revert r15812 (E-AC-3 Spectral Extension) pending further review
[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 void 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; i<ngrps*3; i++) {
394         prevexp = av_clip(prevexp + dexp[i]-2, 0, 24);
395         for(j=0; j<group_size; j++) {
396             dexps[(i*group_size)+j] = prevexp;
397         }
398     }
399 }
400
401 /**
402  * Generate transform coefficients for each coupled channel in the coupling
403  * range using the coupling coefficients and coupling coordinates.
404  * reference: Section 7.4.3 Coupling Coordinate Format
405  */
406 static void calc_transform_coeffs_cpl(AC3DecodeContext *s)
407 {
408     int i, j, ch, bnd, subbnd;
409
410     subbnd = -1;
411     i = s->start_freq[CPL_CH];
412     for(bnd=0; bnd<s->num_cpl_bands; bnd++) {
413         do {
414             subbnd++;
415             for(j=0; j<12; j++) {
416                 for(ch=1; ch<=s->fbw_channels; ch++) {
417                     if(s->channel_in_cpl[ch]) {
418                         s->fixed_coeffs[ch][i] = ((int64_t)s->fixed_coeffs[CPL_CH][i] * (int64_t)s->cpl_coords[ch][bnd]) >> 23;
419                         if (ch == 2 && s->phase_flags[bnd])
420                             s->fixed_coeffs[ch][i] = -s->fixed_coeffs[ch][i];
421                     }
422                 }
423                 i++;
424             }
425         } while(s->cpl_band_struct[subbnd]);
426     }
427 }
428
429 /**
430  * Grouped mantissas for 3-level 5-level and 11-level quantization
431  */
432 typedef struct {
433     int b1_mant[3];
434     int b2_mant[3];
435     int b4_mant[2];
436     int b1ptr;
437     int b2ptr;
438     int b4ptr;
439 } mant_groups;
440
441 /**
442  * Decode the transform coefficients for a particular channel
443  * reference: Section 7.3 Quantization and Decoding of Mantissas
444  */
445 static void ac3_decode_transform_coeffs_ch(AC3DecodeContext *s, int ch_index, mant_groups *m)
446 {
447     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
448     int i, gcode, tbap, start, end;
449     uint8_t *exps;
450     uint8_t *bap;
451     int *coeffs;
452
453     exps = s->dexps[ch_index];
454     bap = s->bap[ch_index];
455     coeffs = s->fixed_coeffs[ch_index];
456     start = s->start_freq[ch_index];
457     end = s->end_freq[ch_index];
458
459     for (i = start; i < end; i++) {
460         tbap = bap[i];
461         switch (tbap) {
462             case 0:
463                 coeffs[i] = (av_lfg_get(&s->dith_state) & 0x7FFFFF) - 0x400000;
464                 break;
465
466             case 1:
467                 if(m->b1ptr > 2) {
468                     gcode = get_bits(gbc, 5);
469                     m->b1_mant[0] = b1_mantissas[gcode][0];
470                     m->b1_mant[1] = b1_mantissas[gcode][1];
471                     m->b1_mant[2] = b1_mantissas[gcode][2];
472                     m->b1ptr = 0;
473                 }
474                 coeffs[i] = m->b1_mant[m->b1ptr++];
475                 break;
476
477             case 2:
478                 if(m->b2ptr > 2) {
479                     gcode = get_bits(gbc, 7);
480                     m->b2_mant[0] = b2_mantissas[gcode][0];
481                     m->b2_mant[1] = b2_mantissas[gcode][1];
482                     m->b2_mant[2] = b2_mantissas[gcode][2];
483                     m->b2ptr = 0;
484                 }
485                 coeffs[i] = m->b2_mant[m->b2ptr++];
486                 break;
487
488             case 3:
489                 coeffs[i] = b3_mantissas[get_bits(gbc, 3)];
490                 break;
491
492             case 4:
493                 if(m->b4ptr > 1) {
494                     gcode = get_bits(gbc, 7);
495                     m->b4_mant[0] = b4_mantissas[gcode][0];
496                     m->b4_mant[1] = b4_mantissas[gcode][1];
497                     m->b4ptr = 0;
498                 }
499                 coeffs[i] = m->b4_mant[m->b4ptr++];
500                 break;
501
502             case 5:
503                 coeffs[i] = b5_mantissas[get_bits(gbc, 4)];
504                 break;
505
506             default: {
507                 /* asymmetric dequantization */
508                 int qlevel = quantization_tab[tbap];
509                 coeffs[i] = get_sbits(gbc, qlevel) << (24 - qlevel);
510                 break;
511             }
512         }
513         coeffs[i] >>= exps[i];
514     }
515 }
516
517 /**
518  * Remove random dithering from coefficients with zero-bit mantissas
519  * reference: Section 7.3.4 Dither for Zero Bit Mantissas (bap=0)
520  */
521 static void remove_dithering(AC3DecodeContext *s) {
522     int ch, i;
523     int end=0;
524     int *coeffs;
525     uint8_t *bap;
526
527     for(ch=1; ch<=s->fbw_channels; ch++) {
528         if(!s->dither_flag[ch]) {
529             coeffs = s->fixed_coeffs[ch];
530             bap = s->bap[ch];
531             if(s->channel_in_cpl[ch])
532                 end = s->start_freq[CPL_CH];
533             else
534                 end = s->end_freq[ch];
535             for(i=0; i<end; i++) {
536                 if(!bap[i])
537                     coeffs[i] = 0;
538             }
539             if(s->channel_in_cpl[ch]) {
540                 bap = s->bap[CPL_CH];
541                 for(; i<s->end_freq[CPL_CH]; i++) {
542                     if(!bap[i])
543                         coeffs[i] = 0;
544                 }
545             }
546         }
547     }
548 }
549
550 static void decode_transform_coeffs_ch(AC3DecodeContext *s, int blk, int ch,
551                                     mant_groups *m)
552 {
553     if (!s->channel_uses_aht[ch]) {
554         ac3_decode_transform_coeffs_ch(s, ch, m);
555     } else {
556         /* if AHT is used, mantissas for all blocks are encoded in the first
557            block of the frame. */
558         int bin;
559         if (!blk)
560             ff_eac3_decode_transform_coeffs_aht_ch(s, ch);
561         for (bin = s->start_freq[ch]; bin < s->end_freq[ch]; bin++) {
562             s->fixed_coeffs[ch][bin] = s->pre_mantissa[ch][bin][blk] >> s->dexps[ch][bin];
563         }
564     }
565 }
566
567 /**
568  * Decode the transform coefficients.
569  */
570 static void decode_transform_coeffs(AC3DecodeContext *s, int blk)
571 {
572     int ch, end;
573     int got_cplchan = 0;
574     mant_groups m;
575
576     m.b1ptr = m.b2ptr = m.b4ptr = 3;
577
578     for (ch = 1; ch <= s->channels; ch++) {
579         /* transform coefficients for full-bandwidth channel */
580         decode_transform_coeffs_ch(s, blk, ch, &m);
581         /* tranform coefficients for coupling channel come right after the
582            coefficients for the first coupled channel*/
583         if (s->channel_in_cpl[ch])  {
584             if (!got_cplchan) {
585                 decode_transform_coeffs_ch(s, blk, CPL_CH, &m);
586                 calc_transform_coeffs_cpl(s);
587                 got_cplchan = 1;
588             }
589             end = s->end_freq[CPL_CH];
590         } else {
591             end = s->end_freq[ch];
592         }
593         do
594             s->fixed_coeffs[ch][end] = 0;
595         while(++end < 256);
596     }
597
598     /* zero the dithered coefficients for appropriate channels */
599     remove_dithering(s);
600 }
601
602 /**
603  * Stereo rematrixing.
604  * reference: Section 7.5.4 Rematrixing : Decoding Technique
605  */
606 static void do_rematrixing(AC3DecodeContext *s)
607 {
608     int bnd, i;
609     int end, bndend;
610     int tmp0, tmp1;
611
612     end = FFMIN(s->end_freq[1], s->end_freq[2]);
613
614     for(bnd=0; bnd<s->num_rematrixing_bands; bnd++) {
615         if(s->rematrixing_flags[bnd]) {
616             bndend = FFMIN(end, ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd+1]);
617             for(i=ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd]; i<bndend; i++) {
618                 tmp0 = s->fixed_coeffs[1][i];
619                 tmp1 = s->fixed_coeffs[2][i];
620                 s->fixed_coeffs[1][i] = tmp0 + tmp1;
621                 s->fixed_coeffs[2][i] = tmp0 - tmp1;
622             }
623         }
624     }
625 }
626
627 /**
628  * Inverse MDCT Transform.
629  * Convert frequency domain coefficients to time-domain audio samples.
630  * reference: Section 7.9.4 Transformation Equations
631  */
632 static inline void do_imdct(AC3DecodeContext *s, int channels)
633 {
634     int ch;
635     float add_bias = s->add_bias;
636     if(s->out_channels==1 && channels>1)
637         add_bias *= LEVEL_MINUS_3DB; // compensate for the gain in downmix
638
639     for (ch=1; ch<=channels; ch++) {
640         if (s->block_switch[ch]) {
641             int i;
642             float *x = s->tmp_output+128;
643             for(i=0; i<128; i++)
644                 x[i] = s->transform_coeffs[ch][2*i];
645             ff_imdct_half(&s->imdct_256, s->tmp_output, x);
646             s->dsp.vector_fmul_window(s->output[ch-1], s->delay[ch-1], s->tmp_output, s->window, add_bias, 128);
647             for(i=0; i<128; i++)
648                 x[i] = s->transform_coeffs[ch][2*i+1];
649             ff_imdct_half(&s->imdct_256, s->delay[ch-1], x);
650         } else {
651             ff_imdct_half(&s->imdct_512, s->tmp_output, s->transform_coeffs[ch]);
652             s->dsp.vector_fmul_window(s->output[ch-1], s->delay[ch-1], s->tmp_output, s->window, add_bias, 128);
653             memcpy(s->delay[ch-1], s->tmp_output+128, 128*sizeof(float));
654         }
655     }
656 }
657
658 /**
659  * Downmix the output to mono or stereo.
660  */
661 void ff_ac3_downmix_c(float (*samples)[256], float (*matrix)[2], int out_ch, int in_ch, int len)
662 {
663     int i, j;
664     float v0, v1;
665     if(out_ch == 2) {
666         for(i=0; i<len; i++) {
667             v0 = v1 = 0.0f;
668             for(j=0; j<in_ch; j++) {
669                 v0 += samples[j][i] * matrix[j][0];
670                 v1 += samples[j][i] * matrix[j][1];
671             }
672             samples[0][i] = v0;
673             samples[1][i] = v1;
674         }
675     } else if(out_ch == 1) {
676         for(i=0; i<len; i++) {
677             v0 = 0.0f;
678             for(j=0; j<in_ch; j++)
679                 v0 += samples[j][i] * matrix[j][0];
680             samples[0][i] = v0;
681         }
682     }
683 }
684
685 /**
686  * Upmix delay samples from stereo to original channel layout.
687  */
688 static void ac3_upmix_delay(AC3DecodeContext *s)
689 {
690     int channel_data_size = sizeof(s->delay[0]);
691     switch(s->channel_mode) {
692         case AC3_CHMODE_DUALMONO:
693         case AC3_CHMODE_STEREO:
694             /* upmix mono to stereo */
695             memcpy(s->delay[1], s->delay[0], channel_data_size);
696             break;
697         case AC3_CHMODE_2F2R:
698             memset(s->delay[3], 0, channel_data_size);
699         case AC3_CHMODE_2F1R:
700             memset(s->delay[2], 0, channel_data_size);
701             break;
702         case AC3_CHMODE_3F2R:
703             memset(s->delay[4], 0, channel_data_size);
704         case AC3_CHMODE_3F1R:
705             memset(s->delay[3], 0, channel_data_size);
706         case AC3_CHMODE_3F:
707             memcpy(s->delay[2], s->delay[1], channel_data_size);
708             memset(s->delay[1], 0, channel_data_size);
709             break;
710     }
711 }
712
713 /**
714  * Decode band structure for coupling, spectral extension, or enhanced coupling.
715  * @param[in] gbc bit reader context
716  * @param[in] blk block number
717  * @param[in] eac3 flag to indicate E-AC-3
718  * @param[in] ecpl flag to indicate enhanced coupling
719  * @param[in] start_subband subband number for start of range
720  * @param[in] end_subband subband number for end of range
721  * @param[in] default_band_struct default band structure table
722  * @param[out] band_struct decoded band structure
723  * @param[out] num_subbands number of subbands (optionally NULL)
724  * @param[out] num_bands number of bands (optionally NULL)
725  * @param[out] band_sizes array containing the number of bins in each band (optionally NULL)
726  */
727 static void decode_band_structure(GetBitContext *gbc, int blk, int eac3,
728                                   int ecpl, int start_subband, int end_subband,
729                                   const uint8_t *default_band_struct,
730                                   uint8_t *band_struct, int *num_subbands,
731                                   int *num_bands, int *band_sizes)
732 {
733     int subbnd, bnd, n_subbands, n_bands, bnd_sz[22];
734
735     n_subbands = end_subband - start_subband;
736
737     /* decode band structure from bitstream or use default */
738     if (!eac3 || get_bits1(gbc)) {
739         for (subbnd = 0; subbnd < n_subbands - 1; subbnd++) {
740             band_struct[subbnd] = get_bits1(gbc);
741         }
742     } else if (!blk) {
743         memcpy(band_struct,
744                &default_band_struct[start_subband+1],
745                n_subbands-1);
746     }
747     band_struct[n_subbands-1] = 0;
748
749     /* calculate number of bands and band sizes based on band structure.
750        note that the first 4 subbands in enhanced coupling span only 6 bins
751        instead of 12. */
752     if (num_bands || band_sizes ) {
753         n_bands = n_subbands;
754         bnd_sz[0] = ecpl ? 6 : 12;
755         for (bnd = 0, subbnd = 1; subbnd < n_subbands; subbnd++) {
756             int subbnd_size = (ecpl && subbnd < 4) ? 6 : 12;
757             if (band_struct[subbnd-1]) {
758                 n_bands--;
759                 bnd_sz[bnd] += subbnd_size;
760             } else {
761                 bnd_sz[++bnd] = subbnd_size;
762             }
763         }
764     }
765
766     /* set optional output params */
767     if (num_subbands)
768         *num_subbands = n_subbands;
769     if (num_bands)
770         *num_bands = n_bands;
771     if (band_sizes)
772         memcpy(band_sizes, bnd_sz, sizeof(int)*n_bands);
773 }
774
775 /**
776  * Decode a single audio block from the AC-3 bitstream.
777  */
778 static int decode_audio_block(AC3DecodeContext *s, int blk)
779 {
780     int fbw_channels = s->fbw_channels;
781     int channel_mode = s->channel_mode;
782     int i, bnd, seg, ch;
783     int different_transforms;
784     int downmix_output;
785     int cpl_in_use;
786     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
787     uint8_t bit_alloc_stages[AC3_MAX_CHANNELS];
788
789     memset(bit_alloc_stages, 0, AC3_MAX_CHANNELS);
790
791     /* block switch flags */
792     different_transforms = 0;
793     if (s->block_switch_syntax) {
794         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
795             s->block_switch[ch] = get_bits1(gbc);
796             if(ch > 1 && s->block_switch[ch] != s->block_switch[1])
797                 different_transforms = 1;
798         }
799     }
800
801     /* dithering flags */
802     if (s->dither_flag_syntax) {
803         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
804             s->dither_flag[ch] = get_bits1(gbc);
805         }
806     }
807
808     /* dynamic range */
809     i = !(s->channel_mode);
810     do {
811         if(get_bits1(gbc)) {
812             s->dynamic_range[i] = ((dynamic_range_tab[get_bits(gbc, 8)]-1.0) *
813                                   s->avctx->drc_scale)+1.0;
814         } else if(blk == 0) {
815             s->dynamic_range[i] = 1.0f;
816         }
817     } while(i--);
818
819     /* spectral extension strategy */
820     if (s->eac3 && (!blk || get_bits1(gbc))) {
821         if (get_bits1(gbc)) {
822             av_log_missing_feature(s->avctx, "Spectral extension", 1);
823             return -1;
824         }
825         /* TODO: parse spectral extension strategy info */
826     }
827
828     /* TODO: spectral extension coordinates */
829
830     /* coupling strategy */
831     if (s->eac3 ? s->cpl_strategy_exists[blk] : get_bits1(gbc)) {
832         memset(bit_alloc_stages, 3, AC3_MAX_CHANNELS);
833         if (!s->eac3)
834             s->cpl_in_use[blk] = get_bits1(gbc);
835         if (s->cpl_in_use[blk]) {
836             /* coupling in use */
837             int cpl_start_subband, cpl_end_subband;
838
839             if (channel_mode < AC3_CHMODE_STEREO) {
840                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "coupling not allowed in mono or dual-mono\n");
841                 return -1;
842             }
843
844             /* check for enhanced coupling */
845             if (s->eac3 && get_bits1(gbc)) {
846                 /* TODO: parse enhanced coupling strategy info */
847                 av_log_missing_feature(s->avctx, "Enhanced coupling", 1);
848                 return -1;
849             }
850
851             /* determine which channels are coupled */
852             if (s->eac3 && s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
853                 s->channel_in_cpl[1] = 1;
854                 s->channel_in_cpl[2] = 1;
855             } else {
856                 for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++)
857                     s->channel_in_cpl[ch] = get_bits1(gbc);
858             }
859
860             /* phase flags in use */
861             if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
862                 s->phase_flags_in_use = get_bits1(gbc);
863
864             /* coupling frequency range */
865             /* TODO: modify coupling end freq if spectral extension is used */
866             cpl_start_subband = get_bits(gbc, 4);
867             cpl_end_subband   = get_bits(gbc, 4) + 3;
868             s->num_cpl_subbands = cpl_end_subband - cpl_start_subband;
869             if (s->num_cpl_subbands < 0) {
870                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid coupling range (%d > %d)\n",
871                        cpl_start_subband, cpl_end_subband);
872                 return -1;
873             }
874             s->start_freq[CPL_CH] = cpl_start_subband * 12 + 37;
875             s->end_freq[CPL_CH]   = cpl_end_subband   * 12 + 37;
876
877            decode_band_structure(gbc, blk, s->eac3, 0,
878                                  cpl_start_subband, cpl_end_subband,
879                                  ff_eac3_default_cpl_band_struct,
880                                  s->cpl_band_struct, &s->num_cpl_subbands,
881                                  &s->num_cpl_bands, NULL);
882         } else {
883             /* coupling not in use */
884             for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
885                 s->channel_in_cpl[ch] = 0;
886                 s->first_cpl_coords[ch] = 1;
887             }
888             s->first_cpl_leak = s->eac3;
889             s->phase_flags_in_use = 0;
890         }
891     } else if (!s->eac3) {
892         if(!blk) {
893             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling strategy must be present in block 0\n");
894             return -1;
895         } else {
896             s->cpl_in_use[blk] = s->cpl_in_use[blk-1];
897         }
898     }
899     cpl_in_use = s->cpl_in_use[blk];
900
901     /* coupling coordinates */
902     if (cpl_in_use) {
903         int cpl_coords_exist = 0;
904
905         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
906             if (s->channel_in_cpl[ch]) {
907                 if ((s->eac3 && s->first_cpl_coords[ch]) || get_bits1(gbc)) {
908                     int master_cpl_coord, cpl_coord_exp, cpl_coord_mant;
909                     s->first_cpl_coords[ch] = 0;
910                     cpl_coords_exist = 1;
911                     master_cpl_coord = 3 * get_bits(gbc, 2);
912                     for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_bands; bnd++) {
913                         cpl_coord_exp = get_bits(gbc, 4);
914                         cpl_coord_mant = get_bits(gbc, 4);
915                         if (cpl_coord_exp == 15)
916                             s->cpl_coords[ch][bnd] = cpl_coord_mant << 22;
917                         else
918                             s->cpl_coords[ch][bnd] = (cpl_coord_mant + 16) << 21;
919                         s->cpl_coords[ch][bnd] >>= (cpl_coord_exp + master_cpl_coord);
920                     }
921                 } else if (!blk) {
922                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling coordinates must be present in block 0\n");
923                     return -1;
924                 }
925             } else {
926                 /* channel not in coupling */
927                 s->first_cpl_coords[ch] = 1;
928             }
929         }
930         /* phase flags */
931         if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO && cpl_coords_exist) {
932             for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_bands; bnd++) {
933                 s->phase_flags[bnd] = s->phase_flags_in_use? get_bits1(gbc) : 0;
934             }
935         }
936     }
937
938     /* stereo rematrixing strategy and band structure */
939     if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
940         if ((s->eac3 && !blk) || get_bits1(gbc)) {
941             s->num_rematrixing_bands = 4;
942             if(cpl_in_use && s->start_freq[CPL_CH] <= 61)
943                 s->num_rematrixing_bands -= 1 + (s->start_freq[CPL_CH] == 37);
944             for(bnd=0; bnd<s->num_rematrixing_bands; bnd++)
945                 s->rematrixing_flags[bnd] = get_bits1(gbc);
946         } else if (!blk) {
947             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new rematrixing strategy must be present in block 0\n");
948             return -1;
949         }
950     }
951
952     /* exponent strategies for each channel */
953     for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
954         if (!s->eac3)
955             s->exp_strategy[blk][ch] = get_bits(gbc, 2 - (ch == s->lfe_ch));
956         if(s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE)
957             bit_alloc_stages[ch] = 3;
958     }
959
960     /* channel bandwidth */
961     for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
962         s->start_freq[ch] = 0;
963         if (s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE) {
964             int group_size;
965             int prev = s->end_freq[ch];
966             if (s->channel_in_cpl[ch])
967                 s->end_freq[ch] = s->start_freq[CPL_CH];
968             else {
969                 int bandwidth_code = get_bits(gbc, 6);
970                 if (bandwidth_code > 60) {
971                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "bandwidth code = %d > 60\n", bandwidth_code);
972                     return -1;
973                 }
974                 s->end_freq[ch] = bandwidth_code * 3 + 73;
975             }
976             group_size = 3 << (s->exp_strategy[blk][ch] - 1);
977             s->num_exp_groups[ch] = (s->end_freq[ch]+group_size-4) / group_size;
978             if(blk > 0 && s->end_freq[ch] != prev)
979                 memset(bit_alloc_stages, 3, AC3_MAX_CHANNELS);
980         }
981     }
982     if (cpl_in_use && s->exp_strategy[blk][CPL_CH] != EXP_REUSE) {
983         s->num_exp_groups[CPL_CH] = (s->end_freq[CPL_CH] - s->start_freq[CPL_CH]) /
984                                     (3 << (s->exp_strategy[blk][CPL_CH] - 1));
985     }
986
987     /* decode exponents for each channel */
988     for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
989         if (s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE) {
990             s->dexps[ch][0] = get_bits(gbc, 4) << !ch;
991             decode_exponents(gbc, s->exp_strategy[blk][ch],
992                              s->num_exp_groups[ch], s->dexps[ch][0],
993                              &s->dexps[ch][s->start_freq[ch]+!!ch]);
994             if(ch != CPL_CH && ch != s->lfe_ch)
995                 skip_bits(gbc, 2); /* skip gainrng */
996         }
997     }
998
999     /* bit allocation information */
1000     if (s->bit_allocation_syntax) {
1001         if (get_bits1(gbc)) {
1002             s->bit_alloc_params.slow_decay = ff_ac3_slow_decay_tab[get_bits(gbc, 2)] >> s->bit_alloc_params.sr_shift;
1003             s->bit_alloc_params.fast_decay = ff_ac3_fast_decay_tab[get_bits(gbc, 2)] >> s->bit_alloc_params.sr_shift;
1004             s->bit_alloc_params.slow_gain  = ff_ac3_slow_gain_tab[get_bits(gbc, 2)];
1005             s->bit_alloc_params.db_per_bit = ff_ac3_db_per_bit_tab[get_bits(gbc, 2)];
1006             s->bit_alloc_params.floor  = ff_ac3_floor_tab[get_bits(gbc, 3)];
1007             for(ch=!cpl_in_use; ch<=s->channels; ch++)
1008                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1009         } else if (!blk) {
1010             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new bit allocation info must be present in block 0\n");
1011             return -1;
1012         }
1013     }
1014
1015     /* signal-to-noise ratio offsets and fast gains (signal-to-mask ratios) */
1016     if(!s->eac3 || !blk){
1017         if(s->snr_offset_strategy && get_bits1(gbc)) {
1018             int snr = 0;
1019             int csnr;
1020             csnr = (get_bits(gbc, 6) - 15) << 4;
1021             for (i = ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1022                 /* snr offset */
1023                 if (ch == i || s->snr_offset_strategy == 2)
1024                     snr = (csnr + get_bits(gbc, 4)) << 2;
1025                 /* run at least last bit allocation stage if snr offset changes */
1026                 if(blk && s->snr_offset[ch] != snr) {
1027                     bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 1);
1028                 }
1029                 s->snr_offset[ch] = snr;
1030
1031                 /* fast gain (normal AC-3 only) */
1032                 if (!s->eac3) {
1033                     int prev = s->fast_gain[ch];
1034                     s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[get_bits(gbc, 3)];
1035                     /* run last 2 bit allocation stages if fast gain changes */
1036                     if(blk && prev != s->fast_gain[ch])
1037                         bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1038                 }
1039             }
1040         } else if (!s->eac3 && !blk) {
1041             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new snr offsets must be present in block 0\n");
1042             return -1;
1043         }
1044     }
1045
1046     /* fast gain (E-AC-3 only) */
1047     if (s->fast_gain_syntax && get_bits1(gbc)) {
1048         for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1049             int prev = s->fast_gain[ch];
1050             s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[get_bits(gbc, 3)];
1051             /* run last 2 bit allocation stages if fast gain changes */
1052             if(blk && prev != s->fast_gain[ch])
1053                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1054         }
1055     } else if (s->eac3 && !blk) {
1056         for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++)
1057             s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[4];
1058     }
1059
1060     /* E-AC-3 to AC-3 converter SNR offset */
1061     if (s->frame_type == EAC3_FRAME_TYPE_INDEPENDENT && get_bits1(gbc)) {
1062         skip_bits(gbc, 10); // skip converter snr offset
1063     }
1064
1065     /* coupling leak information */
1066     if (cpl_in_use) {
1067         if (s->first_cpl_leak || get_bits1(gbc)) {
1068             int fl = get_bits(gbc, 3);
1069             int sl = get_bits(gbc, 3);
1070             /* run last 2 bit allocation stages for coupling channel if
1071                coupling leak changes */
1072             if(blk && (fl != s->bit_alloc_params.cpl_fast_leak ||
1073                        sl != s->bit_alloc_params.cpl_slow_leak)) {
1074                 bit_alloc_stages[CPL_CH] = FFMAX(bit_alloc_stages[CPL_CH], 2);
1075             }
1076             s->bit_alloc_params.cpl_fast_leak = fl;
1077             s->bit_alloc_params.cpl_slow_leak = sl;
1078         } else if (!s->eac3 && !blk) {
1079             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling leak info must be present in block 0\n");
1080             return -1;
1081         }
1082         s->first_cpl_leak = 0;
1083     }
1084
1085     /* delta bit allocation information */
1086     if (s->dba_syntax && get_bits1(gbc)) {
1087         /* delta bit allocation exists (strategy) */
1088         for (ch = !cpl_in_use; ch <= fbw_channels; ch++) {
1089             s->dba_mode[ch] = get_bits(gbc, 2);
1090             if (s->dba_mode[ch] == DBA_RESERVED) {
1091                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "delta bit allocation strategy reserved\n");
1092                 return -1;
1093             }
1094             bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1095         }
1096         /* channel delta offset, len and bit allocation */
1097         for (ch = !cpl_in_use; ch <= fbw_channels; ch++) {
1098             if (s->dba_mode[ch] == DBA_NEW) {
1099                 s->dba_nsegs[ch] = get_bits(gbc, 3);
1100                 for (seg = 0; seg <= s->dba_nsegs[ch]; seg++) {
1101                     s->dba_offsets[ch][seg] = get_bits(gbc, 5);
1102                     s->dba_lengths[ch][seg] = get_bits(gbc, 4);
1103                     s->dba_values[ch][seg] = get_bits(gbc, 3);
1104                 }
1105                 /* run last 2 bit allocation stages if new dba values */
1106                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1107             }
1108         }
1109     } else if(blk == 0) {
1110         for(ch=0; ch<=s->channels; ch++) {
1111             s->dba_mode[ch] = DBA_NONE;
1112         }
1113     }
1114
1115     /* Bit allocation */
1116     for(ch=!cpl_in_use; ch<=s->channels; ch++) {
1117         if(bit_alloc_stages[ch] > 2) {
1118             /* Exponent mapping into PSD and PSD integration */
1119             ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(s->dexps[ch],
1120                                       s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1121                                       s->psd[ch], s->band_psd[ch]);
1122         }
1123         if(bit_alloc_stages[ch] > 1) {
1124             /* Compute excitation function, Compute masking curve, and
1125                Apply delta bit allocation */
1126             ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(&s->bit_alloc_params, s->band_psd[ch],
1127                                        s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1128                                        s->fast_gain[ch], (ch == s->lfe_ch),
1129                                        s->dba_mode[ch], s->dba_nsegs[ch],
1130                                        s->dba_offsets[ch], s->dba_lengths[ch],
1131                                        s->dba_values[ch], s->mask[ch]);
1132         }
1133         if(bit_alloc_stages[ch] > 0) {
1134             /* Compute bit allocation */
1135             const uint8_t *bap_tab = s->channel_uses_aht[ch] ?
1136                                      ff_eac3_hebap_tab : ff_ac3_bap_tab;
1137             ff_ac3_bit_alloc_calc_bap(s->mask[ch], s->psd[ch],
1138                                       s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1139                                       s->snr_offset[ch],
1140                                       s->bit_alloc_params.floor,
1141                                       bap_tab, s->bap[ch]);
1142         }
1143     }
1144
1145     /* unused dummy data */
1146     if (s->skip_syntax && get_bits1(gbc)) {
1147         int skipl = get_bits(gbc, 9);
1148         while(skipl--)
1149             skip_bits(gbc, 8);
1150     }
1151
1152     /* unpack the transform coefficients
1153        this also uncouples channels if coupling is in use. */
1154     decode_transform_coeffs(s, blk);
1155
1156     /* TODO: generate enhanced coupling coordinates and uncouple */
1157
1158     /* TODO: apply spectral extension */
1159
1160     /* recover coefficients if rematrixing is in use */
1161     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
1162         do_rematrixing(s);
1163
1164     /* apply scaling to coefficients (headroom, dynrng) */
1165     for(ch=1; ch<=s->channels; ch++) {
1166         float gain = s->mul_bias / 4194304.0f;
1167         if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_DUALMONO) {
1168             gain *= s->dynamic_range[ch-1];
1169         } else {
1170             gain *= s->dynamic_range[0];
1171         }
1172         s->dsp.int32_to_float_fmul_scalar(s->transform_coeffs[ch], s->fixed_coeffs[ch], gain, 256);
1173     }
1174
1175     /* downmix and MDCT. order depends on whether block switching is used for
1176        any channel in this block. this is because coefficients for the long
1177        and short transforms cannot be mixed. */
1178     downmix_output = s->channels != s->out_channels &&
1179                      !((s->output_mode & AC3_OUTPUT_LFEON) &&
1180                      s->fbw_channels == s->out_channels);
1181     if(different_transforms) {
1182         /* the delay samples have already been downmixed, so we upmix the delay
1183            samples in order to reconstruct all channels before downmixing. */
1184         if(s->downmixed) {
1185             s->downmixed = 0;
1186             ac3_upmix_delay(s);
1187         }
1188
1189         do_imdct(s, s->channels);
1190
1191         if(downmix_output) {
1192             s->dsp.ac3_downmix(s->output, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 256);
1193         }
1194     } else {
1195         if(downmix_output) {
1196             s->dsp.ac3_downmix(s->transform_coeffs+1, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 256);
1197         }
1198
1199         if(downmix_output && !s->downmixed) {
1200             s->downmixed = 1;
1201             s->dsp.ac3_downmix(s->delay, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 128);
1202         }
1203
1204         do_imdct(s, s->out_channels);
1205     }
1206
1207     return 0;
1208 }
1209
1210 /**
1211  * Decode a single AC-3 frame.
1212  */
1213 static int ac3_decode_frame(AVCodecContext * avctx, void *data, int *data_size,
1214                             const uint8_t *buf, int buf_size)
1215 {
1216     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
1217     int16_t *out_samples = (int16_t *)data;
1218     int blk, ch, err;
1219
1220     /* initialize the GetBitContext with the start of valid AC-3 Frame */
1221     if (s->input_buffer) {
1222         /* copy input buffer to decoder context to avoid reading past the end
1223            of the buffer, which can be caused by a damaged input stream. */
1224         memcpy(s->input_buffer, buf, FFMIN(buf_size, AC3_FRAME_BUFFER_SIZE));
1225         init_get_bits(&s->gbc, s->input_buffer, buf_size * 8);
1226     } else {
1227         init_get_bits(&s->gbc, buf, buf_size * 8);
1228     }
1229
1230     /* parse the syncinfo */
1231     *data_size = 0;
1232     err = parse_frame_header(s);
1233
1234     /* check that reported frame size fits in input buffer */
1235     if(s->frame_size > buf_size) {
1236         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "incomplete frame\n");
1237         err = AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE;
1238     }
1239
1240     /* check for crc mismatch */
1241     if(err != AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE && avctx->error_recognition >= FF_ER_CAREFUL) {
1242         if(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0, &buf[2], s->frame_size-2)) {
1243             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "frame CRC mismatch\n");
1244             err = AC3_PARSE_ERROR_CRC;
1245         }
1246     }
1247
1248     if(err && err != AC3_PARSE_ERROR_CRC) {
1249         switch(err) {
1250             case AC3_PARSE_ERROR_SYNC:
1251                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "frame sync error\n");
1252                 return -1;
1253             case AC3_PARSE_ERROR_BSID:
1254                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid bitstream id\n");
1255                 break;
1256             case AC3_PARSE_ERROR_SAMPLE_RATE:
1257                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sample rate\n");
1258                 break;
1259             case AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE:
1260                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid frame size\n");
1261                 break;
1262             case AC3_PARSE_ERROR_FRAME_TYPE:
1263                 /* skip frame if CRC is ok. otherwise use error concealment. */
1264                 /* TODO: add support for substreams and dependent frames */
1265                 if(s->frame_type == EAC3_FRAME_TYPE_DEPENDENT || s->substreamid) {
1266                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported frame type : skipping frame\n");
1267                     return s->frame_size;
1268                 } else {
1269                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid frame type\n");
1270                 }
1271                 break;
1272             default:
1273                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid header\n");
1274                 break;
1275         }
1276     }
1277
1278     /* if frame is ok, set audio parameters */
1279     if (!err) {
1280         avctx->sample_rate = s->sample_rate;
1281         avctx->bit_rate = s->bit_rate;
1282
1283         /* channel config */
1284         s->out_channels = s->channels;
1285         s->output_mode = s->channel_mode;
1286         if(s->lfe_on)
1287             s->output_mode |= AC3_OUTPUT_LFEON;
1288         if (avctx->request_channels > 0 && avctx->request_channels <= 2 &&
1289                 avctx->request_channels < s->channels) {
1290             s->out_channels = avctx->request_channels;
1291             s->output_mode  = avctx->request_channels == 1 ? AC3_CHMODE_MONO : AC3_CHMODE_STEREO;
1292         }
1293         avctx->channels = s->out_channels;
1294
1295         /* set downmixing coefficients if needed */
1296         if(s->channels != s->out_channels && !((s->output_mode & AC3_OUTPUT_LFEON) &&
1297                 s->fbw_channels == s->out_channels)) {
1298             set_downmix_coeffs(s);
1299         }
1300     } else if (!s->out_channels) {
1301         s->out_channels = avctx->channels;
1302         if(s->out_channels < s->channels)
1303             s->output_mode  = s->out_channels == 1 ? AC3_CHMODE_MONO : AC3_CHMODE_STEREO;
1304     }
1305
1306     /* decode the audio blocks */
1307     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
1308         const float *output[s->out_channels];
1309         if (!err && decode_audio_block(s, blk)) {
1310             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "error decoding the audio block\n");
1311         }
1312         for (ch = 0; ch < s->out_channels; ch++)
1313             output[ch] = s->output[ch];
1314         s->dsp.float_to_int16_interleave(out_samples, output, 256, s->out_channels);
1315         out_samples += 256 * s->out_channels;
1316     }
1317     *data_size = s->num_blocks * 256 * avctx->channels * sizeof (int16_t);
1318     return s->frame_size;
1319 }
1320
1321 /**
1322  * Uninitialize the AC-3 decoder.
1323  */
1324 static av_cold int ac3_decode_end(AVCodecContext *avctx)
1325 {
1326     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
1327     ff_mdct_end(&s->imdct_512);
1328     ff_mdct_end(&s->imdct_256);
1329
1330     av_freep(&s->input_buffer);
1331
1332     return 0;
1333 }
1334
1335 AVCodec ac3_decoder = {
1336     .name = "ac3",
1337     .type = CODEC_TYPE_AUDIO,
1338     .id = CODEC_ID_AC3,
1339     .priv_data_size = sizeof (AC3DecodeContext),
1340     .init = ac3_decode_init,
1341     .close = ac3_decode_end,
1342     .decode = ac3_decode_frame,
1343     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATSC A/52A (AC-3)"),
1344 };
1345
1346 AVCodec eac3_decoder = {
1347     .name = "eac3",
1348     .type = CODEC_TYPE_AUDIO,
1349     .id = CODEC_ID_EAC3,
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/52B (AC-3, E-AC-3)"),
1355 };