS_9DB         0.3535533905932738
76 #define LEVEL_ZERO              0.0000000000000000
77 #define LEVEL_ONE               1.0000000000000000
78
79 static const float gain_levels[9] = {
80     LEVEL_PLUS_3DB,
81     LEVEL_PLUS_1POINT5DB,
82     LEVEL_ONE,
83     LEVEL_MINUS_1POINT5DB,
84     LEVEL_MINUS_3DB,
85     LEVEL_MINUS_4POINT5DB,
86     LEVEL_MINUS_6DB,
87     LEVEL_ZERO,
88     LEVEL_MINUS_9DB
89 };
90
91 /**
92  * Table for center mix levels
93  * reference: Section 5.4.2.4 cmixlev
94  */
95 static const uint8_t center_levels[4] = { 4, 5, 6, 5 };
96
97 /**
98  * Table for surround mix levels
99  * reference: Section 5.4.2.5 surmixlev
100  */
101 static const uint8_t surround_levels[4] = { 4, 6, 7, 6 };
102
103 /**
104  * Table for default stereo downmixing coefficients
105  * reference: Section 7.8.2 Downmixing Into Two Channels
106  */
107 static const uint8_t ac3_default_coeffs[8][5][2] = {
108     { { 2, 7 }, { 7, 2 },                               },
109     { { 4, 4 },                                         },
110     { { 2, 7 }, { 7, 2 },                               },
111     { { 2, 7 }, { 5, 5 }, { 7, 2 },                     },
112     { { 2, 7 }, { 7, 2 }, { 6, 6 },                     },
113     { { 2, 7 }, { 5, 5 }, { 7, 2 }, { 8, 8 },           },
114     { { 2, 7 }, { 7, 2 }, { 6, 7 }, { 7, 6 },           },
115     { { 2, 7 }, { 5, 5 }, { 7, 2 }, { 6, 7 }, { 7, 6 }, },
116 };
117
118 /**
119  * Symmetrical Dequantization
120  * reference: Section 7.3.3 Expansion of Mantissas for Symmetrical Quantization
121  *            Tables 7.19 to 7.23
122  */
123 static inline int
124 symmetric_dequant(int code, int levels)
125 {
126     return ((code - (levels >> 1)) << 24) / levels;
127 }
128
129 /*
130  * Initialize tables at runtime.
131  */
132 static av_cold void ac3_tables_init(void)
133 {
134     int i;
135
136     /* generate table for ungrouping 3 values in 7 bits
137        reference: Section 7.1.3 Exponent Decoding */
138     for(i=0; i<128; i++) {
139         ungroup_3_in_7_bits_tab[i][0] =  i / 25;
140         ungroup_3_in_7_bits_tab[i][1] = (i % 25) / 5;
141         ungroup_3_in_7_bits_tab[i][2] = (i % 25) % 5;
142     }
143
144     /* generate grouped mantissa tables
145        reference: Section 7.3.5 Ungrouping of Mantissas */
146     for(i=0; i<32; i++) {
147         /* bap=1 mantissas */
148         b1_mantissas[i][0] = symmetric_dequant(ff_ac3_ungroup_3_in_5_bits_tab[i][0], 3);
149         b1_mantissas[i][1] = symmetric_dequant(ff_ac3_ungroup_3_in_5_bits_tab[i][1], 3);
150         b1_mantissas[i][2] = symmetric_dequant(ff_ac3_ungroup_3_in_5_bits_tab[i][2], 3);
151     }
152     for(i=0; i<128; i++) {
153         /* bap=2 mantissas */
154         b2_mantissas[i][0] = symmetric_dequant(ungroup_3_in_7_bits_tab[i][0], 5);
155         b2_mantissas[i][1] = symmetric_dequant(ungroup_3_in_7_bits_tab[i][1], 5);
156         b2_mantissas[i][2] = symmetric_dequant(ungroup_3_in_7_bits_tab[i][2], 5);
157
158         /* bap=4 mantissas */
159         b4_mantissas[i][0] = symmetric_dequant(i / 11, 11);
160         b4_mantissas[i][1] = symmetric_dequant(i % 11, 11);
161     }
162     /* generate ungrouped mantissa tables
163        reference: Tables 7.21 and 7.23 */
164     for(i=0; i<7; i++) {
165         /* bap=3 mantissas */
166         b3_mantissas[i] = symmetric_dequant(i, 7);
167     }
168     for(i=0; i<15; i++) {
169         /* bap=5 mantissas */
170         b5_mantissas[i] = symmetric_dequant(i, 15);
171     }
172
173     /* generate dynamic range table
174        reference: Section 7.7.1 Dynamic Range Control */
175     for(i=0; i<256; i++) {
176         int v = (i >> 5) - ((i >> 7) << 3) - 5;
177         dynamic_range_tab[i] = powf(2.0f, v) * ((i & 0x1F) | 0x20);
178     }
179 }
180
181
182 /**
183  * AVCodec initialization
184  */
185 static av_cold int ac3_decode_init(AVCodecContext *avctx)
186 {
187     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
188     s->avctx = avctx;
189
190     ac3_common_init();
191     ac3_tables_init();
192     ff_mdct_init(&s->imdct_256, 8, 1, 1.0);
193     ff_mdct_init(&s->imdct_512, 9, 1, 1.0);
194     ff_kbd_window_init(s->window, 5.0, 256);
195     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
196     av_lfg_init(&s->dith_state, 0);
197
198     /* set bias values for float to int16 conversion */
199     if(s->dsp.float_to_int16_interleave == ff_float_to_int16_interleave_c) {
200         s->add_bias = 385.0f;
201         s->mul_bias = 1.0f;
202     } else {
203         s->add_bias = 0.0f;
204         s->mul_bias = 32767.0f;
205     }
206
207     /* allow downmixing to stereo or mono */
208     if (avctx->channels > 0 && avctx->request_channels > 0 &&
209             avctx->request_channels < avctx->channels &&
210             avctx->request_channels <= 2) {
211         avctx->channels = avctx->request_channels;
212     }
213     s->downmixed = 1;
214
215     /* allocate context input buffer */
216     if (avctx->error_recognition >= FF_ER_CAREFUL) {
217         s->input_buffer = av_mallocz(AC3_FRAME_BUFFER_SIZE + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
218         if (!s->input_buffer)
219             return AVERROR(ENOMEM);
220     }
221
222     avctx->sample_fmt = SAMPLE_FMT_S16;
223     return 0;
224 }
225
226 /**
227  * Parse the 'sync info' and 'bit stream info' from the AC-3 bitstream.
228  * GetBitContext within AC3DecodeContext must point to
229  * the start of the synchronized AC-3 bitstream.
230  */
231 static int ac3_parse_header(AC3DecodeContext *s)
232 {
233     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
234     int i;
235
236     /* read the rest of the bsi. read twice for dual mono mode. */
237     i = !(s->channel_mode);
238     do {
239         skip_bits(gbc, 5); // skip dialog normalization
240         if (get_bits1(gbc))
241             skip_bits(gbc, 8); //skip compression
242         if (get_bits1(gbc))
243             skip_bits(gbc, 8); //skip language code
244         if (get_bits1(gbc))
245             skip_bits(gbc, 7); //skip audio production information
246     } while (i--);
247
248     skip_bits(gbc, 2); //skip copyright bit and original bitstream bit
249
250     /* skip the timecodes (or extra bitstream information for Alternate Syntax)
251        TODO: read & use the xbsi1 downmix levels */
252     if (get_bits1(gbc))
253         skip_bits(gbc, 14); //skip timecode1 / xbsi1
254     if (get_bits1(gbc))
255         skip_bits(gbc, 14); //skip timecode2 / xbsi2
256
257     /* skip additional bitstream info */
258     if (get_bits1(gbc)) {
259         i = get_bits(gbc, 6);
260         do {
261             skip_bits(gbc, 8);
262         } while(i--);
263     }
264
265     return 0;
266 }
267
268 /**
269  * Common function to parse AC-3 or E-AC-3 frame header
270  */
271 static int parse_frame_header(AC3DecodeContext *s)
272 {
273     AC3HeaderInfo hdr;
274     int err;
275
276     err = ff_ac3_parse_header(&s->gbc, &hdr);
277     if(err)
278         return err;
279
280     /* get decoding parameters from header info */
281     s->bit_alloc_params.sr_code     = hdr.sr_code;
282     s->channel_mode                 = hdr.channel_mode;
283     s->channel_layout               = hdr.channel_layout;
284     s->lfe_on                       = hdr.lfe_on;
285     s->bit_alloc_params.sr_shift    = hdr.sr_shift;
286     s->sample_rate                  = hdr.sample_rate;
287     s->bit_rate                     = hdr.bit_rate;
288     s->channels                     = hdr.channels;
289     s->fbw_channels                 = s->channels - s->lfe_on;
290     s->lfe_ch                       = s->fbw_channels + 1;
291     s->frame_size                   = hdr.frame_size;
292     s->center_mix_level             = hdr.center_mix_level;
293     s->surround_mix_level           = hdr.surround_mix_level;
294     s->num_blocks                   = hdr.num_blocks;
295     s->frame_type                   = hdr.frame_type;
296     s->substreamid                  = hdr.substreamid;
297
298     if(s->lfe_on) {
299         s->start_freq[s->lfe_ch] = 0;
300         s->end_freq[s->lfe_ch] = 7;
301         s->num_exp_groups[s->lfe_ch] = 2;
302         s->channel_in_cpl[s->lfe_ch] = 0;
303     }
304
305     if (hdr.bitstream_id <= 10) {
306         s->eac3                  = 0;
307         s->snr_offset_strategy   = 2;
308         s->block_switch_syntax   = 1;
309         s->dither_flag_syntax    = 1;
310         s->bit_allocation_syntax = 1;
311         s->fast_gain_syntax      = 0;
312         s->first_cpl_leak        = 0;
313         s->dba_syntax            = 1;
314         s->skip_syntax           = 1;
315         memset(s->channel_uses_aht, 0, sizeof(s->channel_uses_aht));
316         return ac3_parse_header(s);
317     } else if (CONFIG_EAC3_DECODER) {
318         s->eac3 = 1;
319         return ff_eac3_parse_header(s);
320     } else {
321         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "E-AC-3 support not compiled in\n");
322         return -1;
323     }
324 }
325
326 /**
327  * Set stereo downmixing coefficients based on frame header info.
328  * reference: Section 7.8.2 Downmixing Into Two Channels
329  */
330 static void set_downmix_coeffs(AC3DecodeContext *s)
331 {
332     int i;
333     float cmix = gain_levels[center_levels[s->center_mix_level]];
334     float smix = gain_levels[surround_levels[s->surround_mix_level]];
335     float norm0, norm1;
336
337     for(i=0; i<s->fbw_channels; i++) {
338         s->downmix_coeffs[i][0] = gain_levels[ac3_default_coeffs[s->channel_mode][i][0]];
339         s->downmix_coeffs[i][1] = gain_levels[ac3_default_coeffs[s->channel_mode][i][1]];
340     }
341     if(s->channel_mode > 1 && s->channel_mode & 1) {
342         s->downmix_coeffs[1][0] = s->downmix_coeffs[1][1] = cmix;
343     }
344     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_2F1R || s->channel_mode == AC3_CHMODE_3F1R) {
345         int nf = s->channel_mode - 2;
346         s->downmix_coeffs[nf][0] = s->downmix_coeffs[nf][1] = smix * LEVEL_MINUS_3DB;
347     }
348     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_2F2R || s->channel_mode == AC3_CHMODE_3F2R) {
349         int nf = s->channel_mode - 4;
350         s->downmix_coeffs[nf][0] = s->downmix_coeffs[nf+1][1] = smix;
351     }
352
353     /* renormalize */
354     norm0 = norm1 = 0.0;
355     for(i=0; i<s->fbw_channels; i++) {
356         norm0 += s->downmix_coeffs[i][0];
357         norm1 += s->downmix_coeffs[i][1];
358     }
359     norm0 = 1.0f / norm0;
360     norm1 = 1.0f / norm1;
361     for(i=0; i<s->fbw_channels; i++) {
362         s->downmix_coeffs[i][0] *= norm0;
363         s->downmix_coeffs[i][1] *= norm1;
364     }
365
366     if(s->output_mode == AC3_CHMODE_MONO) {
367         for(i=0; i<s->fbw_channels; i++)
368             s->downmix_coeffs[i][0] = (s->downmix_coeffs[i][0] + s->downmix_coeffs[i][1]) * LEVEL_MINUS_3DB;
369     }
370 }
371
372 /**
373  * Decode the grouped exponents according to exponent strategy.
374  * reference: Section 7.1.3 Exponent Decoding
375  */
376 static int decode_exponents(GetBitContext *gbc, int exp_strategy, int ngrps,
377                             uint8_t absexp, int8_t *dexps)
378 {
379     int i, j, grp, group_size;
380     int dexp[256];
381     int expacc, prevexp;
382
383     /* unpack groups */
384     group_size = exp_strategy + (exp_strategy == EXP_D45);
385     for(grp=0,i=0; grp<ngrps; grp++) {
386         expacc = get_bits(gbc, 7);
387         dexp[i++] = ungroup_3_in_7_bits_tab[expacc][0];
388         dexp[i++] = ungroup_3_in_7_bits_tab[expacc][1];
389         dexp[i++] = ungroup_3_in_7_bits_tab[expacc][2];
390     }
391
392     /* convert to absolute exps and expand groups */
393     prevexp = absexp;
394     for(i=0,j=0; i<ngrps*3; i++) {
395         prevexp += dexp[i] - 2;
396         if (prevexp > 24U)
397             return -1;
398         switch (group_size) {
399             case 4: dexps[j++] = prevexp;
400                     dexps[j++] = prevexp;
401             case 2: dexps[j++] = prevexp;
402             case 1: dexps[j++] = prevexp;
403         }
404     }
405     return 0;
406 }
407
408 /**
409  * Generate transform coefficients for each coupled channel in the coupling
410  * range using the coupling coefficients and coupling coordinates.
411  * reference: Section 7.4.3 Coupling Coordinate Format
412  */
413 static void calc_transform_coeffs_cpl(AC3DecodeContext *s)
414 {
415     int bin, band, ch;
416
417     bin = s->start_freq[CPL_CH];
418     for (band = 0; band < s->num_cpl_bands; band++) {
419         int band_start = bin;
420         int band_end = bin + s->cpl_band_sizes[band];
421         for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
422             if (s->channel_in_cpl[ch]) {
423                 int cpl_coord = s->cpl_coords[ch][band] << 5;
424                 for (bin = band_start; bin < band_end; bin++) {
425                     s->fixed_coeffs[ch][bin] = MULH(s->fixed_coeffs[CPL_CH][bin] << 4, cpl_coord);
426                 }
427                 if (ch == 2 && s->phase_flags[band]) {
428                     for (bin = band_start; bin < band_end; bin++)
429                         s->fixed_coeffs[2][bin] = -s->fixed_coeffs[2][bin];
430                 }
431             }
432         }
433         bin = band_end;
434     }
435 }
436
437 /**
438  * Grouped mantissas for 3-level 5-level and 11-level quantization
439  */
440 typedef struct {
441     int b1_mant[2];
442     int b2_mant[2];
443     int b4_mant;
444     int b1;
445     int b2;
446     int b4;
447 } mant_groups;
448
449 /**
450  * Decode the transform coefficients for a particular channel
451  * reference: Section 7.3 Quantization and Decoding of Mantissas
452  */
453 static void ac3_decode_transform_coeffs_ch(AC3DecodeContext *s, int ch_index, mant_groups *m)
454 {
455     int start_freq = s->start_freq[ch_index];
456     int end_freq = s->end_freq[ch_index];
457     uint8_t *baps = s->bap[ch_index];
458     int8_t *exps = s->dexps[ch_index];
459     int *coeffs = s->fixed_coeffs[ch_index];
460     int dither = (ch_index == CPL_CH) || s->dither_flag[ch_index];
461     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
462     int freq;
463
464     for(freq = start_freq; freq < end_freq; freq++){
465         int bap = baps[freq];
466         int mantissa;
467         switch(bap){
468             case 0:
469                 if (dither)
470                     mantissa = (av_lfg_get(&s->dith_state) & 0x7FFFFF) - 0x400000;
471                 else
472                     mantissa = 0;
473                 break;
474             case 1:
475                 if(m->b1){
476                     m->b1--;
477                     mantissa = m->b1_mant[m->b1];
478                 }
479                 else{
480                     int bits      = get_bits(gbc, 5);
481                     mantissa      = b1_mantissas[bits][0];
482                     m->b1_mant[1] = b1_mantissas[bits][1];
483                     m->b1_mant[0] = b1_mantissas[bits][2];
484                     m->b1         = 2;
485                 }
486                 break;
487             case 2:
488                 if(m->b2){
489                     m->b2--;
490                     mantissa = m->b2_mant[m->b2];
491                 }
492                 else{
493                     int bits      = get_bits(gbc, 7);
494                     mantissa      = b2_mantissas[bits][0];
495                     m->b2_mant[1] = b2_mantissas[bits][1];
496                     m->b2_mant[0] = b2_mantissas[bits][2];
497                     m->b2         = 2;
498                 }
499                 break;
500             case 3:
501                 mantissa = b3_mantissas[get_bits(gbc, 3)];
502                 break;
503             case 4:
504                 if(m->b4){
505                     m->b4 = 0;
506                     mantissa = m->b4_mant;
507                 }
508                 else{
509                     int bits   = get_bits(gbc, 7);
510                     mantissa   = b4_mantissas[bits][0];
511                     m->b4_mant = b4_mantissas[bits][1];
512                     m->b4      = 1;
513                 }
514                 break;
515             case 5:
516                 mantissa = b5_mantissas[get_bits(gbc, 4)];
517                 break;
518             default: /* 6 to 15 */
519                 mantissa = get_bits(gbc, quantization_tab[bap]);
520                 /* Shift mantissa and sign-extend it. */
521                 mantissa = (mantissa << (32-quantization_tab[bap]))>>8;
522                 break;
523         }
524         coeffs[freq] = mantissa >> exps[freq];
525     }
526 }
527
528 /**
529  * Remove random dithering from coupling range coefficients with zero-bit
530  * mantissas for coupled channels which do not use dithering.
531  * reference: Section 7.3.4 Dither for Zero Bit Mantissas (bap=0)
532  */
533 static void remove_dithering(AC3DecodeContext *s) {
534     int ch, i;
535
536     for(ch=1; ch<=s->fbw_channels; ch++) {
537         if(!s->dither_flag[ch] && s->channel_in_cpl[ch]) {
538             for(i = s->start_freq[CPL_CH]; i<s->end_freq[CPL_CH]; i++) {
539                 if(!s->bap[CPL_CH][i])
540                     s->fixed_coeffs[ch][i] = 0;
541             }
542         }
543     }
544 }
545
546 static void decode_transform_coeffs_ch(AC3DecodeContext *s, int blk, int ch,
547                                     mant_groups *m)
548 {
549     if (!s->channel_uses_aht[ch]) {
550         ac3_decode_transform_coeffs_ch(s, ch, m);
551     } else {
552         /* if AHT is used, mantissas for all blocks are encoded in the first
553            block of the frame. */
554         int bin;
555         if (!blk && CONFIG_EAC3_DECODER)
556             ff_eac3_decode_transform_coeffs_aht_ch(s, ch);
557         for (bin = s->start_freq[ch]; bin < s->end_freq[ch]; bin++) {
558             s->fixed_coeffs[ch][bin] = s->pre_mantissa[ch][bin][blk] >> s->dexps[ch][bin];
559         }
560     }
561 }
562
563 /**
564  * Decode the transform coefficients.
565  */
566 static void decode_transform_coeffs(AC3DecodeContext *s, int blk)
567 {
568     int ch, end;
569     int got_cplchan = 0;
570     mant_groups m;
571
572     m.b1 = m.b2 = m.b4 = 0;
573
574     for (ch = 1; ch <= s->channels; ch++) {
575         /* transform coefficients for full-bandwidth channel */
576         decode_transform_coeffs_ch(s, blk, ch, &m);
577         /* tranform coefficients for coupling channel come right after the
578            coefficients for the first coupled channel*/
579         if (s->channel_in_cpl[ch])  {
580             if (!got_cplchan) {
581                 decode_transform_coeffs_ch(s, blk, CPL_CH, &m);
582                 calc_transform_coeffs_cpl(s);
583                 got_cplchan = 1;
584             }
585             end = s->end_freq[CPL_CH];
586         } else {
587             end = s->end_freq[ch];
588         }
589         do
590             s->fixed_coeffs[ch][end] = 0;
591         while(++end < 256);
592     }
593
594     /* zero the dithered coefficients for appropriate channels */
595     remove_dithering(s);
596 }
597
598 /**
599  * Stereo rematrixing.
600  * reference: Section 7.5.4 Rematrixing : Decoding Technique
601  */
602 static void do_rematrixing(AC3DecodeContext *s)
603 {
604     int bnd, i;
605     int end, bndend;
606
607     end = FFMIN(s->end_freq[1], s->end_freq[2]);
608
609     for(bnd=0; bnd<s->num_rematrixing_bands; bnd++) {
610         if(s->rematrixing_flags[bnd]) {
611             bndend = FFMIN(end, ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd+1]);
612             for(i=ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd]; i<bndend; i++) {
613                 int tmp0 = s->fixed_coeffs[1][i];
614                 s->fixed_coeffs[1][i] += s->fixed_coeffs[2][i];
615                 s->fixed_coeffs[2][i]  = tmp0 - s->fixed_coeffs[2][i];
616             }
617         }
618     }
619 }
620
621 /**
622  * Inverse MDCT Transform.
623  * Convert frequency domain coefficients to time-domain audio samples.
624  * reference: Section 7.9.4 Transformation Equations
625  */
626 static inline void do_imdct(AC3DecodeContext *s, int channels)
627 {
628     int ch;
629     float add_bias = s->add_bias;
630     if(s->out_channels==1 && channels>1)
631         add_bias *= LEVEL_MINUS_3DB; // compensate for the gain in downmix
632
633     for (ch=1; ch<=channels; ch++) {
634         if (s->block_switch[ch]) {
635             int i;
636             float *x = s->tmp_output+128;
637             for(i=0; i<128; i++)
638                 x[i] = s->transform_coeffs[ch][2*i];
639             ff_imdct_half(&s->imdct_256, s->tmp_output, x);
640             s->dsp.vector_fmul_window(s->output[ch-1], s->delay[ch-1], s->tmp_output, s->window, add_bias, 128);
641             for(i=0; i<128; i++)
642                 x[i] = s->transform_coeffs[ch][2*i+1];
643             ff_imdct_half(&s->imdct_256, s->delay[ch-1], x);
644         } else {
645             ff_imdct_half(&s->imdct_512, s->tmp_output, s->transform_coeffs[ch]);
646             s->dsp.vector_fmul_window(s->output[ch-1], s->delay[ch-1], s->tmp_output, s->window, add_bias, 128);
647             memcpy(s->delay[ch-1], s->tmp_output+128, 128*sizeof(float));
648         }
649     }
650 }
651
652 /**
653  * Downmix the output to mono or stereo.
654  */
655 void ff_ac3_downmix_c(float (*samples)[256], float (*matrix)[2], int out_ch, int in_ch, int len)
656 {
657     int i, j;
658     float v0, v1;
659     if(out_ch == 2) {
660         for(i=0; i<len; i++) {
661             v0 = v1 = 0.0f;
662             for(j=0; j<in_ch; j++) {
663                 v0 += samples[j][i] * matrix[j][0];
664                 v1 += samples[j][i] * matrix[j][1];
665             }
666             samples[0][i] = v0;
667             samples[1][i] = v1;
668         }
669     } else if(out_ch == 1) {
670         for(i=0; i<len; i++) {
671             v0 = 0.0f;
672             for(j=0; j<in_ch; j++)
673                 v0 += samples[j][i] * matrix[j][0];
674             samples[0][i] = v0;
675         }
676     }
677 }
678
679 /**
680  * Upmix delay samples from stereo to original channel layout.
681  */
682 static void ac3_upmix_delay(AC3DecodeContext *s)
683 {
684     int channel_data_size = sizeof(s->delay[0]);
685     switch(s->channel_mode) {
686         case AC3_CHMODE_DUALMONO:
687         case AC3_CHMODE_STEREO:
688             /* upmix mono to stereo */
689             memcpy(s->delay[1], s->delay[0], channel_data_size);
690             break;
691         case AC3_CHMODE_2F2R:
692             memset(s->delay[3], 0, channel_data_size);
693         case AC3_CHMODE_2F1R:
694             memset(s->delay[2], 0, channel_data_size);
695             break;
696         case AC3_CHMODE_3F2R:
697             memset(s->delay[4], 0, channel_data_size);
698         case AC3_CHMODE_3F1R:
699             memset(s->delay[3], 0, channel_data_size);
700         case AC3_CHMODE_3F:
701             memcpy(s->delay[2], s->delay[1], channel_data_size);
702             memset(s->delay[1], 0, channel_data_size);
703             break;
704     }
705 }
706
707 /**
708  * Decode band structure for coupling, spectral extension, or enhanced coupling.
709  * The band structure defines how many subbands are in each band.  For each
710  * subband in the range, 1 means it is combined with the previous band, and 0
711  * means that it starts a new band.
712  *
713  * @param[in] gbc bit reader context
714  * @param[in] blk block number
715  * @param[in] eac3 flag to indicate E-AC-3
716  * @param[in] ecpl flag to indicate enhanced coupling
717  * @param[in] start_subband subband number for start of range
718  * @param[in] end_subband subband number for end of range
719  * @param[in] default_band_struct default band structure table
720  * @param[out] num_bands number of bands (optionally NULL)
721  * @param[out] band_sizes array containing the number of bins in each band (optionally NULL)
722  */
723 static void decode_band_structure(GetBitContext *gbc, int blk, int eac3,
724                                   int ecpl, int start_subband, int end_subband,
725                                   const uint8_t *default_band_struct,
726                                   int *num_bands, uint8_t *band_sizes)
727 {
728     int subbnd, bnd, n_subbands, n_bands=0;
729     uint8_t bnd_sz[22];
730     uint8_t coded_band_struct[22];
731     const uint8_t *band_struct;
732
733     n_subbands = end_subband - start_subband;
734
735     /* decode band structure from bitstream or use default */
736     if (!eac3 || get_bits1(gbc)) {
737         for (subbnd = 0; subbnd < n_subbands - 1; subbnd++) {
738             coded_band_struct[subbnd] = get_bits1(gbc);
739         }
740         band_struct = coded_band_struct;
741     } else if (!blk) {
742         band_struct = &default_band_struct[start_subband+1];
743     } else {
744         /* no change in band structure */
745         return;
746     }
747
748     /* calculate number of bands and band sizes based on band structure.
749        note that the first 4 subbands in enhanced coupling span only 6 bins
750        instead of 12. */
751     if (num_bands || band_sizes ) {
752         n_bands = n_subbands;
753         bnd_sz[0] = ecpl ? 6 : 12;
754         for (bnd = 0, subbnd = 1; subbnd < n_subbands; subbnd++) {
755             int subbnd_size = (ecpl && subbnd < 4) ? 6 : 12;
756             if (band_struct[subbnd-1]) {
757                 n_bands--;
758                 bnd_sz[bnd] += subbnd_size;
759             } else {
760                 bnd_sz[++bnd] = subbnd_size;
761             }
762         }
763     }
764
765     /* set optional output params */
766     if (num_bands)
767         *num_bands = n_bands;
768     if (band_sizes)
769         memcpy(band_sizes, bnd_sz, n_bands);
770 }
771
772 /**
773  * Decode a single audio block from the AC-3 bitstream.
774  */
775 static int decode_audio_block(AC3DecodeContext *s, int blk)
776 {
777     int fbw_channels = s->fbw_channels;
778     int channel_mode = s->channel_mode;
779     int i, bnd, seg, ch;
780     int different_transforms;
781     int downmix_output;
782     int cpl_in_use;
783     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
784     uint8_t bit_alloc_stages[AC3_MAX_CHANNELS];
785
786     memset(bit_alloc_stages, 0, AC3_MAX_CHANNELS);
787
788     /* block switch flags */
789     different_transforms = 0;
790     if (s->block_switch_syntax) {
791         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
792             s->block_switch[ch] = get_bits1(gbc);
793             if(ch > 1 && s->block_switch[ch] != s->block_switch[1])
794                 different_transforms = 1;
795         }
796     }
797
798     /* dithering flags */
799     if (s->dither_flag_syntax) {
800         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
801             s->dither_flag[ch] = get_bits1(gbc);
802         }
803     }
804
805     /* dynamic range */
806     i = !(s->channel_mode);
807     do {
808         if(get_bits1(gbc)) {
809             s->dynamic_range[i] = ((dynamic_range_tab[get_bits(gbc, 8)]-1.0) *
810                                   s->avctx->drc_scale)+1.0;
811         } else if(blk == 0) {
812             s->dynamic_range[i] = 1.0f;
813         }
814     } while(i--);
815
816     /* spectral extension strategy */
817     if (s->eac3 && (!blk || get_bits1(gbc))) {
818         s->spx_in_use = get_bits1(gbc);
819         if (s->spx_in_use) {
820             int dst_start_freq, dst_end_freq, src_start_freq,
821                 start_subband, end_subband;
822
823             /* determine which channels use spx */
824             if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_MONO) {
825                 s->channel_uses_spx[1] = 1;
826             } else {
827                 for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++)
828                     s->channel_uses_spx[ch] = get_bits1(gbc);
829             }
830
831             /* get the frequency bins of the spx copy region and the spx start
832                and end subbands */
833             dst_start_freq = get_bits(gbc, 2);
834             start_subband  = get_bits(gbc, 3) + 2;
835             if (start_subband > 7)
836                 start_subband += start_subband - 7;
837             end_subband    = get_bits(gbc, 3) + 5;
838             if (end_subband   > 7)
839                 end_subband   += end_subband   - 7;
840             dst_start_freq = dst_start_freq * 12 + 25;
841             src_start_freq = start_subband  * 12 + 25;
842             dst_end_freq   = end_subband    * 12 + 25;
843
844             /* check validity of spx ranges */
845             if (start_subband >= end_subband) {
846                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid spectral extension "
847                        "range (%d >= %d)\n", start_subband, end_subband);
848                 return -1;
849             }
850             if (dst_start_freq >= src_start_freq) {
851                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid spectral extension "
852                        "copy start bin (%d >= %d)\n", dst_start_freq, src_start_freq);
853                 return -1;
854             }
855
856             s->spx_dst_start_freq = dst_start_freq;
857             s->spx_src_start_freq = src_start_freq;
858             s->spx_dst_end_freq   = dst_end_freq;
859
860             decode_band_structure(gbc, blk, s->eac3, 0,
861                                   start_subband, end_subband,
862                                   ff_eac3_default_spx_band_struct,
863                                   &s->num_spx_bands,
864                                   s->spx_band_sizes);
865         } else {
866             for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
867                 s->channel_uses_spx[ch] = 0;
868                 s->first_spx_coords[ch] = 1;
869             }
870         }
871     }
872
873     /* spectral extension coordinates */
874     if (s->spx_in_use) {
875         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
876             if (s->channel_uses_spx[ch]) {
877                 if (s->first_spx_coords[ch] || get_bits1(gbc)) {
878                     float spx_blend;
879                     int bin, master_spx_coord;
880
881                     s->first_spx_coords[ch] = 0;
882                     spx_blend = get_bits(gbc, 5) * (1.0f/32);
883                     master_spx_coord = get_bits(gbc, 2) * 3;
884
885                     bin = s->spx_src_start_freq;
886                     for (bnd = 0; bnd < s->num_spx_bands; bnd++) {
887                         int bandsize;
888                         int spx_coord_exp, spx_coord_mant;
889                         float nratio, sblend, nblend, spx_coord;
890
891                         /* calculate blending factors */
892                         bandsize = s->spx_band_sizes[bnd];
893                         nratio = ((float)((bin + (bandsize >> 1))) / s->spx_dst_end_freq) - spx_blend;
894                         nratio = av_clipf(nratio, 0.0f, 1.0f);
895                         nblend = sqrtf(3.0f * nratio); // noise is scaled by sqrt(3) to give unity variance
896                         sblend = sqrtf(1.0f - nratio);
897                         bin += bandsize;
898
899                         /* decode spx coordinates */
900                         spx_coord_exp  = get_bits(gbc, 4);
901                         spx_coord_mant = get_bits(gbc, 2);
902                         if (spx_coord_exp == 15) spx_coord_mant <<= 1;
903                         else                     spx_coord_mant += 4;
904                         spx_coord_mant <<= (25 - spx_coord_exp - master_spx_coord);
905                         spx_coord = spx_coord_mant * (1.0f/(1<<23));
906
907                         /* multiply noise and signal blending factors by spx coordinate */
908                         s->spx_noise_blend [ch][bnd] = nblend * spx_coord;
909                         s->spx_signal_blend[ch][bnd] = sblend * spx_coord;
910                     }
911                 }
912             } else {
913                 s->first_spx_coords[ch] = 1;
914             }
915         }
916     }
917
918     /* coupling strategy */
919     if (s->eac3 ? s->cpl_strategy_exists[blk] : get_bits1(gbc)) {
920         memset(bit_alloc_stages, 3, AC3_MAX_CHANNELS);
921         if (!s->eac3)
922             s->cpl_in_use[blk] = get_bits1(gbc);
923         if (s->cpl_in_use[blk]) {
924             /* coupling in use */
925             int cpl_start_subband, cpl_end_subband;
926
927             if (channel_mode < AC3_CHMODE_STEREO) {
928                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "coupling not allowed in mono or dual-mono\n");
929                 return -1;
930             }
931
932             /* check for enhanced coupling */
933             if (s->eac3 && get_bits1(gbc)) {
934                 /* TODO: parse enhanced coupling strategy info */
935                 av_log_missing_feature(s->avctx, "Enhanced coupling", 1);
936                 return -1;
937             }
938
939             /* determine which channels are coupled */
940             if (s->eac3 && s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
941                 s->channel_in_cpl[1] = 1;
942                 s->channel_in_cpl[2] = 1;
943             } else {
944                 for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++)
945                     s->channel_in_cpl[ch] = get_bits1(gbc);
946             }
947
948             /* phase flags in use */
949             if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
950                 s->phase_flags_in_use = get_bits1(gbc);
951
952             /* coupling frequency range */
953             cpl_start_subband = get_bits(gbc, 4);
954             cpl_end_subband = s->spx_in_use ? (s->spx_src_start_freq - 37) / 12 :
955                                               get_bits(gbc, 4) + 3;
956             if (cpl_start_subband >= cpl_end_subband) {
957                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid coupling range (%d >= %d)\n",
958                        cpl_start_subband, cpl_end_subband);
959                 return -1;
960             }
961             s->start_freq[CPL_CH] = cpl_start_subband * 12 + 37;
962             s->end_freq[CPL_CH]   = cpl_end_subband   * 12 + 37;
963
964             decode_band_structure(gbc, blk, s->eac3, 0, cpl_start_subband,
965                                   cpl_end_subband,
966                                   ff_eac3_default_cpl_band_struct,
967                                   &s->num_cpl_bands, s->cpl_band_sizes);
968         } else {
969             /* coupling not in use */
970             for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
971                 s->channel_in_cpl[ch] = 0;
972                 s->first_cpl_coords[ch] = 1;
973             }
974             s->first_cpl_leak = s->eac3;
975             s->phase_flags_in_use = 0;
976         }
977     } else if (!s->eac3) {
978         if(!blk) {
979             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling strategy must be present in block 0\n");
980             return -1;
981         } else {
982             s->cpl_in_use[blk] = s->cpl_in_use[blk-1];
983         }
984     }
985     cpl_in_use = s->cpl_in_use[blk];
986
987     /* coupling coordinates */
988     if (cpl_in_use) {
989         int cpl_coords_exist = 0;
990
991         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
992             if (s->channel_in_cpl[ch]) {
993                 if ((s->eac3 && s->first_cpl_coords[ch]) || get_bits1(gbc)) {
994                     int master_cpl_coord, cpl_coord_exp, cpl_coord_mant;
995                     s->first_cpl_coords[ch] = 0;
996                     cpl_coords_exist = 1;
997                     master_cpl_coord = 3 * get_bits(gbc, 2);
998                     for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_bands; bnd++) {
999                         cpl_coord_exp = get_bits(gbc, 4);
1000                         cpl_coord_mant = get_bits(gbc, 4);
1001                         if (cpl_coord_exp == 15)
1002                             s->cpl_coords[ch][bnd] = cpl_coord_mant << 22;
1003                         else
1004                             s->cpl_coords[ch][bnd] = (cpl_coord_mant + 16) << 21;
1005                         s->cpl_coords[ch][bnd] >>= (cpl_coord_exp + master_cpl_coord);
1006                     }
1007                 } else if (!blk) {
1008                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling coordinates must be present in block 0\n");
1009                     return -1;
1010                 }
1011             } else {
1012                 /* channel not in coupling */
1013                 s->first_cpl_coords[ch] = 1;
1014             }
1015         }
1016         /* phase flags */
1017         if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO && cpl_coords_exist) {
1018             for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_bands; bnd++) {
1019                 s->phase_flags[bnd] = s->phase_flags_in_use? get_bits1(gbc) : 0;
1020             }
1021         }
1022     }
1023
1024     /* stereo rematrixing strategy and band structure */
1025     if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
1026         if ((s->eac3 && !blk) || get_bits1(gbc)) {
1027             s->num_rematrixing_bands = 4;
1028             if (cpl_in_use && s->start_freq[CPL_CH] <= 61) {
1029                 s->num_rematrixing_bands -= 1 + (s->start_freq[CPL_CH] == 37);
1030             } else if (s->spx_in_use && s->spx_src_start_freq <= 61) {
1031                 s->num_rematrixing_bands--;
1032             }
1033             for(bnd=0; bnd<s->num_rematrixing_bands; bnd++)
1034                 s->rematrixing_flags[bnd] = get_bits1(gbc);
1035         } else if (!blk) {
1036             av_log(s->avctx, AV_LOG_WARNING, "Warning: new rematrixing strategy not present in block 0\n");
1037             s->num_rematrixing_bands = 0;
1038         }
1039     }
1040
1041     /* exponent strategies for each channel */
1042     for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1043         if (!s->eac3)
1044             s->exp_strategy[blk][ch] = get_bits(gbc, 2 - (ch == s->lfe_ch));
1045         if(s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE)
1046             bit_alloc_stages[ch] = 3;
1047     }
1048
1049     /* channel bandwidth */
1050     for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
1051         s->start_freq[ch] = 0;
1052         if (s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE) {
1053             int group_size;
1054             int prev = s->end_freq[ch];
1055             if (s->channel_in_cpl[ch])
1056                 s->end_freq[ch] = s->start_freq[CPL_CH];
1057             else if (s->channel_uses_spx[ch])
1058                 s->end_freq[ch] = s->spx_src_start_freq;
1059             else {
1060                 int bandwidth_code = get_bits(gbc, 6);
1061                 if (bandwidth_code > 60) {
1062                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "bandwidth code = %d > 60\n", bandwidth_code);
1063                     return -1;
1064                 }
1065                 s->end_freq[ch] = bandwidth_code * 3 + 73;
1066             }
1067             group_size = 3 << (s->exp_strategy[blk][ch] - 1);
1068             s->num_exp_groups[ch] = (s->end_freq[ch]+group_size-4) / group_size;
1069             if(blk > 0 && s->end_freq[ch] != prev)
1070                 memset(bit_alloc_stages, 3, AC3_MAX_CHANNELS);
1071         }
1072     }
1073     if (cpl_in_use && s->exp_strategy[blk][CPL_CH] != EXP_REUSE) {
1074         s->num_exp_groups[CPL_CH] = (s->end_freq[CPL_CH] - s->start_freq[CPL_CH]) /
1075                                     (3 << (s->exp_strategy[blk][CPL_CH] - 1));
1076     }
1077
1078     /* decode exponents for each channel */
1079     for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1080         if (s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE) {
1081             s->dexps[ch][0] = get_bits(gbc, 4) << !ch;
1082             if (decode_exponents(gbc, s->exp_strategy[blk][ch],
1083                                  s->num_exp_groups[ch], s->dexps[ch][0],
1084                                  &s->dexps[ch][s->start_freq[ch]+!!ch])) {
1085                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "exponent out-of-range\n");
1086                 return -1;
1087             }
1088             if(ch != CPL_CH && ch != s->lfe_ch)
1089                 skip_bits(gbc, 2); /* skip gainrng */
1090         }
1091     }
1092
1093     /* bit allocation information */
1094     if (s->bit_allocation_syntax) {
1095         if (get_bits1(gbc)) {
1096             s->bit_alloc_params.slow_decay = ff_ac3_slow_decay_tab[get_bits(gbc, 2)] >> s->bit_alloc_params.sr_shift;
1097             s->bit_alloc_params.fast_decay = ff_ac3_fast_decay_tab[get_bits(gbc, 2)] >> s->bit_alloc_params.sr_shift;
1098             s->bit_alloc_params.slow_gain  = ff_ac3_slow_gain_tab[get_bits(gbc, 2)];
1099             s->bit_alloc_params.db_per_bit = ff_ac3_db_per_bit_tab[get_bits(gbc, 2)];
1100             s->bit_alloc_params.floor  = ff_ac3_floor_tab[get_bits(gbc, 3)];
1101             for(ch=!cpl_in_use; ch<=s->channels; ch++)
1102                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1103         } else if (!blk) {
1104             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new bit allocation info must be present in block 0\n");
1105             return -1;
1106         }
1107     }
1108
1109     /* signal-to-noise ratio offsets and fast gains (signal-to-mask ratios) */
1110     if(!s->eac3 || !blk){
1111         if(s->snr_offset_strategy && get_bits1(gbc)) {
1112             int snr = 0;
1113             int csnr;
1114             csnr = (get_bits(gbc, 6) - 15) << 4;
1115             for (i = ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1116                 /* snr offset */
1117                 if (ch == i || s->snr_offset_strategy == 2)
1118                     snr = (csnr + get_bits(gbc, 4)) << 2;
1119                 /* run at least last bit allocation stage if snr offset changes */
1120                 if(blk && s->snr_offset[ch] != snr) {
1121                     bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 1);
1122                 }
1123                 s->snr_offset[ch] = snr;
1124
1125                 /* fast gain (normal AC-3 only) */
1126                 if (!s->eac3) {
1127                     int prev = s->fast_gain[ch];
1128                     s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[get_bits(gbc, 3)];
1129                     /* run last 2 bit allocation stages if fast gain changes */
1130                     if(blk && prev != s->fast_gain[ch])
1131                         bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1132                 }
1133             }
1134         } else if (!s->eac3 && !blk) {
1135             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new snr offsets must be present in block 0\n");
1136             return -1;
1137         }
1138     }
1139
1140     /* fast gain (E-AC-3 only) */
1141     if (s->fast_gain_syntax && get_bits1(gbc)) {
1142         for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1143             int prev = s->fast_gain[ch];
1144             s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[get_bits(gbc, 3)];
1145             /* run last 2 bit allocation stages if fast gain changes */
1146             if(blk && prev != s->fast_gain[ch])
1147                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1148         }
1149     } else if (s->eac3 && !blk) {
1150         for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++)
1151             s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[4];
1152     }
1153
1154     /* E-AC-3 to AC-3 converter SNR offset */
1155     if (s->frame_type == EAC3_FRAME_TYPE_INDEPENDENT && get_bits1(gbc)) {
1156         skip_bits(gbc, 10); // skip converter snr offset
1157     }
1158
1159     /* coupling leak information */
1160     if (cpl_in_use) {
1161         if (s->first_cpl_leak || get_bits1(gbc)) {
1162             int fl = get_bits(gbc, 3);
1163             int sl = get_bits(gbc, 3);
1164             /* run last 2 bit allocation stages for coupling channel if
1165                coupling leak changes */
1166             if(blk && (fl != s->bit_alloc_params.cpl_fast_leak ||
1167                        sl != s->bit_alloc_params.cpl_slow_leak)) {
1168                 bit_alloc_stages[CPL_CH] = FFMAX(bit_alloc_stages[CPL_CH], 2);
1169             }
1170             s->bit_alloc_params.cpl_fast_leak = fl;
1171             s->bit_alloc_params.cpl_slow_leak = sl;
1172         } else if (!s->eac3 && !blk) {
1173             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling leak info must be present in block 0\n");
1174             return -1;
1175         }
1176         s->first_cpl_leak = 0;
1177     }
1178
1179     /* delta bit allocation information */
1180     if (s->dba_syntax && get_bits1(gbc)) {
1181         /* delta bit allocation exists (strategy) */
1182         for (ch = !cpl_in_use; ch <= fbw_channels; ch++) {
1183             s->dba_mode[ch] = get_bits(gbc, 2);
1184             if (s->dba_mode[ch] == DBA_RESERVED) {
1185                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "delta bit allocation strategy reserved\n");
1186                 return -1;
1187             }
1188             bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1189         }
1190         /* channel delta offset, len and bit allocation */
1191         for (ch = !cpl_in_use; ch <= fbw_channels; ch++) {
1192             if (s->dba_mode[ch] == DBA_NEW) {
1193                 s->dba_nsegs[ch] = get_bits(gbc, 3);
1194                 for (seg = 0; seg <= s->dba_nsegs[ch]; seg++) {
1195                     s->dba_offsets[ch][seg] = get_bits(gbc, 5);
1196                     s->dba_lengths[ch][seg] = get_bits(gbc, 4);
1197                     s->dba_values[ch][seg] = get_bits(gbc, 3);
1198                 }
1199                 /* run last 2 bit allocation stages if new dba values */
1200                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1201             }
1202         }
1203     } else if(blk == 0) {
1204         for(ch=0; ch<=s->channels; ch++) {
1205             s->dba_mode[ch] = DBA_NONE;
1206         }
1207     }
1208
1209     /* Bit allocation */
1210     for(ch=!cpl_in_use; ch<=s->channels; ch++) {
1211         if(bit_alloc_stages[ch] > 2) {
1212             /* Exponent mapping into PSD and PSD integration */
1213             ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(s->dexps[ch],
1214                                       s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1215                                       s->psd[ch], s->band_psd[ch]);
1216         }
1217         if(bit_alloc_stages[ch] > 1) {
1218             /* Compute excitation function, Compute masking curve, and
1219                Apply delta bit allocation */
1220             if (ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(&s->bit_alloc_params, s->band_psd[ch],
1221                                            s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1222                                            s->fast_gain[ch], (ch == s->lfe_ch),
1223                                            s->dba_mode[ch], s->dba_nsegs[ch],
1224                                            s->dba_offsets[ch], s->dba_lengths[ch],
1225                                            s->dba_values[ch], s->mask[ch])) {
1226                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "error in bit allocation\n");
1227                 return -1;
1228             }
1229         }
1230         if(bit_alloc_stages[ch] > 0) {
1231             /* Compute bit allocation */
1232             const uint8_t *bap_tab = s->channel_uses_aht[ch] ?
1233                                      ff_eac3_hebap_tab : ff_ac3_bap_tab;
1234             ff_ac3_bit_alloc_calc_bap(s->mask[ch], s->psd[ch],
1235                                       s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1236                                       s->snr_offset[ch],
1237                                       s->bit_alloc_params.floor,
1238                                       bap_tab, s->bap[ch]);
1239         }
1240     }
1241
1242     /* unused dummy data */
1243     if (s->skip_syntax && get_bits1(gbc)) {
1244         int skipl = get_bits(gbc, 9);
1245         while(skipl--)
1246             skip_bits(gbc, 8);
1247     }
1248
1249     /* unpack the transform coefficients
1250        this also uncouples channels if coupling is in use. */
1251     decode_transform_coeffs(s, blk);
1252
1253     /* TODO: generate enhanced coupling coordinates and uncouple */
1254
1255     /* recover coefficients if rematrixing is in use */
1256     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
1257         do_rematrixing(s);
1258
1259     /* apply scaling to coefficients (headroom, dynrng) */
1260     for(ch=1; ch<=s->channels; ch++) {
1261         float gain = s->mul_bias / 4194304.0f;
1262         if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_DUALMONO) {
1263             gain *= s->dynamic_range[2-ch];
1264         } else {
1265             gain *= s->dynamic_range[0];
1266         }
1267         s->dsp.int32_to_float_fmul_scalar(s->transform_coeffs[ch], s->fixed_coeffs[ch], gain, 256);
1268     }
1269
1270     /* apply spectral extension to high frequency bins */
1271     if (s->spx_in_use) {
1272         ff_eac3_apply_spectral_extension(s);
1273     }
1274
1275     /* downmix and MDCT. order depends on whether block switching is used for
1276        any channel in this block. this is because coefficients for the long
1277        and short transforms cannot be mixed. */
1278     downmix_output = s->channels != s->out_channels &&
1279                      !((s->output_mode & AC3_OUTPUT_LFEON) &&
1280                      s->fbw_channels == s->out_channels);
1281     if(different_transforms) {
1282         /* the delay samples have already been downmixed, so we upmix the delay
1283            samples in order to reconstruct all channels before downmixing. */
1284         if(s->downmixed) {
1285             s->downmixed = 0;
1286             ac3_upmix_delay(s);
1287         }
1288
1289         do_imdct(s, s->channels);
1290
1291         if(downmix_output) {
1292             s->dsp.ac3_downmix(s->output, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 256);
1293         }
1294     } else {
1295         if(downmix_output) {
1296             s->dsp.ac3_downmix(s->transform_coeffs+1, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 256);
1297         }
1298
1299         if(downmix_output && !s->downmixed) {
1300             s->downmixed = 1;
1301             s->dsp.ac3_downmix(s->delay, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 128);
1302         }
1303
1304         do_imdct(s, s->out_channels);
1305     }
1306
1307     return 0;
1308 }
1309
1310 /**
1311  * Decode a single AC-3 frame.
1312  */
1313 static int ac3_decode_frame(AVCodecContext * avctx, void *data, int *data_size,
1314                             AVPacket *avpkt)
1315 {
1316     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1317     int buf_size = avpkt->size;
1318     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
1319     int16_t *out_samples = (int16_t *)data;
1320     int blk, ch, err;
1321     const uint8_t *channel_map;
1322     const float *output[AC3_MAX_CHANNELS];
1323
1324     /* initialize the GetBitContext with the start of valid AC-3 Frame */
1325     if (s->input_buffer) {
1326         /* copy input buffer to decoder context to avoid reading past the end
1327            of the buffer, which can be caused by a damaged input stream. */
1328         memcpy(s->input_buffer, buf, FFMIN(buf_size, AC3_FRAME_BUFFER_SIZE));
1329         init_get_bits(&s->gbc, s->input_buffer, buf_size * 8);
1330     } else {
1331         init_get_bits(&s->gbc, buf, buf_size * 8);
1332     }
1333
1334     /* parse the syncinfo */
1335     *data_size = 0;
1336     err = parse_frame_header(s);
1337
1338     if (err) {
1339         switch(err) {
1340             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_SYNC:
1341                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "frame sync error\n");
1342                 return -1;
1343             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_BSID:
1344                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid bitstream id\n");
1345                 break;
1346             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_SAMPLE_RATE:
1347                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sample rate\n");
1348                 break;
1349             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE:
1350                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid frame size\n");
1351                 break;
1352             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_TYPE:
1353                 /* skip frame if CRC is ok. otherwise use error concealment. */
1354                 /* TODO: add support for substreams and dependent frames */
1355                 if(s->frame_type == EAC3_FRAME_TYPE_DEPENDENT || s->substreamid) {
1356                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported frame type : skipping frame\n");
1357                     return s->frame_size;
1358                 } else {
1359                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid frame type\n");
1360                 }
1361                 break;
1362             default:
1363                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid header\n");
1364                 break;
1365         }
1366     } else {
1367         /* check that reported frame size fits in input buffer */
1368         if (s->frame_size > buf_size) {
1369             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "incomplete frame\n");
1370             err = AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE;
1371         } else if (avctx->error_recognition >= FF_ER_CAREFUL) {
1372             /* check for crc mismatch */
1373             if (av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0, &buf[2], s->frame_size-2)) {
1374                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "frame CRC mismatch\n");
1375                 err = AAC_AC3_PARSE_ERROR_CRC;
1376             }
1377         }
1378     }
1379
1380     /* if frame is ok, set audio parameters */
1381     if (!err) {
1382         avctx->sample_rate = s->sample_rate;
1383         avctx->bit_rate = s->bit_rate;
1384
1385         /* channel config */
1386         s->out_channels = s->channels;
1387         s->output_mode = s->channel_mode;
1388         if(s->lfe_on)
1389             s->output_mode |= AC3_OUTPUT_LFEON;
1390         if (avctx->request_channels > 0 && avctx->request_channels <= 2 &&
1391                 avctx->request_channels < s->channels) {
1392             s->out_channels = avctx->request_channels;
1393             s->output_mode  = avctx->request_channels == 1 ? AC3_CHMODE_MONO : AC3_CHMODE_STEREO;
1394             s->channel_layout = ff_ac3_channel_layout_tab[s->output_mode];
1395         }
1396         avctx->channels = s->out_channels;
1397         avctx->channel_layout = s->channel_layout;
1398
1399         /* set downmixing coefficients if needed */
1400         if(s->channels != s->out_channels && !((s->output_mode & AC3_OUTPUT_LFEON) &&
1401                 s->fbw_channels == s->out_channels)) {
1402             set_downmix_coeffs(s);
1403         }
1404     } else if (!s->out_channels) {
1405         s->out_channels = avctx->channels;
1406         if(s->out_channels < s->channels)
1407             s->output_mode  = s->out_channels == 1 ? AC3_CHMODE_MONO : AC3_CHMODE_STEREO;
1408     }
1409
1410     /* decode the audio blocks */
1411     channel_map = ff_ac3_dec_channel_map[s->output_mode & ~AC3_OUTPUT_LFEON][s->lfe_on];
1412     for (ch = 0; ch < s->out_channels; ch++)
1413         output[ch] = s->output[channel_map[ch]];
1414     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
1415         if (!err && decode_audio_block(s, blk)) {
1416             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "error decoding the audio block\n");
1417             err = 1;
1418         }
1419         s->dsp.float_to_int16_interleave(out_samples, output, 256, s->out_channels);
1420         out_samples += 256 * s->out_channels;
1421     }
1422     *data_size = s->num_blocks * 256 * avctx->channels * sizeof (int16_t);
1423     return FFMIN(buf_size, s->frame_size);
1424 }
1425
1426 /**
1427  * Uninitialize the AC-3 decoder.
1428  */
1429 static av_cold int ac3_decode_end(AVCodecContext *avctx)
1430 {
1431     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
1432     ff_mdct_end(&s->imdct_512);
1433     ff_mdct_end(&s->imdct_256);
1434
1435     av_freep(&s->input_buffer);
1436
1437     return 0;
1438 }
1439
1440 AVCodec ac3_decoder = {
1441     .name = "ac3",
1442     .type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1443     .id = CODEC_ID_AC3,
1444     .priv_data_size = sizeof (AC3DecodeContext),
1445     .init = ac3_decode_init,
1446     .close = ac3_decode_end,
1447     .decode = ac3_decode_frame,
1448     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATSC A/52A (AC-3)"),
1449 };
1450
1451 #if CONFIG_EAC3_DECODER
1452 AVCodec eac3_decoder = {
1453     .name = "eac3",
1454     .type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1455     .id = CODEC_ID_EAC3,
1456     .priv_data_size = sizeof (AC3DecodeContext),
1457     .init = ac3_decode_init,
1458     .close = ac3_decode_end,
1459     .decode = ac3_decode_frame,
1460     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATSC A/52B (AC-3, E-AC-3)"),
1461 };
1462 #endif