add more gain levels and adjust mix level tables accordingly.
[ffmpeg.git] / libavcodec / ac3dec.c
1 /*
2  * AC-3 Audio Decoder
3  * This code is developed as part of Google Summer of Code 2006 Program.
4  *
5  * Copyright (c) 2006 Kartikey Mahendra BHATT (bhattkm at gmail dot com).
6  * Copyright (c) 2007 Justin Ruggles
7  *
8  * Portions of this code are derived from liba52
9  * http://liba52.sourceforge.net
10  * Copyright (C) 2000-2003 Michel Lespinasse <walken@zoy.org>
11  * Copyright (C) 1999-2000 Aaron Holtzman <aholtzma@ess.engr.uvic.ca>
12  *
13  * This file is part of FFmpeg.
14  *
15  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
16  * modify it under the terms of the GNU General Public
17  * License as published by the Free Software Foundation; either
18  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
19  *
20  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
21  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
22  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
23  * General Public License for more details.
24  *
25  * You should have received a copy of the GNU General Public
26  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
27  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
28  */
29
30 #include <stdio.h>
31 #include <stddef.h>
32 #include <math.h>
33 #include <string.h>
34
35 #include "libavutil/crc.h"
36 #include "libavutil/random.h"
37 #include "avcodec.h"
38 #include "ac3_parser.h"
39 #include "bitstream.h"
40 #include "dsputil.h"
41
42 /** Maximum possible frame size when the specification limit is ignored */
43 #define AC3_MAX_FRAME_SIZE 21695
44
45 /**
46  * Table of bin locations for rematrixing bands
47  * reference: Section 7.5.2 Rematrixing : Frequency Band Definitions
48  */
49 static const uint8_t rematrix_band_tab[5] = { 13, 25, 37, 61, 253 };
50
51 /** table for grouping exponents */
52 static uint8_t exp_ungroup_tab[128][3];
53
54
55 /** tables for ungrouping mantissas */
56 static int b1_mantissas[32][3];
57 static int b2_mantissas[128][3];
58 static int b3_mantissas[8];
59 static int b4_mantissas[128][2];
60 static int b5_mantissas[16];
61
62 /**
63  * Quantization table: levels for symmetric. bits for asymmetric.
64  * reference: Table 7.18 Mapping of bap to Quantizer
65  */
66 static const uint8_t quantization_tab[16] = {
67     0, 3, 5, 7, 11, 15,
68     5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 16
69 };
70
71 /** dynamic range table. converts codes to scale factors. */
72 static float dynamic_range_tab[256];
73
74 /** Adjustments in dB gain */
75 #define LEVEL_PLUS_3DB          1.4142135623730950
76 #define LEVEL_PLUS_1POINT5DB    1.1892071150027209
77 #define LEVEL_MINUS_1POINT5DB   0.8408964152537145
78 #define LEVEL_MINUS_3DB         0.7071067811865476
79 #define LEVEL_MINUS_4POINT5DB   0.5946035575013605
80 #define LEVEL_MINUS_6DB         0.5000000000000000
81 #define LEVEL_MINUS_9DB         0.3535533905932738
82 #define LEVEL_ZERO              0.0000000000000000
83 #define LEVEL_ONE               1.0000000000000000
84
85 static const float gain_levels[9] = {
86     LEVEL_PLUS_3DB,
87     LEVEL_PLUS_1POINT5DB,
88     LEVEL_ONE,
89     LEVEL_MINUS_1POINT5DB,
90     LEVEL_MINUS_3DB,
91     LEVEL_MINUS_4POINT5DB,
92     LEVEL_MINUS_6DB,
93     LEVEL_ZERO,
94     LEVEL_MINUS_9DB
95 };
96
97 /**
98  * Table for default stereo downmixing coefficients
99  * reference: Section 7.8.2 Downmixing Into Two Channels
100  */
101 static const uint8_t ac3_default_coeffs[8][5][2] = {
102     { { 2, 7 }, { 7, 2 },                               },
103     { { 4, 4 },                                         },
104     { { 2, 7 }, { 7, 2 },                               },
105     { { 2, 7 }, { 5, 5 }, { 7, 2 },                     },
106     { { 2, 7 }, { 7, 2 }, { 6, 6 },                     },
107     { { 2, 7 }, { 5, 5 }, { 7, 2 }, { 8, 8 },           },
108     { { 2, 7 }, { 7, 2 }, { 6, 7 }, { 7, 6 },           },
109     { { 2, 7 }, { 5, 5 }, { 7, 2 }, { 6, 7 }, { 7, 6 }, },
110 };
111
112 /* override ac3.h to include coupling channel */
113 #undef AC3_MAX_CHANNELS
114 #define AC3_MAX_CHANNELS 7
115 #define CPL_CH 0
116
117 #define AC3_OUTPUT_LFEON  8
118
119 typedef struct {
120     int num_blocks;                         ///< number of audio blocks
121     int channel_mode;                       ///< channel mode (acmod)
122     int block_switch[AC3_MAX_CHANNELS];     ///< block switch flags
123     int dither_flag[AC3_MAX_CHANNELS];      ///< dither flags
124     int dither_all;                         ///< true if all channels are dithered
125     int cpl_in_use;                         ///< coupling in use
126     int channel_in_cpl[AC3_MAX_CHANNELS];   ///< channel in coupling
127     int phase_flags_in_use;                 ///< phase flags in use
128     int phase_flags[18];                    ///< phase flags
129     int cpl_band_struct[18];                ///< coupling band structure
130     int num_rematrixing_bands;              ///< number of rematrixing bands
131     int rematrixing_flags[4];               ///< rematrixing flags
132     int exp_strategy[AC3_MAX_CHANNELS];     ///< exponent strategies
133     int snr_offset[AC3_MAX_CHANNELS];       ///< signal-to-noise ratio offsets
134     int fast_gain[AC3_MAX_CHANNELS];        ///< fast gain values (signal-to-mask ratio)
135     int dba_mode[AC3_MAX_CHANNELS];         ///< delta bit allocation mode
136     int dba_nsegs[AC3_MAX_CHANNELS];        ///< number of delta segments
137     uint8_t dba_offsets[AC3_MAX_CHANNELS][8]; ///< delta segment offsets
138     uint8_t dba_lengths[AC3_MAX_CHANNELS][8]; ///< delta segment lengths
139     uint8_t dba_values[AC3_MAX_CHANNELS][8];  ///< delta values for each segment
140
141     int sample_rate;                        ///< sample frequency, in Hz
142     int bit_rate;                           ///< stream bit rate, in bits-per-second
143     int frame_type;                         ///< frame type (strmtyp)
144     int substreamid;                        ///< substream identification
145     int frame_size;                         ///< current frame size, in bytes
146
147     int channels;                           ///< number of total channels
148     int fbw_channels;                       ///< number of full-bandwidth channels
149     int lfe_on;                             ///< lfe channel in use
150     int lfe_ch;                             ///< index of LFE channel
151     int output_mode;                        ///< output channel configuration
152     int out_channels;                       ///< number of output channels
153
154     int center_mix_level;                   ///< Center mix level index
155     int surround_mix_level;                 ///< Surround mix level index
156     float downmix_coeffs[AC3_MAX_CHANNELS][2];  ///< stereo downmix coefficients
157     float downmix_coeff_adjust[2];          ///< adjustment needed for each output channel when downmixing
158     float dynamic_range[2];                 ///< dynamic range
159     int   cpl_coords[AC3_MAX_CHANNELS][18]; ///< coupling coordinates
160     int   num_cpl_bands;                    ///< number of coupling bands
161     int   num_cpl_subbands;                 ///< number of coupling sub bands
162     int   start_freq[AC3_MAX_CHANNELS];     ///< start frequency bin
163     int   end_freq[AC3_MAX_CHANNELS];       ///< end frequency bin
164     AC3BitAllocParameters bit_alloc_params; ///< bit allocation parameters
165
166     int num_exp_groups[AC3_MAX_CHANNELS];   ///< Number of exponent groups
167     int8_t  dexps[AC3_MAX_CHANNELS][256];   ///< decoded exponents
168     uint8_t bap[AC3_MAX_CHANNELS][256];     ///< bit allocation pointers
169     int16_t psd[AC3_MAX_CHANNELS][256];     ///< scaled exponents
170     int16_t band_psd[AC3_MAX_CHANNELS][50]; ///< interpolated exponents
171     int16_t mask[AC3_MAX_CHANNELS][50];     ///< masking curve values
172
173     int fixed_coeffs[AC3_MAX_CHANNELS][256];    ///> fixed-point transform coefficients
174     DECLARE_ALIGNED_16(float, transform_coeffs[AC3_MAX_CHANNELS][256]);  ///< transform coefficients
175     int downmixed;                              ///< indicates if coeffs are currently downmixed
176
177     /* For IMDCT. */
178     MDCTContext imdct_512;                  ///< for 512 sample IMDCT
179     MDCTContext imdct_256;                  ///< for 256 sample IMDCT
180     DSPContext  dsp;                        ///< for optimization
181     float       add_bias;                   ///< offset for float_to_int16 conversion
182     float       mul_bias;                   ///< scaling for float_to_int16 conversion
183
184     DECLARE_ALIGNED_16(float, output[AC3_MAX_CHANNELS][256]);       ///< output after imdct transform and windowing
185     DECLARE_ALIGNED_16(short, int_output[AC3_MAX_CHANNELS-1][256]); ///< final 16-bit integer output
186     DECLARE_ALIGNED_16(float, delay[AC3_MAX_CHANNELS][256]);        ///< delay - added to the next block
187     DECLARE_ALIGNED_16(float, tmp_imdct[256]);                      ///< temporary storage for imdct transform
188     DECLARE_ALIGNED_16(float, tmp_output[512]);                     ///< temporary storage for output before windowing
189     DECLARE_ALIGNED_16(float, window[256]);                         ///< window coefficients
190
191     /* Miscellaneous. */
192     GetBitContext gbc;                      ///< bitstream reader
193     AVRandomState dith_state;               ///< for dither generation
194     AVCodecContext *avctx;                  ///< parent context
195     uint8_t *input_buffer;                  ///< temp buffer to prevent overread
196 } AC3DecodeContext;
197
198 /**
199  * Symmetrical Dequantization
200  * reference: Section 7.3.3 Expansion of Mantissas for Symmetrical Quantization
201  *            Tables 7.19 to 7.23
202  */
203 static inline int
204 symmetric_dequant(int code, int levels)
205 {
206     return ((code - (levels >> 1)) << 24) / levels;
207 }
208
209 /*
210  * Initialize tables at runtime.
211  */
212 static av_cold void ac3_tables_init(void)
213 {
214     int i;
215
216     /* generate grouped mantissa tables
217        reference: Section 7.3.5 Ungrouping of Mantissas */
218     for(i=0; i<32; i++) {
219         /* bap=1 mantissas */
220         b1_mantissas[i][0] = symmetric_dequant( i / 9     , 3);
221         b1_mantissas[i][1] = symmetric_dequant((i % 9) / 3, 3);
222         b1_mantissas[i][2] = symmetric_dequant((i % 9) % 3, 3);
223     }
224     for(i=0; i<128; i++) {
225         /* bap=2 mantissas */
226         b2_mantissas[i][0] = symmetric_dequant( i / 25     , 5);
227         b2_mantissas[i][1] = symmetric_dequant((i % 25) / 5, 5);
228         b2_mantissas[i][2] = symmetric_dequant((i % 25) % 5, 5);
229
230         /* bap=4 mantissas */
231         b4_mantissas[i][0] = symmetric_dequant(i / 11, 11);
232         b4_mantissas[i][1] = symmetric_dequant(i % 11, 11);
233     }
234     /* generate ungrouped mantissa tables
235        reference: Tables 7.21 and 7.23 */
236     for(i=0; i<7; i++) {
237         /* bap=3 mantissas */
238         b3_mantissas[i] = symmetric_dequant(i, 7);
239     }
240     for(i=0; i<15; i++) {
241         /* bap=5 mantissas */
242         b5_mantissas[i] = symmetric_dequant(i, 15);
243     }
244
245     /* generate dynamic range table
246        reference: Section 7.7.1 Dynamic Range Control */
247     for(i=0; i<256; i++) {
248         int v = (i >> 5) - ((i >> 7) << 3) - 5;
249         dynamic_range_tab[i] = powf(2.0f, v) * ((i & 0x1F) | 0x20);
250     }
251
252     /* generate exponent tables
253        reference: Section 7.1.3 Exponent Decoding */
254     for(i=0; i<128; i++) {
255         exp_ungroup_tab[i][0] =  i / 25;
256         exp_ungroup_tab[i][1] = (i % 25) / 5;
257         exp_ungroup_tab[i][2] = (i % 25) % 5;
258     }
259 }
260
261
262 /**
263  * AVCodec initialization
264  */
265 static av_cold int ac3_decode_init(AVCodecContext *avctx)
266 {
267     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
268     s->avctx = avctx;
269
270     ac3_common_init();
271     ac3_tables_init();
272     ff_mdct_init(&s->imdct_256, 8, 1);
273     ff_mdct_init(&s->imdct_512, 9, 1);
274     ff_kbd_window_init(s->window, 5.0, 256);
275     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
276     av_init_random(0, &s->dith_state);
277
278     /* set bias values for float to int16 conversion */
279     if(s->dsp.float_to_int16 == ff_float_to_int16_c) {
280         s->add_bias = 385.0f;
281         s->mul_bias = 1.0f;
282     } else {
283         s->add_bias = 0.0f;
284         s->mul_bias = 32767.0f;
285     }
286
287     /* allow downmixing to stereo or mono */
288     if (avctx->channels > 0 && avctx->request_channels > 0 &&
289             avctx->request_channels < avctx->channels &&
290             avctx->request_channels <= 2) {
291         avctx->channels = avctx->request_channels;
292     }
293     s->downmixed = 1;
294
295     /* allocate context input buffer */
296     if (avctx->error_resilience >= FF_ER_CAREFUL) {
297         s->input_buffer = av_mallocz(AC3_MAX_FRAME_SIZE + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
298         if (!s->input_buffer)
299             return AVERROR_NOMEM;
300     }
301
302     return 0;
303 }
304
305 /**
306  * Parse the 'sync info' and 'bit stream info' from the AC-3 bitstream.
307  * GetBitContext within AC3DecodeContext must point to
308  * start of the synchronized ac3 bitstream.
309  */
310 static int ac3_parse_header(AC3DecodeContext *s)
311 {
312     AC3HeaderInfo hdr;
313     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
314     int err, i;
315
316     err = ff_ac3_parse_header(gbc, &hdr);
317     if(err)
318         return err;
319
320     if(hdr.bitstream_id > 10)
321         return AC3_PARSE_ERROR_BSID;
322
323     /* get decoding parameters from header info */
324     s->bit_alloc_params.sr_code     = hdr.sr_code;
325     s->channel_mode                 = hdr.channel_mode;
326     s->lfe_on                       = hdr.lfe_on;
327     s->bit_alloc_params.sr_shift    = hdr.sr_shift;
328     s->sample_rate                  = hdr.sample_rate;
329     s->bit_rate                     = hdr.bit_rate;
330     s->channels                     = hdr.channels;
331     s->fbw_channels                 = s->channels - s->lfe_on;
332     s->lfe_ch                       = s->fbw_channels + 1;
333     s->frame_size                   = hdr.frame_size;
334     s->center_mix_level             = hdr.center_mix_level;
335     s->surround_mix_level           = hdr.surround_mix_level;
336     s->num_blocks                   = hdr.num_blocks;
337     s->frame_type                   = hdr.frame_type;
338     s->substreamid                  = hdr.substreamid;
339
340     if(s->lfe_on) {
341         s->start_freq[s->lfe_ch] = 0;
342         s->end_freq[s->lfe_ch] = 7;
343         s->num_exp_groups[s->lfe_ch] = 2;
344         s->channel_in_cpl[s->lfe_ch] = 0;
345     }
346
347     /* read the rest of the bsi. read twice for dual mono mode. */
348     i = !(s->channel_mode);
349     do {
350         skip_bits(gbc, 5); // skip dialog normalization
351         if (get_bits1(gbc))
352             skip_bits(gbc, 8); //skip compression
353         if (get_bits1(gbc))
354             skip_bits(gbc, 8); //skip language code
355         if (get_bits1(gbc))
356             skip_bits(gbc, 7); //skip audio production information
357     } while (i--);
358
359     skip_bits(gbc, 2); //skip copyright bit and original bitstream bit
360
361     /* skip the timecodes (or extra bitstream information for Alternate Syntax)
362        TODO: read & use the xbsi1 downmix levels */
363     if (get_bits1(gbc))
364         skip_bits(gbc, 14); //skip timecode1 / xbsi1
365     if (get_bits1(gbc))
366         skip_bits(gbc, 14); //skip timecode2 / xbsi2
367
368     /* skip additional bitstream info */
369     if (get_bits1(gbc)) {
370         i = get_bits(gbc, 6);
371         do {
372             skip_bits(gbc, 8);
373         } while(i--);
374     }
375
376     return 0;
377 }
378
379 /**
380  * Set stereo downmixing coefficients based on frame header info.
381  * reference: Section 7.8.2 Downmixing Into Two Channels
382  */
383 static void set_downmix_coeffs(AC3DecodeContext *s)
384 {
385     int i;
386     float cmix = gain_levels[s->center_mix_level];
387     float smix = gain_levels[s->surround_mix_level];
388
389     for(i=0; i<s->fbw_channels; i++) {
390         s->downmix_coeffs[i][0] = gain_levels[ac3_default_coeffs[s->channel_mode][i][0]];
391         s->downmix_coeffs[i][1] = gain_levels[ac3_default_coeffs[s->channel_mode][i][1]];
392     }
393     if(s->channel_mode > 1 && s->channel_mode & 1) {
394         s->downmix_coeffs[1][0] = s->downmix_coeffs[1][1] = cmix;
395     }
396     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_2F1R || s->channel_mode == AC3_CHMODE_3F1R) {
397         int nf = s->channel_mode - 2;
398         s->downmix_coeffs[nf][0] = s->downmix_coeffs[nf][1] = smix * LEVEL_MINUS_3DB;
399     }
400     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_2F2R || s->channel_mode == AC3_CHMODE_3F2R) {
401         int nf = s->channel_mode - 4;
402         s->downmix_coeffs[nf][0] = s->downmix_coeffs[nf+1][1] = smix;
403     }
404
405     /* calculate adjustment needed for each channel to avoid clipping */
406     s->downmix_coeff_adjust[0] = s->downmix_coeff_adjust[1] = 0.0f;
407     for(i=0; i<s->fbw_channels; i++) {
408         s->downmix_coeff_adjust[0] += s->downmix_coeffs[i][0];
409         s->downmix_coeff_adjust[1] += s->downmix_coeffs[i][1];
410     }
411     s->downmix_coeff_adjust[0] = 1.0f / s->downmix_coeff_adjust[0];
412     s->downmix_coeff_adjust[1] = 1.0f / s->downmix_coeff_adjust[1];
413 }
414
415 /**
416  * Decode the grouped exponents according to exponent strategy.
417  * reference: Section 7.1.3 Exponent Decoding
418  */
419 static void decode_exponents(GetBitContext *gbc, int exp_strategy, int ngrps,
420                              uint8_t absexp, int8_t *dexps)
421 {
422     int i, j, grp, group_size;
423     int dexp[256];
424     int expacc, prevexp;
425
426     /* unpack groups */
427     group_size = exp_strategy + (exp_strategy == EXP_D45);
428     for(grp=0,i=0; grp<ngrps; grp++) {
429         expacc = get_bits(gbc, 7);
430         dexp[i++] = exp_ungroup_tab[expacc][0];
431         dexp[i++] = exp_ungroup_tab[expacc][1];
432         dexp[i++] = exp_ungroup_tab[expacc][2];
433     }
434
435     /* convert to absolute exps and expand groups */
436     prevexp = absexp;
437     for(i=0; i<ngrps*3; i++) {
438         prevexp = av_clip(prevexp + dexp[i]-2, 0, 24);
439         for(j=0; j<group_size; j++) {
440             dexps[(i*group_size)+j] = prevexp;
441         }
442     }
443 }
444
445 /**
446  * Generate transform coefficients for each coupled channel in the coupling
447  * range using the coupling coefficients and coupling coordinates.
448  * reference: Section 7.4.3 Coupling Coordinate Format
449  */
450 static void uncouple_channels(AC3DecodeContext *s)
451 {
452     int i, j, ch, bnd, subbnd;
453
454     subbnd = -1;
455     i = s->start_freq[CPL_CH];
456     for(bnd=0; bnd<s->num_cpl_bands; bnd++) {
457         do {
458             subbnd++;
459             for(j=0; j<12; j++) {
460                 for(ch=1; ch<=s->fbw_channels; ch++) {
461                     if(s->channel_in_cpl[ch]) {
462                         s->fixed_coeffs[ch][i] = ((int64_t)s->fixed_coeffs[CPL_CH][i] * (int64_t)s->cpl_coords[ch][bnd]) >> 23;
463                         if (ch == 2 && s->phase_flags[bnd])
464                             s->fixed_coeffs[ch][i] = -s->fixed_coeffs[ch][i];
465                     }
466                 }
467                 i++;
468             }
469         } while(s->cpl_band_struct[subbnd]);
470     }
471 }
472
473 /**
474  * Grouped mantissas for 3-level 5-level and 11-level quantization
475  */
476 typedef struct {
477     int b1_mant[3];
478     int b2_mant[3];
479     int b4_mant[2];
480     int b1ptr;
481     int b2ptr;
482     int b4ptr;
483 } mant_groups;
484
485 /**
486  * Get the transform coefficients for a particular channel
487  * reference: Section 7.3 Quantization and Decoding of Mantissas
488  */
489 static void get_transform_coeffs_ch(AC3DecodeContext *s, int ch_index, mant_groups *m)
490 {
491     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
492     int i, gcode, tbap, start, end;
493     uint8_t *exps;
494     uint8_t *bap;
495     int *coeffs;
496
497     exps = s->dexps[ch_index];
498     bap = s->bap[ch_index];
499     coeffs = s->fixed_coeffs[ch_index];
500     start = s->start_freq[ch_index];
501     end = s->end_freq[ch_index];
502
503     for (i = start; i < end; i++) {
504         tbap = bap[i];
505         switch (tbap) {
506             case 0:
507                 coeffs[i] = (av_random(&s->dith_state) & 0x7FFFFF) - 4194304;
508                 break;
509
510             case 1:
511                 if(m->b1ptr > 2) {
512                     gcode = get_bits(gbc, 5);
513                     m->b1_mant[0] = b1_mantissas[gcode][0];
514                     m->b1_mant[1] = b1_mantissas[gcode][1];
515                     m->b1_mant[2] = b1_mantissas[gcode][2];
516                     m->b1ptr = 0;
517                 }
518                 coeffs[i] = m->b1_mant[m->b1ptr++];
519                 break;
520
521             case 2:
522                 if(m->b2ptr > 2) {
523                     gcode = get_bits(gbc, 7);
524                     m->b2_mant[0] = b2_mantissas[gcode][0];
525                     m->b2_mant[1] = b2_mantissas[gcode][1];
526                     m->b2_mant[2] = b2_mantissas[gcode][2];
527                     m->b2ptr = 0;
528                 }
529                 coeffs[i] = m->b2_mant[m->b2ptr++];
530                 break;
531
532             case 3:
533                 coeffs[i] = b3_mantissas[get_bits(gbc, 3)];
534                 break;
535
536             case 4:
537                 if(m->b4ptr > 1) {
538                     gcode = get_bits(gbc, 7);
539                     m->b4_mant[0] = b4_mantissas[gcode][0];
540                     m->b4_mant[1] = b4_mantissas[gcode][1];
541                     m->b4ptr = 0;
542                 }
543                 coeffs[i] = m->b4_mant[m->b4ptr++];
544                 break;
545
546             case 5:
547                 coeffs[i] = b5_mantissas[get_bits(gbc, 4)];
548                 break;
549
550             default: {
551                 /* asymmetric dequantization */
552                 int qlevel = quantization_tab[tbap];
553                 coeffs[i] = get_sbits(gbc, qlevel) << (24 - qlevel);
554                 break;
555             }
556         }
557         coeffs[i] >>= exps[i];
558     }
559 }
560
561 /**
562  * Remove random dithering from coefficients with zero-bit mantissas
563  * reference: Section 7.3.4 Dither for Zero Bit Mantissas (bap=0)
564  */
565 static void remove_dithering(AC3DecodeContext *s) {
566     int ch, i;
567     int end=0;
568     int *coeffs;
569     uint8_t *bap;
570
571     for(ch=1; ch<=s->fbw_channels; ch++) {
572         if(!s->dither_flag[ch]) {
573             coeffs = s->fixed_coeffs[ch];
574             bap = s->bap[ch];
575             if(s->channel_in_cpl[ch])
576                 end = s->start_freq[CPL_CH];
577             else
578                 end = s->end_freq[ch];
579             for(i=0; i<end; i++) {
580                 if(!bap[i])
581                     coeffs[i] = 0;
582             }
583             if(s->channel_in_cpl[ch]) {
584                 bap = s->bap[CPL_CH];
585                 for(; i<s->end_freq[CPL_CH]; i++) {
586                     if(!bap[i])
587                         coeffs[i] = 0;
588                 }
589             }
590         }
591     }
592 }
593
594 /**
595  * Get the transform coefficients.
596  */
597 static void get_transform_coeffs(AC3DecodeContext *s)
598 {
599     int ch, end;
600     int got_cplchan = 0;
601     mant_groups m;
602
603     m.b1ptr = m.b2ptr = m.b4ptr = 3;
604
605     for (ch = 1; ch <= s->channels; ch++) {
606         /* transform coefficients for full-bandwidth channel */
607         get_transform_coeffs_ch(s, ch, &m);
608         /* tranform coefficients for coupling channel come right after the
609            coefficients for the first coupled channel*/
610         if (s->channel_in_cpl[ch])  {
611             if (!got_cplchan) {
612                 get_transform_coeffs_ch(s, CPL_CH, &m);
613                 uncouple_channels(s);
614                 got_cplchan = 1;
615             }
616             end = s->end_freq[CPL_CH];
617         } else {
618             end = s->end_freq[ch];
619         }
620         do
621             s->fixed_coeffs[ch][end] = 0;
622         while(++end < 256);
623     }
624
625     /* if any channel doesn't use dithering, zero appropriate coefficients */
626     if(!s->dither_all)
627         remove_dithering(s);
628 }
629
630 /**
631  * Stereo rematrixing.
632  * reference: Section 7.5.4 Rematrixing : Decoding Technique
633  */
634 static void do_rematrixing(AC3DecodeContext *s)
635 {
636     int bnd, i;
637     int end, bndend;
638     int tmp0, tmp1;
639
640     end = FFMIN(s->end_freq[1], s->end_freq[2]);
641
642     for(bnd=0; bnd<s->num_rematrixing_bands; bnd++) {
643         if(s->rematrixing_flags[bnd]) {
644             bndend = FFMIN(end, rematrix_band_tab[bnd+1]);
645             for(i=rematrix_band_tab[bnd]; i<bndend; i++) {
646                 tmp0 = s->fixed_coeffs[1][i];
647                 tmp1 = s->fixed_coeffs[2][i];
648                 s->fixed_coeffs[1][i] = tmp0 + tmp1;
649                 s->fixed_coeffs[2][i] = tmp0 - tmp1;
650             }
651         }
652     }
653 }
654
655 /**
656  * Perform the 256-point IMDCT
657  */
658 static void do_imdct_256(AC3DecodeContext *s, int chindex)
659 {
660     int i, k;
661     DECLARE_ALIGNED_16(float, x[128]);
662     FFTComplex z[2][64];
663     float *o_ptr = s->tmp_output;
664
665     for(i=0; i<2; i++) {
666         /* de-interleave coefficients */
667         for(k=0; k<128; k++) {
668             x[k] = s->transform_coeffs[chindex][2*k+i];
669         }
670
671         /* run standard IMDCT */
672         s->imdct_256.fft.imdct_calc(&s->imdct_256, o_ptr, x, s->tmp_imdct);
673
674         /* reverse the post-rotation & reordering from standard IMDCT */
675         for(k=0; k<32; k++) {
676             z[i][32+k].re = -o_ptr[128+2*k];
677             z[i][32+k].im = -o_ptr[2*k];
678             z[i][31-k].re =  o_ptr[2*k+1];
679             z[i][31-k].im =  o_ptr[128+2*k+1];
680         }
681     }
682
683     /* apply AC-3 post-rotation & reordering */
684     for(k=0; k<64; k++) {
685         o_ptr[    2*k  ] = -z[0][   k].im;
686         o_ptr[    2*k+1] =  z[0][63-k].re;
687         o_ptr[128+2*k  ] = -z[0][   k].re;
688         o_ptr[128+2*k+1] =  z[0][63-k].im;
689         o_ptr[256+2*k  ] = -z[1][   k].re;
690         o_ptr[256+2*k+1] =  z[1][63-k].im;
691         o_ptr[384+2*k  ] =  z[1][   k].im;
692         o_ptr[384+2*k+1] = -z[1][63-k].re;
693     }
694 }
695
696 /**
697  * Inverse MDCT Transform.
698  * Convert frequency domain coefficients to time-domain audio samples.
699  * reference: Section 7.9.4 Transformation Equations
700  */
701 static inline void do_imdct(AC3DecodeContext *s, int channels)
702 {
703     int ch;
704
705     for (ch=1; ch<=channels; ch++) {
706         if (s->block_switch[ch]) {
707             do_imdct_256(s, ch);
708         } else {
709             s->imdct_512.fft.imdct_calc(&s->imdct_512, s->tmp_output,
710                                         s->transform_coeffs[ch], s->tmp_imdct);
711         }
712         /* For the first half of the block, apply the window, add the delay
713            from the previous block, and send to output */
714         s->dsp.vector_fmul_add_add(s->output[ch-1], s->tmp_output,
715                                      s->window, s->delay[ch-1], 0, 256, 1);
716         /* For the second half of the block, apply the window and store the
717            samples to delay, to be combined with the next block */
718         s->dsp.vector_fmul_reverse(s->delay[ch-1], s->tmp_output+256,
719                                    s->window, 256);
720     }
721 }
722
723 /**
724  * Downmix the output to mono or stereo.
725  */
726 static void ac3_downmix(AC3DecodeContext *s,
727                         float samples[AC3_MAX_CHANNELS][256], int ch_offset)
728 {
729     int i, j;
730     float v0, v1;
731
732     for(i=0; i<256; i++) {
733         v0 = v1 = 0.0f;
734         for(j=0; j<s->fbw_channels; j++) {
735             v0 += samples[j+ch_offset][i] * s->downmix_coeffs[j][0];
736             v1 += samples[j+ch_offset][i] * s->downmix_coeffs[j][1];
737         }
738         v0 *= s->downmix_coeff_adjust[0];
739         v1 *= s->downmix_coeff_adjust[1];
740         if(s->output_mode == AC3_CHMODE_MONO) {
741             samples[ch_offset][i] = (v0 + v1) * LEVEL_MINUS_3DB;
742         } else if(s->output_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
743             samples[  ch_offset][i] = v0;
744             samples[1+ch_offset][i] = v1;
745         }
746     }
747 }
748
749 /**
750  * Upmix delay samples from stereo to original channel layout.
751  */
752 static void ac3_upmix_delay(AC3DecodeContext *s)
753 {
754     int channel_data_size = sizeof(s->delay[0]);
755     switch(s->channel_mode) {
756         case AC3_CHMODE_DUALMONO:
757         case AC3_CHMODE_STEREO:
758             /* upmix mono to stereo */
759             memcpy(s->delay[1], s->delay[0], channel_data_size);
760             break;
761         case AC3_CHMODE_2F2R:
762             memset(s->delay[3], 0, channel_data_size);
763         case AC3_CHMODE_2F1R:
764             memset(s->delay[2], 0, channel_data_size);
765             break;
766         case AC3_CHMODE_3F2R:
767             memset(s->delay[4], 0, channel_data_size);
768         case AC3_CHMODE_3F1R:
769             memset(s->delay[3], 0, channel_data_size);
770         case AC3_CHMODE_3F:
771             memcpy(s->delay[2], s->delay[1], channel_data_size);
772             memset(s->delay[1], 0, channel_data_size);
773             break;
774     }
775 }
776
777 /**
778  * Parse an audio block from AC-3 bitstream.
779  */
780 static int ac3_parse_audio_block(AC3DecodeContext *s, int blk)
781 {
782     int fbw_channels = s->fbw_channels;
783     int channel_mode = s->channel_mode;
784     int i, bnd, seg, ch;
785     int different_transforms;
786     int downmix_output;
787     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
788     uint8_t bit_alloc_stages[AC3_MAX_CHANNELS];
789
790     memset(bit_alloc_stages, 0, AC3_MAX_CHANNELS);
791
792     /* block switch flags */
793     different_transforms = 0;
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     /* dithering flags */
801     s->dither_all = 1;
802     for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
803         s->dither_flag[ch] = get_bits1(gbc);
804         if(!s->dither_flag[ch])
805             s->dither_all = 0;
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     /* coupling strategy */
820     if (get_bits1(gbc)) {
821         memset(bit_alloc_stages, 3, AC3_MAX_CHANNELS);
822         s->cpl_in_use = get_bits1(gbc);
823         if (s->cpl_in_use) {
824             /* coupling in use */
825             int cpl_begin_freq, cpl_end_freq;
826
827             if (channel_mode < AC3_CHMODE_STEREO) {
828                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "coupling not allowed in mono or dual-mono\n");
829                 return -1;
830             }
831
832             /* determine which channels are coupled */
833             for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++)
834                 s->channel_in_cpl[ch] = get_bits1(gbc);
835
836             /* phase flags in use */
837             if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
838                 s->phase_flags_in_use = get_bits1(gbc);
839
840             /* coupling frequency range and band structure */
841             cpl_begin_freq = get_bits(gbc, 4);
842             cpl_end_freq = get_bits(gbc, 4);
843             if (3 + cpl_end_freq - cpl_begin_freq < 0) {
844                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "3+cplendf = %d < cplbegf = %d\n", 3+cpl_end_freq, cpl_begin_freq);
845                 return -1;
846             }
847             s->num_cpl_bands = s->num_cpl_subbands = 3 + cpl_end_freq - cpl_begin_freq;
848             s->start_freq[CPL_CH] = cpl_begin_freq * 12 + 37;
849             s->end_freq[CPL_CH] = cpl_end_freq * 12 + 73;
850             for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_subbands - 1; bnd++) {
851                 if (get_bits1(gbc)) {
852                     s->cpl_band_struct[bnd] = 1;
853                     s->num_cpl_bands--;
854                 }
855             }
856             s->cpl_band_struct[s->num_cpl_subbands-1] = 0;
857         } else {
858             /* coupling not in use */
859             for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++)
860                 s->channel_in_cpl[ch] = 0;
861         }
862     } else if (!blk) {
863         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling strategy must be present in block 0\n");
864         return -1;
865     }
866
867     /* coupling coordinates */
868     if (s->cpl_in_use) {
869         int cpl_coords_exist = 0;
870
871         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
872             if (s->channel_in_cpl[ch]) {
873                 if (get_bits1(gbc)) {
874                     int master_cpl_coord, cpl_coord_exp, cpl_coord_mant;
875                     cpl_coords_exist = 1;
876                     master_cpl_coord = 3 * get_bits(gbc, 2);
877                     for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_bands; bnd++) {
878                         cpl_coord_exp = get_bits(gbc, 4);
879                         cpl_coord_mant = get_bits(gbc, 4);
880                         if (cpl_coord_exp == 15)
881                             s->cpl_coords[ch][bnd] = cpl_coord_mant << 22;
882                         else
883                             s->cpl_coords[ch][bnd] = (cpl_coord_mant + 16) << 21;
884                         s->cpl_coords[ch][bnd] >>= (cpl_coord_exp + master_cpl_coord);
885                     }
886                 } else if (!blk) {
887                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling coordinates must be present in block 0\n");
888                     return -1;
889                 }
890             }
891         }
892         /* phase flags */
893         if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO && cpl_coords_exist) {
894             for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_bands; bnd++) {
895                 s->phase_flags[bnd] = s->phase_flags_in_use? get_bits1(gbc) : 0;
896             }
897         }
898     }
899
900     /* stereo rematrixing strategy and band structure */
901     if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
902         if (get_bits1(gbc)) {
903             s->num_rematrixing_bands = 4;
904             if(s->cpl_in_use && s->start_freq[CPL_CH] <= 61)
905                 s->num_rematrixing_bands -= 1 + (s->start_freq[CPL_CH] == 37);
906             for(bnd=0; bnd<s->num_rematrixing_bands; bnd++)
907                 s->rematrixing_flags[bnd] = get_bits1(gbc);
908         } else if (!blk) {
909             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new rematrixing strategy must be present in block 0\n");
910             return -1;
911         }
912     }
913
914     /* exponent strategies for each channel */
915     s->exp_strategy[CPL_CH] = EXP_REUSE;
916     s->exp_strategy[s->lfe_ch] = EXP_REUSE;
917     for (ch = !s->cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
918         s->exp_strategy[ch] = get_bits(gbc, 2 - (ch == s->lfe_ch));
919         if(s->exp_strategy[ch] != EXP_REUSE)
920             bit_alloc_stages[ch] = 3;
921     }
922
923     /* channel bandwidth */
924     for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
925         s->start_freq[ch] = 0;
926         if (s->exp_strategy[ch] != EXP_REUSE) {
927             int group_size;
928             int prev = s->end_freq[ch];
929             if (s->channel_in_cpl[ch])
930                 s->end_freq[ch] = s->start_freq[CPL_CH];
931             else {
932                 int bandwidth_code = get_bits(gbc, 6);
933                 if (bandwidth_code > 60) {
934                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "bandwidth code = %d > 60", bandwidth_code);
935                     return -1;
936                 }
937                 s->end_freq[ch] = bandwidth_code * 3 + 73;
938             }
939             group_size = 3 << (s->exp_strategy[ch] - 1);
940             s->num_exp_groups[ch] = (s->end_freq[ch]+group_size-4) / group_size;
941             if(blk > 0 && s->end_freq[ch] != prev)
942                 memset(bit_alloc_stages, 3, AC3_MAX_CHANNELS);
943         }
944     }
945     if (s->cpl_in_use && s->exp_strategy[CPL_CH] != EXP_REUSE) {
946         s->num_exp_groups[CPL_CH] = (s->end_freq[CPL_CH] - s->start_freq[CPL_CH]) /
947                                     (3 << (s->exp_strategy[CPL_CH] - 1));
948     }
949
950     /* decode exponents for each channel */
951     for (ch = !s->cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
952         if (s->exp_strategy[ch] != EXP_REUSE) {
953             s->dexps[ch][0] = get_bits(gbc, 4) << !ch;
954             decode_exponents(gbc, s->exp_strategy[ch],
955                              s->num_exp_groups[ch], s->dexps[ch][0],
956                              &s->dexps[ch][s->start_freq[ch]+!!ch]);
957             if(ch != CPL_CH && ch != s->lfe_ch)
958                 skip_bits(gbc, 2); /* skip gainrng */
959         }
960     }
961
962     /* bit allocation information */
963     if (get_bits1(gbc)) {
964         s->bit_alloc_params.slow_decay = ff_ac3_slow_decay_tab[get_bits(gbc, 2)] >> s->bit_alloc_params.sr_shift;
965         s->bit_alloc_params.fast_decay = ff_ac3_fast_decay_tab[get_bits(gbc, 2)] >> s->bit_alloc_params.sr_shift;
966         s->bit_alloc_params.slow_gain  = ff_ac3_slow_gain_tab[get_bits(gbc, 2)];
967         s->bit_alloc_params.db_per_bit = ff_ac3_db_per_bit_tab[get_bits(gbc, 2)];
968         s->bit_alloc_params.floor  = ff_ac3_floor_tab[get_bits(gbc, 3)];
969         for(ch=!s->cpl_in_use; ch<=s->channels; ch++)
970             bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
971     } else if (!blk) {
972         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new bit allocation info must be present in block 0\n");
973         return -1;
974     }
975
976     /* signal-to-noise ratio offsets and fast gains (signal-to-mask ratios) */
977     if (get_bits1(gbc)) {
978         int csnr;
979         csnr = (get_bits(gbc, 6) - 15) << 4;
980         for (ch = !s->cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) { /* snr offset and fast gain */
981             s->snr_offset[ch] = (csnr + get_bits(gbc, 4)) << 2;
982             s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[get_bits(gbc, 3)];
983         }
984         memset(bit_alloc_stages, 3, AC3_MAX_CHANNELS);
985     } else if (!blk) {
986         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new snr offsets must be present in block 0\n");
987         return -1;
988     }
989
990     /* coupling leak information */
991     if (s->cpl_in_use) {
992         if (get_bits1(gbc)) {
993             s->bit_alloc_params.cpl_fast_leak = get_bits(gbc, 3);
994             s->bit_alloc_params.cpl_slow_leak = get_bits(gbc, 3);
995             bit_alloc_stages[CPL_CH] = FFMAX(bit_alloc_stages[CPL_CH], 2);
996         } else if (!blk) {
997             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling leak info must be present in block 0\n");
998             return -1;
999         }
1000     }
1001
1002     /* delta bit allocation information */
1003     if (get_bits1(gbc)) {
1004         /* delta bit allocation exists (strategy) */
1005         for (ch = !s->cpl_in_use; ch <= fbw_channels; ch++) {
1006             s->dba_mode[ch] = get_bits(gbc, 2);
1007             if (s->dba_mode[ch] == DBA_RESERVED) {
1008                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "delta bit allocation strategy reserved\n");
1009                 return -1;
1010             }
1011             bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1012         }
1013         /* channel delta offset, len and bit allocation */
1014         for (ch = !s->cpl_in_use; ch <= fbw_channels; ch++) {
1015             if (s->dba_mode[ch] == DBA_NEW) {
1016                 s->dba_nsegs[ch] = get_bits(gbc, 3);
1017                 for (seg = 0; seg <= s->dba_nsegs[ch]; seg++) {
1018                     s->dba_offsets[ch][seg] = get_bits(gbc, 5);
1019                     s->dba_lengths[ch][seg] = get_bits(gbc, 4);
1020                     s->dba_values[ch][seg] = get_bits(gbc, 3);
1021                 }
1022                 /* run last 2 bit allocation stages if new dba values */
1023                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1024             }
1025         }
1026     } else if(blk == 0) {
1027         for(ch=0; ch<=s->channels; ch++) {
1028             s->dba_mode[ch] = DBA_NONE;
1029         }
1030     }
1031
1032     /* Bit allocation */
1033     for(ch=!s->cpl_in_use; ch<=s->channels; ch++) {
1034         if(bit_alloc_stages[ch] > 2) {
1035             /* Exponent mapping into PSD and PSD integration */
1036             ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(s->dexps[ch],
1037                                       s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1038                                       s->psd[ch], s->band_psd[ch]);
1039         }
1040         if(bit_alloc_stages[ch] > 1) {
1041             /* Compute excitation function, Compute masking curve, and
1042                Apply delta bit allocation */
1043             ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(&s->bit_alloc_params, s->band_psd[ch],
1044                                        s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1045                                        s->fast_gain[ch], (ch == s->lfe_ch),
1046                                        s->dba_mode[ch], s->dba_nsegs[ch],
1047                                        s->dba_offsets[ch], s->dba_lengths[ch],
1048                                        s->dba_values[ch], s->mask[ch]);
1049         }
1050         if(bit_alloc_stages[ch] > 0) {
1051             /* Compute bit allocation */
1052             ff_ac3_bit_alloc_calc_bap(s->mask[ch], s->psd[ch],
1053                                       s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1054                                       s->snr_offset[ch],
1055                                       s->bit_alloc_params.floor,
1056                                       ff_ac3_bap_tab, s->bap[ch]);
1057         }
1058     }
1059
1060     /* unused dummy data */
1061     if (get_bits1(gbc)) {
1062         int skipl = get_bits(gbc, 9);
1063         while(skipl--)
1064             skip_bits(gbc, 8);
1065     }
1066
1067     /* unpack the transform coefficients
1068        this also uncouples channels if coupling is in use. */
1069     get_transform_coeffs(s);
1070
1071     /* recover coefficients if rematrixing is in use */
1072     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
1073         do_rematrixing(s);
1074
1075     /* apply scaling to coefficients (headroom, dynrng) */
1076     for(ch=1; ch<=s->channels; ch++) {
1077         float gain = s->mul_bias / 4194304.0f;
1078         if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_DUALMONO) {
1079             gain *= s->dynamic_range[ch-1];
1080         } else {
1081             gain *= s->dynamic_range[0];
1082         }
1083         for(i=0; i<256; i++) {
1084             s->transform_coeffs[ch][i] = s->fixed_coeffs[ch][i] * gain;
1085         }
1086     }
1087
1088     /* downmix and MDCT. order depends on whether block switching is used for
1089        any channel in this block. this is because coefficients for the long
1090        and short transforms cannot be mixed. */
1091     downmix_output = s->channels != s->out_channels &&
1092                      !((s->output_mode & AC3_OUTPUT_LFEON) &&
1093                      s->fbw_channels == s->out_channels);
1094     if(different_transforms) {
1095         /* the delay samples have already been downmixed, so we upmix the delay
1096            samples in order to reconstruct all channels before downmixing. */
1097         if(s->downmixed) {
1098             s->downmixed = 0;
1099             ac3_upmix_delay(s);
1100         }
1101
1102         do_imdct(s, s->channels);
1103
1104         if(downmix_output) {
1105             ac3_downmix(s, s->output, 0);
1106         }
1107     } else {
1108         if(downmix_output) {
1109             ac3_downmix(s, s->transform_coeffs, 1);
1110         }
1111
1112         if(!s->downmixed) {
1113             s->downmixed = 1;
1114             ac3_downmix(s, s->delay, 0);
1115         }
1116
1117         do_imdct(s, s->out_channels);
1118     }
1119
1120     /* convert float to 16-bit integer */
1121     for(ch=0; ch<s->out_channels; ch++) {
1122         for(i=0; i<256; i++) {
1123             s->output[ch][i] += s->add_bias;
1124         }
1125         s->dsp.float_to_int16(s->int_output[ch], s->output[ch], 256);
1126     }
1127
1128     return 0;
1129 }
1130
1131 /**
1132  * Decode a single AC-3 frame.
1133  */
1134 static int ac3_decode_frame(AVCodecContext * avctx, void *data, int *data_size,
1135                             const uint8_t *buf, int buf_size)
1136 {
1137     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
1138     int16_t *out_samples = (int16_t *)data;
1139     int i, blk, ch, err;
1140
1141     /* initialize the GetBitContext with the start of valid AC-3 Frame */
1142     if (s->input_buffer) {
1143         /* copy input buffer to decoder context to avoid reading past the end
1144            of the buffer, which can be caused by a damaged input stream. */
1145         memcpy(s->input_buffer, buf, FFMIN(buf_size, AC3_MAX_FRAME_SIZE));
1146         init_get_bits(&s->gbc, s->input_buffer, buf_size * 8);
1147     } else {
1148         init_get_bits(&s->gbc, buf, buf_size * 8);
1149     }
1150
1151     /* parse the syncinfo */
1152     *data_size = 0;
1153     err = ac3_parse_header(s);
1154
1155     /* check that reported frame size fits in input buffer */
1156     if(s->frame_size > buf_size) {
1157         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "incomplete frame\n");
1158         err = AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE;
1159     }
1160
1161     /* check for crc mismatch */
1162     if(err != AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE && avctx->error_resilience >= FF_ER_CAREFUL) {
1163         if(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0, &buf[2], s->frame_size-2)) {
1164             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "frame CRC mismatch\n");
1165             err = AC3_PARSE_ERROR_CRC;
1166         }
1167     }
1168
1169     if(err && err != AC3_PARSE_ERROR_CRC) {
1170         switch(err) {
1171             case AC3_PARSE_ERROR_SYNC:
1172                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "frame sync error\n");
1173                 return -1;
1174             case AC3_PARSE_ERROR_BSID:
1175                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid bitstream id\n");
1176                 break;
1177             case AC3_PARSE_ERROR_SAMPLE_RATE:
1178                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sample rate\n");
1179                 break;
1180             case AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE:
1181                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid frame size\n");
1182                 break;
1183             case AC3_PARSE_ERROR_FRAME_TYPE:
1184                 /* skip frame if CRC is ok. otherwise use error concealment. */
1185                 /* TODO: add support for substreams and dependent frames */
1186                 if(s->frame_type == EAC3_FRAME_TYPE_DEPENDENT || s->substreamid) {
1187                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported frame type : skipping frame\n");
1188                     return s->frame_size;
1189                 } else {
1190                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid frame type\n");
1191                 }
1192                 break;
1193             default:
1194                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid header\n");
1195                 break;
1196         }
1197     }
1198
1199     /* if frame is ok, set audio parameters */
1200     if (!err) {
1201         avctx->sample_rate = s->sample_rate;
1202         avctx->bit_rate = s->bit_rate;
1203
1204         /* channel config */
1205         s->out_channels = s->channels;
1206         s->output_mode = s->channel_mode;
1207         if(s->lfe_on)
1208             s->output_mode |= AC3_OUTPUT_LFEON;
1209         if (avctx->request_channels > 0 && avctx->request_channels <= 2 &&
1210                 avctx->request_channels < s->channels) {
1211             s->out_channels = avctx->request_channels;
1212             s->output_mode  = avctx->request_channels == 1 ? AC3_CHMODE_MONO : AC3_CHMODE_STEREO;
1213         }
1214         avctx->channels = s->out_channels;
1215
1216         /* set downmixing coefficients if needed */
1217         if(s->channels != s->out_channels && !((s->output_mode & AC3_OUTPUT_LFEON) &&
1218                 s->fbw_channels == s->out_channels)) {
1219             set_downmix_coeffs(s);
1220         }
1221     } else if (!s->out_channels) {
1222         s->out_channels = avctx->channels;
1223         if(s->out_channels < s->channels)
1224             s->output_mode  = s->out_channels == 1 ? AC3_CHMODE_MONO : AC3_CHMODE_STEREO;
1225     }
1226
1227     /* parse the audio blocks */
1228     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
1229         if (!err && ac3_parse_audio_block(s, blk)) {
1230             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "error parsing the audio block\n");
1231         }
1232
1233         /* interleave output samples */
1234         for (i = 0; i < 256; i++)
1235             for (ch = 0; ch < s->out_channels; ch++)
1236                 *(out_samples++) = s->int_output[ch][i];
1237     }
1238     *data_size = s->num_blocks * 256 * avctx->channels * sizeof (int16_t);
1239     return s->frame_size;
1240 }
1241
1242 /**
1243  * Uninitialize the AC-3 decoder.
1244  */
1245 static av_cold int ac3_decode_end(AVCodecContext *avctx)
1246 {
1247     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
1248     ff_mdct_end(&s->imdct_512);
1249     ff_mdct_end(&s->imdct_256);
1250
1251     av_freep(&s->input_buffer);
1252
1253     return 0;
1254 }
1255
1256 AVCodec ac3_decoder = {
1257     .name = "ac3",
1258     .type = CODEC_TYPE_AUDIO,
1259     .id = CODEC_ID_AC3,
1260     .priv_data_size = sizeof (AC3DecodeContext),
1261     .init = ac3_decode_init,
1262     .close = ac3_decode_end,
1263     .decode = ac3_decode_frame,
1264     .long_name = "ATSC A/52 / AC-3",
1265 };