291d8f3ab4a9b2fc1db93f5ba31561953fac7c60
[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  * Portions of this code are derived from liba52
11  * http://liba52.sourceforge.net
12  * Copyright (C) 2000-2003 Michel Lespinasse <walken@zoy.org>
13  * Copyright (C) 1999-2000 Aaron Holtzman <aholtzma@ess.engr.uvic.ca>
14  *
15  * This file is part of FFmpeg.
16  *
17  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
18  * modify it under the terms of the GNU General Public
19  * License as published by the Free Software Foundation; either
20  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
21  *
22  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
25  * General Public License for more details.
26  *
27  * You should have received a copy of the GNU General Public
28  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
29  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
30  */
31
32 #include <stdio.h>
33 #include <stddef.h>
34 #include <math.h>
35 #include <string.h>
36
37 #include "libavutil/crc.h"
38 #include "ac3_parser.h"
39 #include "ac3dec.h"
40 #include "ac3dec_data.h"
41
42 /** Large enough for maximum possible frame size when the specification limit is ignored */
43 #define AC3_FRAME_BUFFER_SIZE 32768
44
45 /**
46  * table for ungrouping 3 values in 7 bits.
47  * used for exponents and bap=2 mantissas
48  */
49 static uint8_t ungroup_3_in_7_bits_tab[128][3];
50
51
52 /** tables for ungrouping mantissas */
53 static int b1_mantissas[32][3];
54 static int b2_mantissas[128][3];
55 static int b3_mantissas[8];
56 static int b4_mantissas[128][2];
57 static int b5_mantissas[16];
58
59 /**
60  * Quantization table: levels for symmetric. bits for asymmetric.
61  * reference: Table 7.18 Mapping of bap to Quantizer
62  */
63 static const uint8_t quantization_tab[16] = {
64     0, 3, 5, 7, 11, 15,
65     5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 16
66 };
67
68 /** dynamic range table. converts codes to scale factors. */
69 static float dynamic_range_tab[256];
70
71 /** Adjustments in dB gain */
72 #define LEVEL_PLUS_3DB          1.4142135623730950
73 #define LEVEL_PLUS_1POINT5DB    1.1892071150027209
74 #define LEVEL_MINUS_1POINT5DB   0.8408964152537145
75 #define LEVEL_MINUS_3DB         0.7071067811865476
76 #define LEVEL_MINUS_4POINT5DB   0.5946035575013605
77 #define LEVEL_MINUS_6DB         0.5000000000000000
78 #define LEVEL_MINUS_9DB         0.3535533905932738
79 #define LEVEL_ZERO              0.0000000000000000
80 #define LEVEL_ONE               1.0000000000000000
81
82 static const float gain_levels[9] = {
83     LEVEL_PLUS_3DB,
84     LEVEL_PLUS_1POINT5DB,
85     LEVEL_ONE,
86     LEVEL_MINUS_1POINT5DB,
87     LEVEL_MINUS_3DB,
88     LEVEL_MINUS_4POINT5DB,
89     LEVEL_MINUS_6DB,
90     LEVEL_ZERO,
91     LEVEL_MINUS_9DB
92 };
93
94 /**
95  * Table for center mix levels
96  * reference: Section 5.4.2.4 cmixlev
97  */
98 static const uint8_t center_levels[4] = { 4, 5, 6, 5 };
99
100 /**
101  * Table for surround mix levels
102  * reference: Section 5.4.2.5 surmixlev
103  */
104 static const uint8_t surround_levels[4] = { 4, 6, 7, 6 };
105
106 /**
107  * Table for default stereo downmixing coefficients
108  * reference: Section 7.8.2 Downmixing Into Two Channels
109  */
110 static const uint8_t ac3_default_coeffs[8][5][2] = {
111     { { 2, 7 }, { 7, 2 },                               },
112     { { 4, 4 },                                         },
113     { { 2, 7 }, { 7, 2 },                               },
114     { { 2, 7 }, { 5, 5 }, { 7, 2 },                     },
115     { { 2, 7 }, { 7, 2 }, { 6, 6 },                     },
116     { { 2, 7 }, { 5, 5 }, { 7, 2 }, { 8, 8 },           },
117     { { 2, 7 }, { 7, 2 }, { 6, 7 }, { 7, 6 },           },
118     { { 2, 7 }, { 5, 5 }, { 7, 2 }, { 6, 7 }, { 7, 6 }, },
119 };
120
121 /**
122  * Symmetrical Dequantization
123  * reference: Section 7.3.3 Expansion of Mantissas for Symmetrical Quantization
124  *            Tables 7.19 to 7.23
125  */
126 static inline int
127 symmetric_dequant(int code, int levels)
128 {
129     return ((code - (levels >> 1)) << 24) / levels;
130 }
131
132 /*
133  * Initialize tables at runtime.
134  */
135 static av_cold void ac3_tables_init(void)
136 {
137     int i;
138
139     /* generate table for ungrouping 3 values in 7 bits
140        reference: Section 7.1.3 Exponent Decoding */
141     for(i=0; i<128; i++) {
142         ungroup_3_in_7_bits_tab[i][0] =  i / 25;
143         ungroup_3_in_7_bits_tab[i][1] = (i % 25) / 5;
144         ungroup_3_in_7_bits_tab[i][2] = (i % 25) % 5;
145     }
146
147     /* generate grouped mantissa tables
148        reference: Section 7.3.5 Ungrouping of Mantissas */
149     for(i=0; i<32; i++) {
150         /* bap=1 mantissas */
151         b1_mantissas[i][0] = symmetric_dequant(ff_ac3_ungroup_3_in_5_bits_tab[i][0], 3);
152         b1_mantissas[i][1] = symmetric_dequant(ff_ac3_ungroup_3_in_5_bits_tab[i][1], 3);
153         b1_mantissas[i][2] = symmetric_dequant(ff_ac3_ungroup_3_in_5_bits_tab[i][2], 3);
154     }
155     for(i=0; i<128; i++) {
156         /* bap=2 mantissas */
157         b2_mantissas[i][0] = symmetric_dequant(ungroup_3_in_7_bits_tab[i][0], 5);
158         b2_mantissas[i][1] = symmetric_dequant(ungroup_3_in_7_bits_tab[i][1], 5);
159         b2_mantissas[i][2] = symmetric_dequant(ungroup_3_in_7_bits_tab[i][2], 5);
160
161         /* bap=4 mantissas */
162         b4_mantissas[i][0] = symmetric_dequant(i / 11, 11);
163         b4_mantissas[i][1] = symmetric_dequant(i % 11, 11);
164     }
165     /* generate ungrouped mantissa tables
166        reference: Tables 7.21 and 7.23 */
167     for(i=0; i<7; i++) {
168         /* bap=3 mantissas */
169         b3_mantissas[i] = symmetric_dequant(i, 7);
170     }
171     for(i=0; i<15; i++) {
172         /* bap=5 mantissas */
173         b5_mantissas[i] = symmetric_dequant(i, 15);
174     }
175
176     /* generate dynamic range table
177        reference: Section 7.7.1 Dynamic Range Control */
178     for(i=0; i<256; i++) {
179         int v = (i >> 5) - ((i >> 7) << 3) - 5;
180         dynamic_range_tab[i] = powf(2.0f, v) * ((i & 0x1F) | 0x20);
181     }
182 }
183
184
185 /**
186  * AVCodec initialization
187  */
188 static av_cold int ac3_decode_init(AVCodecContext *avctx)
189 {
190     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
191     s->avctx = avctx;
192
193     ac3_common_init();
194     ac3_tables_init();
195     ff_mdct_init(&s->imdct_256, 8, 1);
196     ff_mdct_init(&s->imdct_512, 9, 1);
197     ff_kbd_window_init(s->window, 5.0, 256);
198     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
199     av_lfg_init(&s->dith_state, 0);
200
201     /* set bias values for float to int16 conversion */
202     if(s->dsp.float_to_int16_interleave == ff_float_to_int16_interleave_c) {
203         s->add_bias = 385.0f;
204         s->mul_bias = 1.0f;
205     } else {
206         s->add_bias = 0.0f;
207         s->mul_bias = 32767.0f;
208     }
209
210     /* allow downmixing to stereo or mono */
211     if (avctx->channels > 0 && avctx->request_channels > 0 &&
212             avctx->request_channels < avctx->channels &&
213             avctx->request_channels <= 2) {
214         avctx->channels = avctx->request_channels;
215     }
216     s->downmixed = 1;
217
218     /* allocate context input buffer */
219     if (avctx->error_recognition >= FF_ER_CAREFUL) {
220         s->input_buffer = av_mallocz(AC3_FRAME_BUFFER_SIZE + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
221         if (!s->input_buffer)
222             return AVERROR_NOMEM;
223     }
224
225     avctx->sample_fmt = SAMPLE_FMT_S16;
226     return 0;
227 }
228
229 /**
230  * Parse the 'sync info' and 'bit stream info' from the AC-3 bitstream.
231  * GetBitContext within AC3DecodeContext must point to
232  * the start of the synchronized AC-3 bitstream.
233  */
234 static int ac3_parse_header(AC3DecodeContext *s)
235 {
236     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
237     int i;
238
239     /* read the rest of the bsi. read twice for dual mono mode. */
240     i = !(s->channel_mode);
241     do {
242         skip_bits(gbc, 5); // skip dialog normalization
243         if (get_bits1(gbc))
244             skip_bits(gbc, 8); //skip compression
245         if (get_bits1(gbc))
246             skip_bits(gbc, 8); //skip language code
247         if (get_bits1(gbc))
248             skip_bits(gbc, 7); //skip audio production information
249     } while (i--);
250
251     skip_bits(gbc, 2); //skip copyright bit and original bitstream bit
252
253     /* skip the timecodes (or extra bitstream information for Alternate Syntax)
254        TODO: read & use the xbsi1 downmix levels */
255     if (get_bits1(gbc))
256         skip_bits(gbc, 14); //skip timecode1 / xbsi1
257     if (get_bits1(gbc))
258         skip_bits(gbc, 14); //skip timecode2 / xbsi2
259
260     /* skip additional bitstream info */
261     if (get_bits1(gbc)) {
262         i = get_bits(gbc, 6);
263         do {
264             skip_bits(gbc, 8);
265         } while(i--);
266     }
267
268     return 0;
269 }
270
271 /**
272  * Common function to parse AC-3 or E-AC-3 frame header
273  */
274 static int parse_frame_header(AC3DecodeContext *s)
275 {
276     AC3HeaderInfo hdr;
277     int err;
278
279     err = ff_ac3_parse_header(&s->gbc, &hdr);
280     if(err)
281         return err;
282
283     /* get decoding parameters from header info */
284     s->bit_alloc_params.sr_code     = hdr.sr_code;
285     s->channel_mode                 = hdr.channel_mode;
286     s->lfe_on                       = hdr.lfe_on;
287     s->bit_alloc_params.sr_shift    = hdr.sr_shift;
288     s->sample_rate                  = hdr.sample_rate;
289     s->bit_rate                     = hdr.bit_rate;
290     s->channels                     = hdr.channels;
291     s->fbw_channels                 = s->channels - s->lfe_on;
292     s->lfe_ch                       = s->fbw_channels + 1;
293     s->frame_size                   = hdr.frame_size;
294     s->center_mix_level             = hdr.center_mix_level;
295     s->surround_mix_level           = hdr.surround_mix_level;
296     s->num_blocks                   = hdr.num_blocks;
297     s->frame_type                   = hdr.frame_type;
298     s->substreamid                  = hdr.substreamid;
299
300     if(s->lfe_on) {
301         s->start_freq[s->lfe_ch] = 0;
302         s->end_freq[s->lfe_ch] = 7;
303         s->num_exp_groups[s->lfe_ch] = 2;
304         s->channel_in_cpl[s->lfe_ch] = 0;
305     }
306
307     if (hdr.bitstream_id <= 10) {
308         s->eac3                  = 0;
309         s->snr_offset_strategy   = 2;
310         s->block_switch_syntax   = 1;
311         s->dither_flag_syntax    = 1;
312         s->bit_allocation_syntax = 1;
313         s->fast_gain_syntax      = 0;
314         s->first_cpl_leak        = 0;
315         s->dba_syntax            = 1;
316         s->skip_syntax           = 1;
317         memset(s->channel_uses_aht, 0, sizeof(s->channel_uses_aht));
318         return ac3_parse_header(s);
319     } else {
320         s->eac3 = 1;
321         return ff_eac3_parse_header(s);
322     }
323 }
324
325 /**
326  * Set stereo downmixing coefficients based on frame header info.
327  * reference: Section 7.8.2 Downmixing Into Two Channels
328  */
329 static void set_downmix_coeffs(AC3DecodeContext *s)
330 {
331     int i;
332     float cmix = gain_levels[center_levels[s->center_mix_level]];
333     float smix = gain_levels[surround_levels[s->surround_mix_level]];
334     float norm0, norm1;
335
336     for(i=0; i<s->fbw_channels; i++) {
337         s->downmix_coeffs[i][0] = gain_levels[ac3_default_coeffs[s->channel_mode][i][0]];
338         s->downmix_coeffs[i][1] = gain_levels[ac3_default_coeffs[s->channel_mode][i][1]];
339     }
340     if(s->channel_mode > 1 && s->channel_mode & 1) {
341         s->downmix_coeffs[1][0] = s->downmix_coeffs[1][1] = cmix;
342     }
343     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_2F1R || s->channel_mode == AC3_CHMODE_3F1R) {
344         int nf = s->channel_mode - 2;
345         s->downmix_coeffs[nf][0] = s->downmix_coeffs[nf][1] = smix * LEVEL_MINUS_3DB;
346     }
347     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_2F2R || s->channel_mode == AC3_CHMODE_3F2R) {
348         int nf = s->channel_mode - 4;
349         s->downmix_coeffs[nf][0] = s->downmix_coeffs[nf+1][1] = smix;
350     }
351
352     /* renormalize */
353     norm0 = norm1 = 0.0;
354     for(i=0; i<s->fbw_channels; i++) {
355         norm0 += s->downmix_coeffs[i][0];
356         norm1 += s->downmix_coeffs[i][1];
357     }
358     norm0 = 1.0f / norm0;
359     norm1 = 1.0f / norm1;
360     for(i=0; i<s->fbw_channels; i++) {
361         s->downmix_coeffs[i][0] *= norm0;
362         s->downmix_coeffs[i][1] *= norm1;
363     }
364
365     if(s->output_mode == AC3_CHMODE_MONO) {
366         for(i=0; i<s->fbw_channels; i++)
367             s->downmix_coeffs[i][0] = (s->downmix_coeffs[i][0] + s->downmix_coeffs[i][1]) * LEVEL_MINUS_3DB;
368     }
369 }
370
371 /**
372  * Decode the grouped exponents according to exponent strategy.
373  * reference: Section 7.1.3 Exponent Decoding
374  */
375 static int decode_exponents(GetBitContext *gbc, int exp_strategy, int ngrps,
376                             uint8_t absexp, int8_t *dexps)
377 {
378     int i, j, grp, group_size;
379     int dexp[256];
380     int expacc, prevexp;
381
382     /* unpack groups */
383     group_size = exp_strategy + (exp_strategy == EXP_D45);
384     for(grp=0,i=0; grp<ngrps; grp++) {
385         expacc = get_bits(gbc, 7);
386         dexp[i++] = ungroup_3_in_7_bits_tab[expacc][0];
387         dexp[i++] = ungroup_3_in_7_bits_tab[expacc][1];
388         dexp[i++] = ungroup_3_in_7_bits_tab[expacc][2];
389     }
390
391     /* convert to absolute exps and expand groups */
392     prevexp = absexp;
393     for(i=0,j=0; i<ngrps*3; i++) {
394         prevexp += dexp[i] - 2;
395         if (prevexp > 24U)
396             return -1;
397         switch (group_size) {
398             case 4: dexps[j++] = prevexp;
399                     dexps[j++] = prevexp;
400             case 2: dexps[j++] = prevexp;
401             case 1: dexps[j++] = prevexp;
402         }
403     }
404     return 0;
405 }
406
407 /**
408  * Generate transform coefficients for each coupled channel in the coupling
409  * range using the coupling coefficients and coupling coordinates.
410  * reference: Section 7.4.3 Coupling Coordinate Format
411  */
412 static void calc_transform_coeffs_cpl(AC3DecodeContext *s)
413 {
414     int i, j, ch, bnd, subbnd;
415
416     subbnd = -1;
417     i = s->start_freq[CPL_CH];
418     for(bnd=0; bnd<s->num_cpl_bands; bnd++) {
419         do {
420             subbnd++;
421             for(j=0; j<12; j++) {
422                 for(ch=1; ch<=s->fbw_channels; ch++) {
423                     if(s->channel_in_cpl[ch]) {
424                         s->fixed_coeffs[ch][i] = ((int64_t)s->fixed_coeffs[CPL_CH][i] * (int64_t)s->cpl_coords[ch][bnd]) >> 23;
425                         if (ch == 2 && s->phase_flags[bnd])
426                             s->fixed_coeffs[ch][i] = -s->fixed_coeffs[ch][i];
427                     }
428                 }
429                 i++;
430             }
431         } while(s->cpl_band_struct[subbnd]);
432     }
433 }
434
435 /**
436  * Grouped mantissas for 3-level 5-level and 11-level quantization
437  */
438 typedef struct {
439     int b1_mant[3];
440     int b2_mant[3];
441     int b4_mant[2];
442     int b1ptr;
443     int b2ptr;
444     int b4ptr;
445 } mant_groups;
446
447 /**
448  * Decode the transform coefficients for a particular channel
449  * reference: Section 7.3 Quantization and Decoding of Mantissas
450  */
451 static void ac3_decode_transform_coeffs_ch(AC3DecodeContext *s, int ch_index, mant_groups *m)
452 {
453     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
454     int i, gcode, tbap, start, end;
455     uint8_t *exps;
456     uint8_t *bap;
457     int *coeffs;
458
459     exps = s->dexps[ch_index];
460     bap = s->bap[ch_index];
461     coeffs = s->fixed_coeffs[ch_index];
462     start = s->start_freq[ch_index];
463     end = s->end_freq[ch_index];
464
465     for (i = start; i < end; i++) {
466         tbap = bap[i];
467         switch (tbap) {
468             case 0:
469                 coeffs[i] = (av_lfg_get(&s->dith_state) & 0x7FFFFF) - 0x400000;
470                 break;
471
472             case 1:
473                 if(m->b1ptr > 2) {
474                     gcode = get_bits(gbc, 5);
475                     m->b1_mant[0] = b1_mantissas[gcode][0];
476                     m->b1_mant[1] = b1_mantissas[gcode][1];
477                     m->b1_mant[2] = b1_mantissas[gcode][2];
478                     m->b1ptr = 0;
479                 }
480                 coeffs[i] = m->b1_mant[m->b1ptr++];
481                 break;
482
483             case 2:
484                 if(m->b2ptr > 2) {
485                     gcode = get_bits(gbc, 7);
486                     m->b2_mant[0] = b2_mantissas[gcode][0];
487                     m->b2_mant[1] = b2_mantissas[gcode][1];
488                     m->b2_mant[2] = b2_mantissas[gcode][2];
489                     m->b2ptr = 0;
490                 }
491                 coeffs[i] = m->b2_mant[m->b2ptr++];
492                 break;
493
494             case 3:
495                 coeffs[i] = b3_mantissas[get_bits(gbc, 3)];
496                 break;
497
498             case 4:
499                 if(m->b4ptr > 1) {
500                     gcode = get_bits(gbc, 7);
501                     m->b4_mant[0] = b4_mantissas[gcode][0];
502                     m->b4_mant[1] = b4_mantissas[gcode][1];
503                     m->b4ptr = 0;
504                 }
505                 coeffs[i] = m->b4_mant[m->b4ptr++];
506                 break;
507
508             case 5:
509                 coeffs[i] = b5_mantissas[get_bits(gbc, 4)];
510                 break;
511
512             default: {
513                 /* asymmetric dequantization */
514                 int qlevel = quantization_tab[tbap];
515                 coeffs[i] = get_sbits(gbc, qlevel) << (24 - qlevel);
516                 break;
517             }
518         }
519         coeffs[i] >>= exps[i];
520     }
521 }
522
523 /**
524  * Remove random dithering from coefficients with zero-bit mantissas
525  * reference: Section 7.3.4 Dither for Zero Bit Mantissas (bap=0)
526  */
527 static void remove_dithering(AC3DecodeContext *s) {
528     int ch, i;
529     int end=0;
530     int *coeffs;
531     uint8_t *bap;
532
533     for(ch=1; ch<=s->fbw_channels; ch++) {
534         if(!s->dither_flag[ch]) {
535             coeffs = s->fixed_coeffs[ch];
536             bap = s->bap[ch];
537             if(s->channel_in_cpl[ch])
538                 end = s->start_freq[CPL_CH];
539             else
540                 end = s->end_freq[ch];
541             for(i=0; i<end; i++) {
542                 if(!bap[i])
543                     coeffs[i] = 0;
544             }
545             if(s->channel_in_cpl[ch]) {
546                 bap = s->bap[CPL_CH];
547                 for(; i<s->end_freq[CPL_CH]; i++) {
548                     if(!bap[i])
549                         coeffs[i] = 0;
550                 }
551             }
552         }
553     }
554 }
555
556 static void decode_transform_coeffs_ch(AC3DecodeContext *s, int blk, int ch,
557                                     mant_groups *m)
558 {
559     if (!s->channel_uses_aht[ch]) {
560         ac3_decode_transform_coeffs_ch(s, ch, m);
561     } else {
562         /* if AHT is used, mantissas for all blocks are encoded in the first
563            block of the frame. */
564         int bin;
565         if (!blk)
566             ff_eac3_decode_transform_coeffs_aht_ch(s, ch);
567         for (bin = s->start_freq[ch]; bin < s->end_freq[ch]; bin++) {
568             s->fixed_coeffs[ch][bin] = s->pre_mantissa[ch][bin][blk] >> s->dexps[ch][bin];
569         }
570     }
571 }
572
573 /**
574  * Decode the transform coefficients.
575  */
576 static void decode_transform_coeffs(AC3DecodeContext *s, int blk)
577 {
578     int ch, end;
579     int got_cplchan = 0;
580     mant_groups m;
581
582     m.b1ptr = m.b2ptr = m.b4ptr = 3;
583
584     for (ch = 1; ch <= s->channels; ch++) {
585         /* transform coefficients for full-bandwidth channel */
586         decode_transform_coeffs_ch(s, blk, ch, &m);
587         /* tranform coefficients for coupling channel come right after the
588            coefficients for the first coupled channel*/
589         if (s->channel_in_cpl[ch])  {
590             if (!got_cplchan) {
591                 decode_transform_coeffs_ch(s, blk, CPL_CH, &m);
592                 calc_transform_coeffs_cpl(s);
593                 got_cplchan = 1;
594             }
595             end = s->end_freq[CPL_CH];
596         } else {
597             end = s->end_freq[ch];
598         }
599         do
600             s->fixed_coeffs[ch][end] = 0;
601         while(++end < 256);
602     }
603
604     /* zero the dithered coefficients for appropriate channels */
605     remove_dithering(s);
606 }
607
608 /**
609  * Stereo rematrixing.
610  * reference: Section 7.5.4 Rematrixing : Decoding Technique
611  */
612 static void do_rematrixing(AC3DecodeContext *s)
613 {
614     int bnd, i;
615     int end, bndend;
616     int tmp0, tmp1;
617
618     end = FFMIN(s->end_freq[1], s->end_freq[2]);
619
620     for(bnd=0; bnd<s->num_rematrixing_bands; bnd++) {
621         if(s->rematrixing_flags[bnd]) {
622             bndend = FFMIN(end, ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd+1]);
623             for(i=ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd]; i<bndend; i++) {
624                 tmp0 = s->fixed_coeffs[1][i];
625                 tmp1 = s->fixed_coeffs[2][i];
626                 s->fixed_coeffs[1][i] = tmp0 + tmp1;
627                 s->fixed_coeffs[2][i] = tmp0 - tmp1;
628             }
629         }
630     }
631 }
632
633 /**
634  * Inverse MDCT Transform.
635  * Convert frequency domain coefficients to time-domain audio samples.
636  * reference: Section 7.9.4 Transformation Equations
637  */
638 static inline void do_imdct(AC3DecodeContext *s, int channels)
639 {
640     int ch;
641     float add_bias = s->add_bias;
642     if(s->out_channels==1 && channels>1)
643         add_bias *= LEVEL_MINUS_3DB; // compensate for the gain in downmix
644
645     for (ch=1; ch<=channels; ch++) {
646         if (s->block_switch[ch]) {
647             int i;
648             float *x = s->tmp_output+128;
649             for(i=0; i<128; i++)
650                 x[i] = s->transform_coeffs[ch][2*i];
651             ff_imdct_half(&s->imdct_256, s->tmp_output, x);
652             s->dsp.vector_fmul_window(s->output[ch-1], s->delay[ch-1], s->tmp_output, s->window, add_bias, 128);
653             for(i=0; i<128; i++)
654                 x[i] = s->transform_coeffs[ch][2*i+1];
655             ff_imdct_half(&s->imdct_256, s->delay[ch-1], x);
656         } else {
657             ff_imdct_half(&s->imdct_512, s->tmp_output, s->transform_coeffs[ch]);
658             s->dsp.vector_fmul_window(s->output[ch-1], s->delay[ch-1], s->tmp_output, s->window, add_bias, 128);
659             memcpy(s->delay[ch-1], s->tmp_output+128, 128*sizeof(float));
660         }
661     }
662 }
663
664 /**
665  * Downmix the output to mono or stereo.
666  */
667 void ff_ac3_downmix_c(float (*samples)[256], float (*matrix)[2], int out_ch, int in_ch, int len)
668 {
669     int i, j;
670     float v0, v1;
671     if(out_ch == 2) {
672         for(i=0; i<len; i++) {
673             v0 = v1 = 0.0f;
674             for(j=0; j<in_ch; j++) {
675                 v0 += samples[j][i] * matrix[j][0];
676                 v1 += samples[j][i] * matrix[j][1];
677             }
678             samples[0][i] = v0;
679             samples[1][i] = v1;
680         }
681     } else if(out_ch == 1) {
682         for(i=0; i<len; i++) {
683             v0 = 0.0f;
684             for(j=0; j<in_ch; j++)
685                 v0 += samples[j][i] * matrix[j][0];
686             samples[0][i] = v0;
687         }
688     }
689 }
690
691 /**
692  * Upmix delay samples from stereo to original channel layout.
693  */
694 static void ac3_upmix_delay(AC3DecodeContext *s)
695 {
696     int channel_data_size = sizeof(s->delay[0]);
697     switch(s->channel_mode) {
698         case AC3_CHMODE_DUALMONO:
699         case AC3_CHMODE_STEREO:
700             /* upmix mono to stereo */
701             memcpy(s->delay[1], s->delay[0], channel_data_size);
702             break;
703         case AC3_CHMODE_2F2R:
704             memset(s->delay[3], 0, channel_data_size);
705         case AC3_CHMODE_2F1R:
706             memset(s->delay[2], 0, channel_data_size);
707             break;
708         case AC3_CHMODE_3F2R:
709             memset(s->delay[4], 0, channel_data_size);
710         case AC3_CHMODE_3F1R:
711             memset(s->delay[3], 0, channel_data_size);
712         case AC3_CHMODE_3F:
713             memcpy(s->delay[2], s->delay[1], channel_data_size);
714             memset(s->delay[1], 0, channel_data_size);
715             break;
716     }
717 }
718
719 /**
720  * Decode band structure for coupling, spectral extension, or enhanced coupling.
721  * @param[in] gbc bit reader context
722  * @param[in] blk block number
723  * @param[in] eac3 flag to indicate E-AC-3
724  * @param[in] ecpl flag to indicate enhanced coupling
725  * @param[in] start_subband subband number for start of range
726  * @param[in] end_subband subband number for end of range
727  * @param[in] default_band_struct default band structure table
728  * @param[out] band_struct decoded band structure
729  * @param[out] num_subbands number of subbands (optionally NULL)
730  * @param[out] num_bands number of bands (optionally NULL)
731  * @param[out] band_sizes array containing the number of bins in each band (optionally NULL)
732  */
733 static void decode_band_structure(GetBitContext *gbc, int blk, int eac3,
734                                   int ecpl, int start_subband, int end_subband,
735                                   const uint8_t *default_band_struct,
736                                   uint8_t *band_struct, int *num_subbands,
737                                   int *num_bands, uint8_t *band_sizes)
738 {
739     int subbnd, bnd, n_subbands, n_bands=0;
740     uint8_t bnd_sz[22];
741
742     n_subbands = end_subband - start_subband;
743
744     /* decode band structure from bitstream or use default */
745     if (!eac3 || get_bits1(gbc)) {
746         for (subbnd = 0; subbnd < n_subbands - 1; subbnd++) {
747             band_struct[subbnd] = get_bits1(gbc);
748         }
749     } else if (!blk) {
750         memcpy(band_struct,
751                &default_band_struct[start_subband+1],
752                n_subbands-1);
753     }
754     band_struct[n_subbands-1] = 0;
755
756     /* calculate number of bands and band sizes based on band structure.
757        note that the first 4 subbands in enhanced coupling span only 6 bins
758        instead of 12. */
759     if (num_bands || band_sizes ) {
760         n_bands = n_subbands;
761         bnd_sz[0] = ecpl ? 6 : 12;
762         for (bnd = 0, subbnd = 1; subbnd < n_subbands; subbnd++) {
763             int subbnd_size = (ecpl && subbnd < 4) ? 6 : 12;
764             if (band_struct[subbnd-1]) {
765                 n_bands--;
766                 bnd_sz[bnd] += subbnd_size;
767             } else {
768                 bnd_sz[++bnd] = subbnd_size;
769             }
770         }
771     }
772
773     /* set optional output params */
774     if (num_subbands)
775         *num_subbands = n_subbands;
776     if (num_bands)
777         *num_bands = n_bands;
778     if (band_sizes)
779         memcpy(band_sizes, bnd_sz, n_bands);
780 }
781
782 /**
783  * Decode a single audio block from the AC-3 bitstream.
784  */
785 static int decode_audio_block(AC3DecodeContext *s, int blk)
786 {
787     int fbw_channels = s->fbw_channels;
788     int channel_mode = s->channel_mode;
789     int i, bnd, seg, ch;
790     int different_transforms;
791     int downmix_output;
792     int cpl_in_use;
793     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
794     uint8_t bit_alloc_stages[AC3_MAX_CHANNELS];
795
796     memset(bit_alloc_stages, 0, AC3_MAX_CHANNELS);
797
798     /* block switch flags */
799     different_transforms = 0;
800     if (s->block_switch_syntax) {
801         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
802             s->block_switch[ch] = get_bits1(gbc);
803             if(ch > 1 && s->block_switch[ch] != s->block_switch[1])
804                 different_transforms = 1;
805         }
806     }
807
808     /* dithering flags */
809     if (s->dither_flag_syntax) {
810         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
811             s->dither_flag[ch] = get_bits1(gbc);
812         }
813     }
814
815     /* dynamic range */
816     i = !(s->channel_mode);
817     do {
818         if(get_bits1(gbc)) {
819             s->dynamic_range[i] = ((dynamic_range_tab[get_bits(gbc, 8)]-1.0) *
820                                   s->avctx->drc_scale)+1.0;
821         } else if(blk == 0) {
822             s->dynamic_range[i] = 1.0f;
823         }
824     } while(i--);
825
826     /* spectral extension strategy */
827     if (s->eac3 && (!blk || get_bits1(gbc))) {
828         if (get_bits1(gbc)) {
829             av_log_missing_feature(s->avctx, "Spectral extension", 1);
830             return -1;
831         }
832         /* TODO: parse spectral extension strategy info */
833     }
834
835     /* TODO: spectral extension coordinates */
836
837     /* coupling strategy */
838     if (s->eac3 ? s->cpl_strategy_exists[blk] : get_bits1(gbc)) {
839         memset(bit_alloc_stages, 3, AC3_MAX_CHANNELS);
840         if (!s->eac3)
841             s->cpl_in_use[blk] = get_bits1(gbc);
842         if (s->cpl_in_use[blk]) {
843             /* coupling in use */
844             int cpl_start_subband, cpl_end_subband;
845
846             if (channel_mode < AC3_CHMODE_STEREO) {
847                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "coupling not allowed in mono or dual-mono\n");
848                 return -1;
849             }
850
851             /* check for enhanced coupling */
852             if (s->eac3 && get_bits1(gbc)) {
853                 /* TODO: parse enhanced coupling strategy info */
854                 av_log_missing_feature(s->avctx, "Enhanced coupling", 1);
855                 return -1;
856             }
857
858             /* determine which channels are coupled */
859             if (s->eac3 && s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
860                 s->channel_in_cpl[1] = 1;
861                 s->channel_in_cpl[2] = 1;
862             } else {
863                 for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++)
864                     s->channel_in_cpl[ch] = get_bits1(gbc);
865             }
866
867             /* phase flags in use */
868             if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
869                 s->phase_flags_in_use = get_bits1(gbc);
870
871             /* coupling frequency range */
872             /* TODO: modify coupling end freq if spectral extension is used */
873             cpl_start_subband = get_bits(gbc, 4);
874             cpl_end_subband   = get_bits(gbc, 4) + 3;
875             s->num_cpl_subbands = cpl_end_subband - cpl_start_subband;
876             if (s->num_cpl_subbands < 0) {
877                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid coupling range (%d > %d)\n",
878                        cpl_start_subband, cpl_end_subband);
879                 return -1;
880             }
881             s->start_freq[CPL_CH] = cpl_start_subband * 12 + 37;
882             s->end_freq[CPL_CH]   = cpl_end_subband   * 12 + 37;
883
884            decode_band_structure(gbc, blk, s->eac3, 0,
885                                  cpl_start_subband, cpl_end_subband,
886                                  ff_eac3_default_cpl_band_struct,
887                                  s->cpl_band_struct, &s->num_cpl_subbands,
888                                  &s->num_cpl_bands, NULL);
889         } else {
890             /* coupling not in use */
891             for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
892                 s->channel_in_cpl[ch] = 0;
893                 s->first_cpl_coords[ch] = 1;
894             }
895             s->first_cpl_leak = s->eac3;
896             s->phase_flags_in_use = 0;
897         }
898     } else if (!s->eac3) {
899         if(!blk) {
900             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling strategy must be present in block 0\n");
901             return -1;
902         } else {
903             s->cpl_in_use[blk] = s->cpl_in_use[blk-1];
904         }
905     }
906     cpl_in_use = s->cpl_in_use[blk];
907
908     /* coupling coordinates */
909     if (cpl_in_use) {
910         int cpl_coords_exist = 0;
911
912         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
913             if (s->channel_in_cpl[ch]) {
914                 if ((s->eac3 && s->first_cpl_coords[ch]) || get_bits1(gbc)) {
915                     int master_cpl_coord, cpl_coord_exp, cpl_coord_mant;
916                     s->first_cpl_coords[ch] = 0;
917                     cpl_coords_exist = 1;
918                     master_cpl_coord = 3 * get_bits(gbc, 2);
919                     for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_bands; bnd++) {
920                         cpl_coord_exp = get_bits(gbc, 4);
921                         cpl_coord_mant = get_bits(gbc, 4);
922                         if (cpl_coord_exp == 15)
923                             s->cpl_coords[ch][bnd] = cpl_coord_mant << 22;
924                         else
925                             s->cpl_coords[ch][bnd] = (cpl_coord_mant + 16) << 21;
926                         s->cpl_coords[ch][bnd] >>= (cpl_coord_exp + master_cpl_coord);
927                     }
928                 } else if (!blk) {
929                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling coordinates must be present in block 0\n");
930                     return -1;
931                 }
932             } else {
933                 /* channel not in coupling */
934                 s->first_cpl_coords[ch] = 1;
935             }
936         }
937         /* phase flags */
938         if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO && cpl_coords_exist) {
939             for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_bands; bnd++) {
940                 s->phase_flags[bnd] = s->phase_flags_in_use? get_bits1(gbc) : 0;
941             }
942         }
943     }
944
945     /* stereo rematrixing strategy and band structure */
946     if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
947         if ((s->eac3 && !blk) || get_bits1(gbc)) {
948             s->num_rematrixing_bands = 4;
949             if(cpl_in_use && s->start_freq[CPL_CH] <= 61)
950                 s->num_rematrixing_bands -= 1 + (s->start_freq[CPL_CH] == 37);
951             for(bnd=0; bnd<s->num_rematrixing_bands; bnd++)
952                 s->rematrixing_flags[bnd] = get_bits1(gbc);
953         } else if (!blk) {
954             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new rematrixing strategy must be present in block 0\n");
955             return -1;
956         }
957     }
958
959     /* exponent strategies for each channel */
960     for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
961         if (!s->eac3)
962             s->exp_strategy[blk][ch] = get_bits(gbc, 2 - (ch == s->lfe_ch));
963         if(s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE)
964             bit_alloc_stages[ch] = 3;
965     }
966
967     /* channel bandwidth */
968     for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
969         s->start_freq[ch] = 0;
970         if (s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE) {
971             int group_size;
972             int prev = s->end_freq[ch];
973             if (s->channel_in_cpl[ch])
974                 s->end_freq[ch] = s->start_freq[CPL_CH];
975             else {
976                 int bandwidth_code = get_bits(gbc, 6);
977                 if (bandwidth_code > 60) {
978                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "bandwidth code = %d > 60\n", bandwidth_code);
979                     return -1;
980                 }
981                 s->end_freq[ch] = bandwidth_code * 3 + 73;
982             }
983             group_size = 3 << (s->exp_strategy[blk][ch] - 1);
984             s->num_exp_groups[ch] = (s->end_freq[ch]+group_size-4) / group_size;
985             if(blk > 0 && s->end_freq[ch] != prev)
986                 memset(bit_alloc_stages, 3, AC3_MAX_CHANNELS);
987         }
988     }
989     if (cpl_in_use && s->exp_strategy[blk][CPL_CH] != EXP_REUSE) {
990         s->num_exp_groups[CPL_CH] = (s->end_freq[CPL_CH] - s->start_freq[CPL_CH]) /
991                                     (3 << (s->exp_strategy[blk][CPL_CH] - 1));
992     }
993
994     /* decode exponents for each channel */
995     for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
996         if (s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE) {
997             s->dexps[ch][0] = get_bits(gbc, 4) << !ch;
998             if (decode_exponents(gbc, s->exp_strategy[blk][ch],
999                                  s->num_exp_groups[ch], s->dexps[ch][0],
1000                                  &s->dexps[ch][s->start_freq[ch]+!!ch])) {
1001                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "exponent out-of-range\n");
1002                 return -1;
1003             }
1004             if(ch != CPL_CH && ch != s->lfe_ch)
1005                 skip_bits(gbc, 2); /* skip gainrng */
1006         }
1007     }
1008
1009     /* bit allocation information */
1010     if (s->bit_allocation_syntax) {
1011         if (get_bits1(gbc)) {
1012             s->bit_alloc_params.slow_decay = ff_ac3_slow_decay_tab[get_bits(gbc, 2)] >> s->bit_alloc_params.sr_shift;
1013             s->bit_alloc_params.fast_decay = ff_ac3_fast_decay_tab[get_bits(gbc, 2)] >> s->bit_alloc_params.sr_shift;
1014             s->bit_alloc_params.slow_gain  = ff_ac3_slow_gain_tab[get_bits(gbc, 2)];
1015             s->bit_alloc_params.db_per_bit = ff_ac3_db_per_bit_tab[get_bits(gbc, 2)];
1016             s->bit_alloc_params.floor  = ff_ac3_floor_tab[get_bits(gbc, 3)];
1017             for(ch=!cpl_in_use; ch<=s->channels; ch++)
1018                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1019         } else if (!blk) {
1020             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new bit allocation info must be present in block 0\n");
1021             return -1;
1022         }
1023     }
1024
1025     /* signal-to-noise ratio offsets and fast gains (signal-to-mask ratios) */
1026     if(!s->eac3 || !blk){
1027         if(s->snr_offset_strategy && get_bits1(gbc)) {
1028             int snr = 0;
1029             int csnr;
1030             csnr = (get_bits(gbc, 6) - 15) << 4;
1031             for (i = ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1032                 /* snr offset */
1033                 if (ch == i || s->snr_offset_strategy == 2)
1034                     snr = (csnr + get_bits(gbc, 4)) << 2;
1035                 /* run at least last bit allocation stage if snr offset changes */
1036                 if(blk && s->snr_offset[ch] != snr) {
1037                     bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 1);
1038                 }
1039                 s->snr_offset[ch] = snr;
1040
1041                 /* fast gain (normal AC-3 only) */
1042                 if (!s->eac3) {
1043                     int prev = s->fast_gain[ch];
1044                     s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[get_bits(gbc, 3)];
1045                     /* run last 2 bit allocation stages if fast gain changes */
1046                     if(blk && prev != s->fast_gain[ch])
1047                         bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1048                 }
1049             }
1050         } else if (!s->eac3 && !blk) {
1051             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new snr offsets must be present in block 0\n");
1052             return -1;
1053         }
1054     }
1055
1056     /* fast gain (E-AC-3 only) */
1057     if (s->fast_gain_syntax && get_bits1(gbc)) {
1058         for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1059             int prev = s->fast_gain[ch];
1060             s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[get_bits(gbc, 3)];
1061             /* run last 2 bit allocation stages if fast gain changes */
1062             if(blk && prev != s->fast_gain[ch])
1063                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1064         }
1065     } else if (s->eac3 && !blk) {
1066         for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++)
1067             s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[4];
1068     }
1069
1070     /* E-AC-3 to AC-3 converter SNR offset */
1071     if (s->frame_type == EAC3_FRAME_TYPE_INDEPENDENT && get_bits1(gbc)) {
1072         skip_bits(gbc, 10); // skip converter snr offset
1073     }
1074
1075     /* coupling leak information */
1076     if (cpl_in_use) {
1077         if (s->first_cpl_leak || get_bits1(gbc)) {
1078             int fl = get_bits(gbc, 3);
1079             int sl = get_bits(gbc, 3);
1080             /* run last 2 bit allocation stages for coupling channel if
1081                coupling leak changes */
1082             if(blk && (fl != s->bit_alloc_params.cpl_fast_leak ||
1083                        sl != s->bit_alloc_params.cpl_slow_leak)) {
1084                 bit_alloc_stages[CPL_CH] = FFMAX(bit_alloc_stages[CPL_CH], 2);
1085             }
1086             s->bit_alloc_params.cpl_fast_leak = fl;
1087             s->bit_alloc_params.cpl_slow_leak = sl;
1088         } else if (!s->eac3 && !blk) {
1089             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling leak info must be present in block 0\n");
1090             return -1;
1091         }
1092         s->first_cpl_leak = 0;
1093     }
1094
1095     /* delta bit allocation information */
1096     if (s->dba_syntax && get_bits1(gbc)) {
1097         /* delta bit allocation exists (strategy) */
1098         for (ch = !cpl_in_use; ch <= fbw_channels; ch++) {
1099             s->dba_mode[ch] = get_bits(gbc, 2);
1100             if (s->dba_mode[ch] == DBA_RESERVED) {
1101                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "delta bit allocation strategy reserved\n");
1102                 return -1;
1103             }
1104             bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1105         }
1106         /* channel delta offset, len and bit allocation */
1107         for (ch = !cpl_in_use; ch <= fbw_channels; ch++) {
1108             if (s->dba_mode[ch] == DBA_NEW) {
1109                 s->dba_nsegs[ch] = get_bits(gbc, 3);
1110                 for (seg = 0; seg <= s->dba_nsegs[ch]; seg++) {
1111                     s->dba_offsets[ch][seg] = get_bits(gbc, 5);
1112                     s->dba_lengths[ch][seg] = get_bits(gbc, 4);
1113                     s->dba_values[ch][seg] = get_bits(gbc, 3);
1114                 }
1115                 /* run last 2 bit allocation stages if new dba values */
1116                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1117             }
1118         }
1119     } else if(blk == 0) {
1120         for(ch=0; ch<=s->channels; ch++) {
1121             s->dba_mode[ch] = DBA_NONE;
1122         }
1123     }
1124
1125     /* Bit allocation */
1126     for(ch=!cpl_in_use; ch<=s->channels; ch++) {
1127         if(bit_alloc_stages[ch] > 2) {
1128             /* Exponent mapping into PSD and PSD integration */
1129             ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(s->dexps[ch],
1130                                       s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1131                                       s->psd[ch], s->band_psd[ch]);
1132         }
1133         if(bit_alloc_stages[ch] > 1) {
1134             /* Compute excitation function, Compute masking curve, and
1135                Apply delta bit allocation */
1136             ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(&s->bit_alloc_params, s->band_psd[ch],
1137                                        s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1138                                        s->fast_gain[ch], (ch == s->lfe_ch),
1139                                        s->dba_mode[ch], s->dba_nsegs[ch],
1140                                        s->dba_offsets[ch], s->dba_lengths[ch],
1141                                        s->dba_values[ch], s->mask[ch]);
1142         }
1143         if(bit_alloc_stages[ch] > 0) {
1144             /* Compute bit allocation */
1145             const uint8_t *bap_tab = s->channel_uses_aht[ch] ?
1146                                      ff_eac3_hebap_tab : ff_ac3_bap_tab;
1147             ff_ac3_bit_alloc_calc_bap(s->mask[ch], s->psd[ch],
1148                                       s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1149                                       s->snr_offset[ch],
1150                                       s->bit_alloc_params.floor,
1151                                       bap_tab, s->bap[ch]);
1152         }
1153     }
1154
1155     /* unused dummy data */
1156     if (s->skip_syntax && get_bits1(gbc)) {
1157         int skipl = get_bits(gbc, 9);
1158         while(skipl--)
1159             skip_bits(gbc, 8);
1160     }
1161
1162     /* unpack the transform coefficients
1163        this also uncouples channels if coupling is in use. */
1164     decode_transform_coeffs(s, blk);
1165
1166     /* TODO: generate enhanced coupling coordinates and uncouple */
1167
1168     /* TODO: apply spectral extension */
1169
1170     /* recover coefficients if rematrixing is in use */
1171     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
1172         do_rematrixing(s);
1173
1174     /* apply scaling to coefficients (headroom, dynrng) */
1175     for(ch=1; ch<=s->channels; ch++) {
1176         float gain = s->mul_bias / 4194304.0f;
1177         if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_DUALMONO) {
1178             gain *= s->dynamic_range[ch-1];
1179         } else {
1180             gain *= s->dynamic_range[0];
1181         }
1182         s->dsp.int32_to_float_fmul_scalar(s->transform_coeffs[ch], s->fixed_coeffs[ch], gain, 256);
1183     }
1184
1185     /* downmix and MDCT. order depends on whether block switching is used for
1186        any channel in this block. this is because coefficients for the long
1187        and short transforms cannot be mixed. */
1188     downmix_output = s->channels != s->out_channels &&
1189                      !((s->output_mode & AC3_OUTPUT_LFEON) &&
1190                      s->fbw_channels == s->out_channels);
1191     if(different_transforms) {
1192         /* the delay samples have already been downmixed, so we upmix the delay
1193            samples in order to reconstruct all channels before downmixing. */
1194         if(s->downmixed) {
1195             s->downmixed = 0;
1196             ac3_upmix_delay(s);
1197         }
1198
1199         do_imdct(s, s->channels);
1200
1201         if(downmix_output) {
1202             s->dsp.ac3_downmix(s->output, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 256);
1203         }
1204     } else {
1205         if(downmix_output) {
1206             s->dsp.ac3_downmix(s->transform_coeffs+1, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 256);
1207         }
1208
1209         if(downmix_output && !s->downmixed) {
1210             s->downmixed = 1;
1211             s->dsp.ac3_downmix(s->delay, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 128);
1212         }
1213
1214         do_imdct(s, s->out_channels);
1215     }
1216
1217     return 0;
1218 }
1219
1220 /**
1221  * Decode a single AC-3 frame.
1222  */
1223 static int ac3_decode_frame(AVCodecContext * avctx, void *data, int *data_size,
1224                             const uint8_t *buf, int buf_size)
1225 {
1226     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
1227     int16_t *out_samples = (int16_t *)data;
1228     int blk, ch, err;
1229
1230     /* initialize the GetBitContext with the start of valid AC-3 Frame */
1231     if (s->input_buffer) {
1232         /* copy input buffer to decoder context to avoid reading past the end
1233            of the buffer, which can be caused by a damaged input stream. */
1234         memcpy(s->input_buffer, buf, FFMIN(buf_size, AC3_FRAME_BUFFER_SIZE));
1235         init_get_bits(&s->gbc, s->input_buffer, buf_size * 8);
1236     } else {
1237         init_get_bits(&s->gbc, buf, buf_size * 8);
1238     }
1239
1240     /* parse the syncinfo */
1241     *data_size = 0;
1242     err = parse_frame_header(s);
1243
1244     /* check that reported frame size fits in input buffer */
1245     if(s->frame_size > buf_size) {
1246         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "incomplete frame\n");
1247         err = AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE;
1248     }
1249
1250     /* check for crc mismatch */
1251     if(err != AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE && avctx->error_recognition >= FF_ER_CAREFUL) {
1252         if(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0, &buf[2], s->frame_size-2)) {
1253             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "frame CRC mismatch\n");
1254             err = AC3_PARSE_ERROR_CRC;
1255         }
1256     }
1257
1258     if(err && err != AC3_PARSE_ERROR_CRC) {
1259         switch(err) {
1260             case AC3_PARSE_ERROR_SYNC:
1261                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "frame sync error\n");
1262                 return -1;
1263             case AC3_PARSE_ERROR_BSID:
1264                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid bitstream id\n");
1265                 break;
1266             case AC3_PARSE_ERROR_SAMPLE_RATE:
1267                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sample rate\n");
1268                 break;
1269             case AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE:
1270                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid frame size\n");
1271                 break;
1272             case AC3_PARSE_ERROR_FRAME_TYPE:
1273                 /* skip frame if CRC is ok. otherwise use error concealment. */
1274                 /* TODO: add support for substreams and dependent frames */
1275                 if(s->frame_type == EAC3_FRAME_TYPE_DEPENDENT || s->substreamid) {
1276                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported frame type : skipping frame\n");
1277                     return s->frame_size;
1278                 } else {
1279                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid frame type\n");
1280                 }
1281                 break;
1282             default:
1283                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid header\n");
1284                 break;
1285         }
1286     }
1287
1288     /* if frame is ok, set audio parameters */
1289     if (!err) {
1290         avctx->sample_rate = s->sample_rate;
1291         avctx->bit_rate = s->bit_rate;
1292
1293         /* channel config */
1294         s->out_channels = s->channels;
1295         s->output_mode = s->channel_mode;
1296         if(s->lfe_on)
1297             s->output_mode |= AC3_OUTPUT_LFEON;
1298         if (avctx->request_channels > 0 && avctx->request_channels <= 2 &&
1299                 avctx->request_channels < s->channels) {
1300             s->out_channels = avctx->request_channels;
1301             s->output_mode  = avctx->request_channels == 1 ? AC3_CHMODE_MONO : AC3_CHMODE_STEREO;
1302         }
1303         avctx->channels = s->out_channels;
1304
1305         /* set downmixing coefficients if needed */
1306         if(s->channels != s->out_channels && !((s->output_mode & AC3_OUTPUT_LFEON) &&
1307                 s->fbw_channels == s->out_channels)) {
1308             set_downmix_coeffs(s);
1309         }
1310     } else if (!s->out_channels) {
1311         s->out_channels = avctx->channels;
1312         if(s->out_channels < s->channels)
1313             s->output_mode  = s->out_channels == 1 ? AC3_CHMODE_MONO : AC3_CHMODE_STEREO;
1314     }
1315
1316     /* decode the audio blocks */
1317     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
1318         const float *output[s->out_channels];
1319         if (!err && decode_audio_block(s, blk)) {
1320             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "error decoding the audio block\n");
1321             err = 1;
1322         }
1323         for (ch = 0; ch < s->out_channels; ch++)
1324             output[ch] = s->output[ch];
1325         s->dsp.float_to_int16_interleave(out_samples, output, 256, s->out_channels);
1326         out_samples += 256 * s->out_channels;
1327     }
1328     *data_size = s->num_blocks * 256 * avctx->channels * sizeof (int16_t);
1329     return s->frame_size;
1330 }
1331
1332 /**
1333  * Uninitialize the AC-3 decoder.
1334  */
1335 static av_cold int ac3_decode_end(AVCodecContext *avctx)
1336 {
1337     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
1338     ff_mdct_end(&s->imdct_512);
1339     ff_mdct_end(&s->imdct_256);
1340
1341     av_freep(&s->input_buffer);
1342
1343     return 0;
1344 }
1345
1346 AVCodec ac3_decoder = {
1347     .name = "ac3",
1348     .type = CODEC_TYPE_AUDIO,
1349     .id = CODEC_ID_AC3,
1350     .priv_data_size = sizeof (AC3DecodeContext),
1351     .init = ac3_decode_init,
1352     .close = ac3_decode_end,
1353     .decode = ac3_decode_frame,
1354     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATSC A/52A (AC-3)"),
1355 };
1356
1357 AVCodec eac3_decoder = {
1358     .name = "eac3",
1359     .type = CODEC_TYPE_AUDIO,
1360     .id = CODEC_ID_EAC3,
1361     .priv_data_size = sizeof (AC3DecodeContext),
1362     .init = ac3_decode_init,
1363     .close = ac3_decode_end,
1364     .decode = ac3_decode_frame,
1365     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATSC A/52B (AC-3, E-AC-3)"),
1366 };