Simplify coupling band loop.
[ffmpeg.git] / libavcodec / ac3dec.c
1 /*
2  * AC-3 Audio Decoder
3  * This code was developed as part of Google Summer of Code 2006.
4  * E-AC-3 support was added as part of Google Summer of Code 2007.
5  *
6  * Copyright (c) 2006 Kartikey Mahendra BHATT (bhattkm at gmail dot com)
7  * Copyright (c) 2007-2008 Bartlomiej Wolowiec <bartek.wolowiec@gmail.com>
8  * Copyright (c) 2007 Justin Ruggles <justin.ruggles@gmail.com>
9  *
10  * This file is part of FFmpeg.
11  *
12  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
13  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
14  * License as published by the Free Software Foundation; either
15  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
16  *
17  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
18  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
19  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
20  * Lesser General Public License for more details.
21  *
22  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
23  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
24  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
25  */
26
27 #include <stdio.h>
28 #include <stddef.h>
29 #include <math.h>
30 #include <string.h>
31
32 #include "libavutil/crc.h"
33 #include "internal.h"
34 #include "aac_ac3_parser.h"
35 #include "ac3_parser.h"
36 #include "ac3dec.h"
37 #include "ac3dec_data.h"
38
39 /** Large enough for maximum possible frame size when the specification limit is ignored */
40 #define AC3_FRAME_BUFFER_SIZE 32768
41
42 /**
43  * table for ungrouping 3 values in 7 bits.
44  * used for exponents and bap=2 mantissas
45  */
46 static uint8_t ungroup_3_in_7_bits_tab[128][3];
47
48
49 /** tables for ungrouping mantissas */
50 static int b1_mantissas[32][3];
51 static int b2_mantissas[128][3];
52 static int b3_mantissas[8];
53 static int b4_mantissas[128][2];
54 static int b5_mantissas[16];
55
56 /**
57  * Quantization table: levels for symmetric. bits for asymmetric.
58  * reference: Table 7.18 Mapping of bap to Quantizer
59  */
60 static const uint8_t quantization_tab[16] = {
61     0, 3, 5, 7, 11, 15,
62     5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 16
63 };
64
65 /** dynamic range table. converts codes to scale factors. */
66 static float dynamic_range_tab[256];
67
68 /** Adjustments in dB gain */
69 #define LEVEL_PLUS_3DB          1.4142135623730950
70 #define LEVEL_PLUS_1POINT5DB    1.1892071150027209
71 #define LEVEL_MINUS_1POINT5DB   0.8408964152537145
72 #define LEVEL_MINUS_3DB         0.7071067811865476
73 #define LEVEL_MINUS_4POINT5DB   0.5946035575013605
74 #define LEVEL_MINUS_6DB         0.5000000000000000
75 #define LEVEL_MINUS_9DB         0.3535533905932738
76 #define LEVEL_ZERO              0.0000000000000000
77 #define LEVEL_ONE               1.0000000000000000
78
79 static const float gain_levels[9] = {
80     LEVEL_PLUS_3DB,
81     LEVEL_PLUS_1POINT5DB,
82     LEVEL_ONE,
83     LEVEL_MINUS_1POINT5DB,
84     LEVEL_MINUS_3DB,
85     LEVEL_MINUS_4POINT5DB,
86     LEVEL_MINUS_6DB,
87     LEVEL_ZERO,
88     LEVEL_MINUS_9DB
89 };
90
91 /**
92  * Table for center mix levels
93  * reference: Section 5.4.2.4 cmixlev
94  */
95 static const uint8_t center_levels[4] = { 4, 5, 6, 5 };
96
97 /**
98  * Table for surround mix levels
99  * reference: Section 5.4.2.5 surmixlev
100  */
101 static const uint8_t surround_levels[4] = { 4, 6, 7, 6 };
102
103 /**
104  * Table for default stereo downmixing coefficients
105  * reference: Section 7.8.2 Downmixing Into Two Channels
106  */
107 static const uint8_t ac3_default_coeffs[8][5][2] = {
108     { { 2, 7 }, { 7, 2 },                               },
109     { { 4, 4 },                                         },
110     { { 2, 7 }, { 7, 2 },                               },
111     { { 2, 7 }, { 5, 5 }, { 7, 2 },                     },
112     { { 2, 7 }, { 7, 2 }, { 6, 6 },                     },
113     { { 2, 7 }, { 5, 5 }, { 7, 2 }, { 8, 8 },           },
114     { { 2, 7 }, { 7, 2 }, { 6, 7 }, { 7, 6 },           },
115     { { 2, 7 }, { 5, 5 }, { 7, 2 }, { 6, 7 }, { 7, 6 }, },
116 };
117
118 /**
119  * Symmetrical Dequantization
120  * reference: Section 7.3.3 Expansion of Mantissas for Symmetrical Quantization
121  *            Tables 7.19 to 7.23
122  */
123 static inline int
124 symmetric_dequant(int code, int levels)
125 {
126     return ((code - (levels >> 1)) << 24) / levels;
127 }
128
129 /*
130  * Initialize tables at runtime.
131  */
132 static av_cold void ac3_tables_init(void)
133 {
134     int i;
135
136     /* generate table for ungrouping 3 values in 7 bits
137        reference: Section 7.1.3 Exponent Decoding */
138     for(i=0; i<128; i++) {
139         ungroup_3_in_7_bits_tab[i][0] =  i / 25;
140         ungroup_3_in_7_bits_tab[i][1] = (i % 25) / 5;
141         ungroup_3_in_7_bits_tab[i][2] = (i % 25) % 5;
142     }
143
144     /* generate grouped mantissa tables
145        reference: Section 7.3.5 Ungrouping of Mantissas */
146     for(i=0; i<32; i++) {
147         /* bap=1 mantissas */
148         b1_mantissas[i][0] = symmetric_dequant(ff_ac3_ungroup_3_in_5_bits_tab[i][0], 3);
149         b1_mantissas[i][1] = symmetric_dequant(ff_ac3_ungroup_3_in_5_bits_tab[i][1], 3);
150         b1_mantissas[i][2] = symmetric_dequant(ff_ac3_ungroup_3_in_5_bits_tab[i][2], 3);
151     }
152     for(i=0; i<128; i++) {
153         /* bap=2 mantissas */
154         b2_mantissas[i][0] = symmetric_dequant(ungroup_3_in_7_bits_tab[i][0], 5);
155         b2_mantissas[i][1] = symmetric_dequant(ungroup_3_in_7_bits_tab[i][1], 5);
156         b2_mantissas[i][2] = symmetric_dequant(ungroup_3_in_7_bits_tab[i][2], 5);
157
158         /* bap=4 mantissas */
159         b4_mantissas[i][0] = symmetric_dequant(i / 11, 11);
160         b4_mantissas[i][1] = symmetric_dequant(i % 11, 11);
161     }
162     /* generate ungrouped mantissa tables
163        reference: Tables 7.21 and 7.23 */
164     for(i=0; i<7; i++) {
165         /* bap=3 mantissas */
166         b3_mantissas[i] = symmetric_dequant(i, 7);
167     }
168     for(i=0; i<15; i++) {
169         /* bap=5 mantissas */
170         b5_mantissas[i] = symmetric_dequant(i, 15);
171     }
172
173     /* generate dynamic range table
174        reference: Section 7.7.1 Dynamic Range Control */
175     for(i=0; i<256; i++) {
176         int v = (i >> 5) - ((i >> 7) << 3) - 5;
177         dynamic_range_tab[i] = powf(2.0f, v) * ((i & 0x1F) | 0x20);
178     }
179 }
180
181
182 /**
183  * AVCodec initialization
184  */
185 static av_cold int ac3_decode_init(AVCodecContext *avctx)
186 {
187     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
188     s->avctx = avctx;
189
190     ac3_common_init();
191     ac3_tables_init();
192     ff_mdct_init(&s->imdct_256, 8, 1, 1.0);
193     ff_mdct_init(&s->imdct_512, 9, 1, 1.0);
194     ff_kbd_window_init(s->window, 5.0, 256);
195     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
196     av_lfg_init(&s->dith_state, 0);
197
198     /* set bias values for float to int16 conversion */
199     if(s->dsp.float_to_int16_interleave == ff_float_to_int16_interleave_c) {
200         s->add_bias = 385.0f;
201         s->mul_bias = 1.0f;
202     } else {
203         s->add_bias = 0.0f;
204         s->mul_bias = 32767.0f;
205     }
206
207     /* allow downmixing to stereo or mono */
208     if (avctx->channels > 0 && avctx->request_channels > 0 &&
209             avctx->request_channels < avctx->channels &&
210             avctx->request_channels <= 2) {
211         avctx->channels = avctx->request_channels;
212     }
213     s->downmixed = 1;
214
215     /* allocate context input buffer */
216     if (avctx->error_recognition >= FF_ER_CAREFUL) {
217         s->input_buffer = av_mallocz(AC3_FRAME_BUFFER_SIZE + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
218         if (!s->input_buffer)
219             return AVERROR_NOMEM;
220     }
221
222     avctx->sample_fmt = SAMPLE_FMT_S16;
223     return 0;
224 }
225
226 /**
227  * Parse the 'sync info' and 'bit stream info' from the AC-3 bitstream.
228  * GetBitContext within AC3DecodeContext must point to
229  * the start of the synchronized AC-3 bitstream.
230  */
231 static int ac3_parse_header(AC3DecodeContext *s)
232 {
233     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
234     int i;
235
236     /* read the rest of the bsi. read twice for dual mono mode. */
237     i = !(s->channel_mode);
238     do {
239         skip_bits(gbc, 5); // skip dialog normalization
240         if (get_bits1(gbc))
241             skip_bits(gbc, 8); //skip compression
242         if (get_bits1(gbc))
243             skip_bits(gbc, 8); //skip language code
244         if (get_bits1(gbc))
245             skip_bits(gbc, 7); //skip audio production information
246     } while (i--);
247
248     skip_bits(gbc, 2); //skip copyright bit and original bitstream bit
249
250     /* skip the timecodes (or extra bitstream information for Alternate Syntax)
251        TODO: read & use the xbsi1 downmix levels */
252     if (get_bits1(gbc))
253         skip_bits(gbc, 14); //skip timecode1 / xbsi1
254     if (get_bits1(gbc))
255         skip_bits(gbc, 14); //skip timecode2 / xbsi2
256
257     /* skip additional bitstream info */
258     if (get_bits1(gbc)) {
259         i = get_bits(gbc, 6);
260         do {
261             skip_bits(gbc, 8);
262         } while(i--);
263     }
264
265     return 0;
266 }
267
268 /**
269  * Common function to parse AC-3 or E-AC-3 frame header
270  */
271 static int parse_frame_header(AC3DecodeContext *s)
272 {
273     AC3HeaderInfo hdr;
274     int err;
275
276     err = ff_ac3_parse_header(&s->gbc, &hdr);
277     if(err)
278         return err;
279
280     /* get decoding parameters from header info */
281     s->bit_alloc_params.sr_code     = hdr.sr_code;
282     s->channel_mode                 = hdr.channel_mode;
283     s->channel_layout               = hdr.channel_layout;
284     s->lfe_on                       = hdr.lfe_on;
285     s->bit_alloc_params.sr_shift    = hdr.sr_shift;
286     s->sample_rate                  = hdr.sample_rate;
287     s->bit_rate                     = hdr.bit_rate;
288     s->channels                     = hdr.channels;
289     s->fbw_channels                 = s->channels - s->lfe_on;
290     s->lfe_ch                       = s->fbw_channels + 1;
291     s->frame_size                   = hdr.frame_size;
292     s->center_mix_level             = hdr.center_mix_level;
293     s->surround_mix_level           = hdr.surround_mix_level;
294     s->num_blocks                   = hdr.num_blocks;
295     s->frame_type                   = hdr.frame_type;
296     s->substreamid                  = hdr.substreamid;
297
298     if(s->lfe_on) {
299         s->start_freq[s->lfe_ch] = 0;
300         s->end_freq[s->lfe_ch] = 7;
301         s->num_exp_groups[s->lfe_ch] = 2;
302         s->channel_in_cpl[s->lfe_ch] = 0;
303     }
304
305     if (hdr.bitstream_id <= 10) {
306         s->eac3                  = 0;
307         s->snr_offset_strategy   = 2;
308         s->block_switch_syntax   = 1;
309         s->dither_flag_syntax    = 1;
310         s->bit_allocation_syntax = 1;
311         s->fast_gain_syntax      = 0;
312         s->first_cpl_leak        = 0;
313         s->dba_syntax            = 1;
314         s->skip_syntax           = 1;
315         memset(s->channel_uses_aht, 0, sizeof(s->channel_uses_aht));
316         return ac3_parse_header(s);
317     } else if (CONFIG_EAC3_DECODER) {
318         s->eac3 = 1;
319         return ff_eac3_parse_header(s);
320     } else {
321         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "E-AC-3 support not compiled in\n");
322         return -1;
323     }
324 }
325
326 /**
327  * Set stereo downmixing coefficients based on frame header info.
328  * reference: Section 7.8.2 Downmixing Into Two Channels
329  */
330 static void set_downmix_coeffs(AC3DecodeContext *s)
331 {
332     int i;
333     float cmix = gain_levels[center_levels[s->center_mix_level]];
334     float smix = gain_levels[surround_levels[s->surround_mix_level]];
335     float norm0, norm1;
336
337     for(i=0; i<s->fbw_channels; i++) {
338         s->downmix_coeffs[i][0] = gain_levels[ac3_default_coeffs[s->channel_mode][i][0]];
339         s->downmix_coeffs[i][1] = gain_levels[ac3_default_coeffs[s->channel_mode][i][1]];
340     }
341     if(s->channel_mode > 1 && s->channel_mode & 1) {
342         s->downmix_coeffs[1][0] = s->downmix_coeffs[1][1] = cmix;
343     }
344     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_2F1R || s->channel_mode == AC3_CHMODE_3F1R) {
345         int nf = s->channel_mode - 2;
346         s->downmix_coeffs[nf][0] = s->downmix_coeffs[nf][1] = smix * LEVEL_MINUS_3DB;
347     }
348     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_2F2R || s->channel_mode == AC3_CHMODE_3F2R) {
349         int nf = s->channel_mode - 4;
350         s->downmix_coeffs[nf][0] = s->downmix_coeffs[nf+1][1] = smix;
351     }
352
353     /* renormalize */
354     norm0 = norm1 = 0.0;
355     for(i=0; i<s->fbw_channels; i++) {
356         norm0 += s->downmix_coeffs[i][0];
357         norm1 += s->downmix_coeffs[i][1];
358     }
359     norm0 = 1.0f / norm0;
360     norm1 = 1.0f / norm1;
361     for(i=0; i<s->fbw_channels; i++) {
362         s->downmix_coeffs[i][0] *= norm0;
363         s->downmix_coeffs[i][1] *= norm1;
364     }
365
366     if(s->output_mode == AC3_CHMODE_MONO) {
367         for(i=0; i<s->fbw_channels; i++)
368             s->downmix_coeffs[i][0] = (s->downmix_coeffs[i][0] + s->downmix_coeffs[i][1]) * LEVEL_MINUS_3DB;
369     }
370 }
371
372 /**
373  * Decode the grouped exponents according to exponent strategy.
374  * reference: Section 7.1.3 Exponent Decoding
375  */
376 static int decode_exponents(GetBitContext *gbc, int exp_strategy, int ngrps,
377                             uint8_t absexp, int8_t *dexps)
378 {
379     int i, j, grp, group_size;
380     int dexp[256];
381     int expacc, prevexp;
382
383     /* unpack groups */
384     group_size = exp_strategy + (exp_strategy == EXP_D45);
385     for(grp=0,i=0; grp<ngrps; grp++) {
386         expacc = get_bits(gbc, 7);
387         dexp[i++] = ungroup_3_in_7_bits_tab[expacc][0];
388         dexp[i++] = ungroup_3_in_7_bits_tab[expacc][1];
389         dexp[i++] = ungroup_3_in_7_bits_tab[expacc][2];
390     }
391
392     /* convert to absolute exps and expand groups */
393     prevexp = absexp;
394     for(i=0,j=0; i<ngrps*3; i++) {
395         prevexp += dexp[i] - 2;
396         if (prevexp > 24U)
397             return -1;
398         switch (group_size) {
399             case 4: dexps[j++] = prevexp;
400                     dexps[j++] = prevexp;
401             case 2: dexps[j++] = prevexp;
402             case 1: dexps[j++] = prevexp;
403         }
404     }
405     return 0;
406 }
407
408 /**
409  * Generate transform coefficients for each coupled channel in the coupling
410  * range using the coupling coefficients and coupling coordinates.
411  * reference: Section 7.4.3 Coupling Coordinate Format
412  */
413 static void calc_transform_coeffs_cpl(AC3DecodeContext *s)
414 {
415     int i, j, ch, bnd;
416
417     i = s->start_freq[CPL_CH];
418     for(bnd=0; bnd<s->num_cpl_bands; bnd++) {
419         j = i + s->cpl_band_sizes[bnd];
420         for (; i < j; i++) {
421             for(ch=1; ch<=s->fbw_channels; ch++) {
422                 if(s->channel_in_cpl[ch]) {
423                     s->fixed_coeffs[ch][i] = ((int64_t)s->fixed_coeffs[CPL_CH][i] *
424                                               (int64_t)s->cpl_coords[ch][bnd]) >> 23;
425                     if (ch == 2 && s->phase_flags[bnd])
426                         s->fixed_coeffs[ch][i] = -s->fixed_coeffs[ch][i];
427                 }
428             }
429         }
430     }
431 }
432
433 /**
434  * Grouped mantissas for 3-level 5-level and 11-level quantization
435  */
436 typedef struct {
437     int b1_mant[2];
438     int b2_mant[2];
439     int b4_mant;
440     int b1;
441     int b2;
442     int b4;
443 } mant_groups;
444
445 /**
446  * Decode the transform coefficients for a particular channel
447  * reference: Section 7.3 Quantization and Decoding of Mantissas
448  */
449 static void ac3_decode_transform_coeffs_ch(AC3DecodeContext *s, int ch_index, mant_groups *m)
450 {
451     int start_freq = s->start_freq[ch_index];
452     int end_freq = s->end_freq[ch_index];
453     uint8_t *baps = s->bap[ch_index];
454     int8_t *exps = s->dexps[ch_index];
455     int *coeffs = s->fixed_coeffs[ch_index];
456     int dither = (ch_index == CPL_CH) || s->dither_flag[ch_index];
457     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
458     int freq;
459
460     for(freq = start_freq; freq < end_freq; freq++){
461         int bap = baps[freq];
462         int mantissa;
463         switch(bap){
464             case 0:
465                 if (dither)
466                     mantissa = (av_lfg_get(&s->dith_state) & 0x7FFFFF) - 0x400000;
467                 else
468                     mantissa = 0;
469                 break;
470             case 1:
471                 if(m->b1){
472                     m->b1--;
473                     mantissa = m->b1_mant[m->b1];
474                 }
475                 else{
476                     int bits      = get_bits(gbc, 5);
477                     mantissa      = b1_mantissas[bits][0];
478                     m->b1_mant[1] = b1_mantissas[bits][1];
479                     m->b1_mant[0] = b1_mantissas[bits][2];
480                     m->b1         = 2;
481                 }
482                 break;
483             case 2:
484                 if(m->b2){
485                     m->b2--;
486                     mantissa = m->b2_mant[m->b2];
487                 }
488                 else{
489                     int bits      = get_bits(gbc, 7);
490                     mantissa      = b2_mantissas[bits][0];
491                     m->b2_mant[1] = b2_mantissas[bits][1];
492                     m->b2_mant[0] = b2_mantissas[bits][2];
493                     m->b2         = 2;
494                 }
495                 break;
496             case 3:
497                 mantissa = b3_mantissas[get_bits(gbc, 3)];
498                 break;
499             case 4:
500                 if(m->b4){
501                     m->b4 = 0;
502                     mantissa = m->b4_mant;
503                 }
504                 else{
505                     int bits   = get_bits(gbc, 7);
506                     mantissa   = b4_mantissas[bits][0];
507                     m->b4_mant = b4_mantissas[bits][1];
508                     m->b4      = 1;
509                 }
510                 break;
511             case 5:
512                 mantissa = b5_mantissas[get_bits(gbc, 4)];
513                 break;
514             default: /* 6 to 15 */
515                 mantissa = get_bits(gbc, quantization_tab[bap]);
516                 /* Shift mantissa and sign-extend it. */
517                 mantissa = (mantissa << (32-quantization_tab[bap]))>>8;
518                 break;
519         }
520         coeffs[freq] = mantissa >> exps[freq];
521     }
522 }
523
524 /**
525  * Remove random dithering from coupling range coefficients with zero-bit
526  * mantissas for coupled channels which do not use dithering.
527  * reference: Section 7.3.4 Dither for Zero Bit Mantissas (bap=0)
528  */
529 static void remove_dithering(AC3DecodeContext *s) {
530     int ch, i;
531
532     for(ch=1; ch<=s->fbw_channels; ch++) {
533         if(!s->dither_flag[ch] && s->channel_in_cpl[ch]) {
534             for(i = s->start_freq[CPL_CH]; i<s->end_freq[CPL_CH]; i++) {
535                 if(!s->bap[CPL_CH][i])
536                     s->fixed_coeffs[ch][i] = 0;
537             }
538         }
539     }
540 }
541
542 static void decode_transform_coeffs_ch(AC3DecodeContext *s, int blk, int ch,
543                                     mant_groups *m)
544 {
545     if (!s->channel_uses_aht[ch]) {
546         ac3_decode_transform_coeffs_ch(s, ch, m);
547     } else {
548         /* if AHT is used, mantissas for all blocks are encoded in the first
549            block of the frame. */
550         int bin;
551         if (!blk && CONFIG_EAC3_DECODER)
552             ff_eac3_decode_transform_coeffs_aht_ch(s, ch);
553         for (bin = s->start_freq[ch]; bin < s->end_freq[ch]; bin++) {
554             s->fixed_coeffs[ch][bin] = s->pre_mantissa[ch][bin][blk] >> s->dexps[ch][bin];
555         }
556     }
557 }
558
559 /**
560  * Decode the transform coefficients.
561  */
562 static void decode_transform_coeffs(AC3DecodeContext *s, int blk)
563 {
564     int ch, end;
565     int got_cplchan = 0;
566     mant_groups m;
567
568     m.b1 = m.b2 = m.b4 = 0;
569
570     for (ch = 1; ch <= s->channels; ch++) {
571         /* transform coefficients for full-bandwidth channel */
572         decode_transform_coeffs_ch(s, blk, ch, &m);
573         /* tranform coefficients for coupling channel come right after the
574            coefficients for the first coupled channel*/
575         if (s->channel_in_cpl[ch])  {
576             if (!got_cplchan) {
577                 decode_transform_coeffs_ch(s, blk, CPL_CH, &m);
578                 calc_transform_coeffs_cpl(s);
579                 got_cplchan = 1;
580             }
581             end = s->end_freq[CPL_CH];
582         } else {
583             end = s->end_freq[ch];
584         }
585         do
586             s->fixed_coeffs[ch][end] = 0;
587         while(++end < 256);
588     }
589
590     /* zero the dithered coefficients for appropriate channels */
591     remove_dithering(s);
592 }
593
594 /**
595  * Stereo rematrixing.
596  * reference: Section 7.5.4 Rematrixing : Decoding Technique
597  */
598 static void do_rematrixing(AC3DecodeContext *s)
599 {
600     int bnd, i;
601     int end, bndend;
602     int tmp0, tmp1;
603
604     end = FFMIN(s->end_freq[1], s->end_freq[2]);
605
606     for(bnd=0; bnd<s->num_rematrixing_bands; bnd++) {
607         if(s->rematrixing_flags[bnd]) {
608             bndend = FFMIN(end, ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd+1]);
609             for(i=ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd]; i<bndend; i++) {
610                 tmp0 = s->fixed_coeffs[1][i];
611                 tmp1 = s->fixed_coeffs[2][i];
612                 s->fixed_coeffs[1][i] = tmp0 + tmp1;
613                 s->fixed_coeffs[2][i] = tmp0 - tmp1;
614             }
615         }
616     }
617 }
618
619 /**
620  * Inverse MDCT Transform.
621  * Convert frequency domain coefficients to time-domain audio samples.
622  * reference: Section 7.9.4 Transformation Equations
623  */
624 static inline void do_imdct(AC3DecodeContext *s, int channels)
625 {
626     int ch;
627     float add_bias = s->add_bias;
628     if(s->out_channels==1 && channels>1)
629         add_bias *= LEVEL_MINUS_3DB; // compensate for the gain in downmix
630
631     for (ch=1; ch<=channels; ch++) {
632         if (s->block_switch[ch]) {
633             int i;
634             float *x = s->tmp_output+128;
635             for(i=0; i<128; i++)
636                 x[i] = s->transform_coeffs[ch][2*i];
637             ff_imdct_half(&s->imdct_256, s->tmp_output, x);
638             s->dsp.vector_fmul_window(s->output[ch-1], s->delay[ch-1], s->tmp_output, s->window, add_bias, 128);
639             for(i=0; i<128; i++)
640                 x[i] = s->transform_coeffs[ch][2*i+1];
641             ff_imdct_half(&s->imdct_256, s->delay[ch-1], x);
642         } else {
643             ff_imdct_half(&s->imdct_512, s->tmp_output, s->transform_coeffs[ch]);
644             s->dsp.vector_fmul_window(s->output[ch-1], s->delay[ch-1], s->tmp_output, s->window, add_bias, 128);
645             memcpy(s->delay[ch-1], s->tmp_output+128, 128*sizeof(float));
646         }
647     }
648 }
649
650 /**
651  * Downmix the output to mono or stereo.
652  */
653 void ff_ac3_downmix_c(float (*samples)[256], float (*matrix)[2], int out_ch, int in_ch, int len)
654 {
655     int i, j;
656     float v0, v1;
657     if(out_ch == 2) {
658         for(i=0; i<len; i++) {
659             v0 = v1 = 0.0f;
660             for(j=0; j<in_ch; j++) {
661                 v0 += samples[j][i] * matrix[j][0];
662                 v1 += samples[j][i] * matrix[j][1];
663             }
664             samples[0][i] = v0;
665             samples[1][i] = v1;
666         }
667     } else if(out_ch == 1) {
668         for(i=0; i<len; i++) {
669             v0 = 0.0f;
670             for(j=0; j<in_ch; j++)
671                 v0 += samples[j][i] * matrix[j][0];
672             samples[0][i] = v0;
673         }
674     }
675 }
676
677 /**
678  * Upmix delay samples from stereo to original channel layout.
679  */
680 static void ac3_upmix_delay(AC3DecodeContext *s)
681 {
682     int channel_data_size = sizeof(s->delay[0]);
683     switch(s->channel_mode) {
684         case AC3_CHMODE_DUALMONO:
685         case AC3_CHMODE_STEREO:
686             /* upmix mono to stereo */
687             memcpy(s->delay[1], s->delay[0], channel_data_size);
688             break;
689         case AC3_CHMODE_2F2R:
690             memset(s->delay[3], 0, channel_data_size);
691         case AC3_CHMODE_2F1R:
692             memset(s->delay[2], 0, channel_data_size);
693             break;
694         case AC3_CHMODE_3F2R:
695             memset(s->delay[4], 0, channel_data_size);
696         case AC3_CHMODE_3F1R:
697             memset(s->delay[3], 0, channel_data_size);
698         case AC3_CHMODE_3F:
699             memcpy(s->delay[2], s->delay[1], channel_data_size);
700             memset(s->delay[1], 0, channel_data_size);
701             break;
702     }
703 }
704
705 /**
706  * Decode band structure for coupling, spectral extension, or enhanced coupling.
707  * The band structure defines how many subbands are in each band.  For each
708  * subband in the range, 1 means it is combined with the previous band, and 0
709  * means that it starts a new band.
710  *
711  * @param[in] gbc bit reader context
712  * @param[in] blk block number
713  * @param[in] eac3 flag to indicate E-AC-3
714  * @param[in] ecpl flag to indicate enhanced coupling
715  * @param[in] start_subband subband number for start of range
716  * @param[in] end_subband subband number for end of range
717  * @param[in] default_band_struct default band structure table
718  * @param[out] num_bands number of bands (optionally NULL)
719  * @param[out] band_sizes array containing the number of bins in each band (optionally NULL)
720  */
721 static void decode_band_structure(GetBitContext *gbc, int blk, int eac3,
722                                   int ecpl, int start_subband, int end_subband,
723                                   const uint8_t *default_band_struct,
724                                   int *num_bands, uint8_t *band_sizes)
725 {
726     int subbnd, bnd, n_subbands, n_bands=0;
727     uint8_t bnd_sz[22];
728     uint8_t coded_band_struct[22];
729     const uint8_t *band_struct;
730
731     n_subbands = end_subband - start_subband;
732
733     /* decode band structure from bitstream or use default */
734     if (!eac3 || get_bits1(gbc)) {
735         for (subbnd = 0; subbnd < n_subbands - 1; subbnd++) {
736             coded_band_struct[subbnd] = get_bits1(gbc);
737         }
738         band_struct = coded_band_struct;
739     } else if (!blk) {
740         band_struct = &default_band_struct[start_subband+1];
741     } else {
742         /* no change in band structure */
743         return;
744     }
745
746     /* calculate number of bands and band sizes based on band structure.
747        note that the first 4 subbands in enhanced coupling span only 6 bins
748        instead of 12. */
749     if (num_bands || band_sizes ) {
750         n_bands = n_subbands;
751         bnd_sz[0] = ecpl ? 6 : 12;
752         for (bnd = 0, subbnd = 1; subbnd < n_subbands; subbnd++) {
753             int subbnd_size = (ecpl && subbnd < 4) ? 6 : 12;
754             if (band_struct[subbnd-1]) {
755                 n_bands--;
756                 bnd_sz[bnd] += subbnd_size;
757             } else {
758                 bnd_sz[++bnd] = subbnd_size;
759             }
760         }
761     }
762
763     /* set optional output params */
764     if (num_bands)
765         *num_bands = n_bands;
766     if (band_sizes)
767         memcpy(band_sizes, bnd_sz, n_bands);
768 }
769
770 /**
771  * Decode a single audio block from the AC-3 bitstream.
772  */
773 static int decode_audio_block(AC3DecodeContext *s, int blk)
774 {
775     int fbw_channels = s->fbw_channels;
776     int channel_mode = s->channel_mode;
777     int i, bnd, seg, ch;
778     int different_transforms;
779     int downmix_output;
780     int cpl_in_use;
781     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
782     uint8_t bit_alloc_stages[AC3_MAX_CHANNELS];
783
784     memset(bit_alloc_stages, 0, AC3_MAX_CHANNELS);
785
786     /* block switch flags */
787     different_transforms = 0;
788     if (s->block_switch_syntax) {
789         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
790             s->block_switch[ch] = get_bits1(gbc);
791             if(ch > 1 && s->block_switch[ch] != s->block_switch[1])
792                 different_transforms = 1;
793         }
794     }
795
796     /* dithering flags */
797     if (s->dither_flag_syntax) {
798         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
799             s->dither_flag[ch] = get_bits1(gbc);
800         }
801     }
802
803     /* dynamic range */
804     i = !(s->channel_mode);
805     do {
806         if(get_bits1(gbc)) {
807             s->dynamic_range[i] = ((dynamic_range_tab[get_bits(gbc, 8)]-1.0) *
808                                   s->avctx->drc_scale)+1.0;
809         } else if(blk == 0) {
810             s->dynamic_range[i] = 1.0f;
811         }
812     } while(i--);
813
814     /* spectral extension strategy */
815     if (s->eac3 && (!blk || get_bits1(gbc))) {
816         if (get_bits1(gbc)) {
817             av_log_missing_feature(s->avctx, "Spectral extension", 1);
818             return -1;
819         }
820         /* TODO: parse spectral extension strategy info */
821     }
822
823     /* TODO: spectral extension coordinates */
824
825     /* coupling strategy */
826     if (s->eac3 ? s->cpl_strategy_exists[blk] : get_bits1(gbc)) {
827         memset(bit_alloc_stages, 3, AC3_MAX_CHANNELS);
828         if (!s->eac3)
829             s->cpl_in_use[blk] = get_bits1(gbc);
830         if (s->cpl_in_use[blk]) {
831             /* coupling in use */
832             int cpl_start_subband, cpl_end_subband;
833
834             if (channel_mode < AC3_CHMODE_STEREO) {
835                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "coupling not allowed in mono or dual-mono\n");
836                 return -1;
837             }
838
839             /* check for enhanced coupling */
840             if (s->eac3 && get_bits1(gbc)) {
841                 /* TODO: parse enhanced coupling strategy info */
842                 av_log_missing_feature(s->avctx, "Enhanced coupling", 1);
843                 return -1;
844             }
845
846             /* determine which channels are coupled */
847             if (s->eac3 && s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
848                 s->channel_in_cpl[1] = 1;
849                 s->channel_in_cpl[2] = 1;
850             } else {
851                 for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++)
852                     s->channel_in_cpl[ch] = get_bits1(gbc);
853             }
854
855             /* phase flags in use */
856             if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
857                 s->phase_flags_in_use = get_bits1(gbc);
858
859             /* coupling frequency range */
860             /* TODO: modify coupling end freq if spectral extension is used */
861             cpl_start_subband = get_bits(gbc, 4);
862             cpl_end_subband   = get_bits(gbc, 4) + 3;
863             if (cpl_start_subband >= cpl_end_subband) {
864                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid coupling range (%d >= %d)\n",
865                        cpl_start_subband, cpl_end_subband);
866                 return -1;
867             }
868             s->start_freq[CPL_CH] = cpl_start_subband * 12 + 37;
869             s->end_freq[CPL_CH]   = cpl_end_subband   * 12 + 37;
870
871             decode_band_structure(gbc, blk, s->eac3, 0, cpl_start_subband,
872                                   cpl_end_subband,
873                                   ff_eac3_default_cpl_band_struct,
874                                   &s->num_cpl_bands, s->cpl_band_sizes);
875         } else {
876             /* coupling not in use */
877             for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
878                 s->channel_in_cpl[ch] = 0;
879                 s->first_cpl_coords[ch] = 1;
880             }
881             s->first_cpl_leak = s->eac3;
882             s->phase_flags_in_use = 0;
883         }
884     } else if (!s->eac3) {
885         if(!blk) {
886             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling strategy must be present in block 0\n");
887             return -1;
888         } else {
889             s->cpl_in_use[blk] = s->cpl_in_use[blk-1];
890         }
891     }
892     cpl_in_use = s->cpl_in_use[blk];
893
894     /* coupling coordinates */
895     if (cpl_in_use) {
896         int cpl_coords_exist = 0;
897
898         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
899             if (s->channel_in_cpl[ch]) {
900                 if ((s->eac3 && s->first_cpl_coords[ch]) || get_bits1(gbc)) {
901                     int master_cpl_coord, cpl_coord_exp, cpl_coord_mant;
902                     s->first_cpl_coords[ch] = 0;
903                     cpl_coords_exist = 1;
904                     master_cpl_coord = 3 * get_bits(gbc, 2);
905                     for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_bands; bnd++) {
906                         cpl_coord_exp = get_bits(gbc, 4);
907                         cpl_coord_mant = get_bits(gbc, 4);
908                         if (cpl_coord_exp == 15)
909                             s->cpl_coords[ch][bnd] = cpl_coord_mant << 22;
910                         else
911                             s->cpl_coords[ch][bnd] = (cpl_coord_mant + 16) << 21;
912                         s->cpl_coords[ch][bnd] >>= (cpl_coord_exp + master_cpl_coord);
913                     }
914                 } else if (!blk) {
915                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling coordinates must be present in block 0\n");
916                     return -1;
917                 }
918             } else {
919                 /* channel not in coupling */
920                 s->first_cpl_coords[ch] = 1;
921             }
922         }
923         /* phase flags */
924         if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO && cpl_coords_exist) {
925             for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_bands; bnd++) {
926                 s->phase_flags[bnd] = s->phase_flags_in_use? get_bits1(gbc) : 0;
927             }
928         }
929     }
930
931     /* stereo rematrixing strategy and band structure */
932     if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
933         if ((s->eac3 && !blk) || get_bits1(gbc)) {
934             s->num_rematrixing_bands = 4;
935             if(cpl_in_use && s->start_freq[CPL_CH] <= 61)
936                 s->num_rematrixing_bands -= 1 + (s->start_freq[CPL_CH] == 37);
937             for(bnd=0; bnd<s->num_rematrixing_bands; bnd++)
938                 s->rematrixing_flags[bnd] = get_bits1(gbc);
939         } else if (!blk) {
940             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new rematrixing strategy must be present in block 0\n");
941             return -1;
942         }
943     }
944
945     /* exponent strategies for each channel */
946     for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
947         if (!s->eac3)
948             s->exp_strategy[blk][ch] = get_bits(gbc, 2 - (ch == s->lfe_ch));
949         if(s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE)
950             bit_alloc_stages[ch] = 3;
951     }
952
953     /* channel bandwidth */
954     for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
955         s->start_freq[ch] = 0;
956         if (s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE) {
957             int group_size;
958             int prev = s->end_freq[ch];
959             if (s->channel_in_cpl[ch])
960                 s->end_freq[ch] = s->start_freq[CPL_CH];
961             else {
962                 int bandwidth_code = get_bits(gbc, 6);
963                 if (bandwidth_code > 60) {
964                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "bandwidth code = %d > 60\n", bandwidth_code);
965                     return -1;
966                 }
967                 s->end_freq[ch] = bandwidth_code * 3 + 73;
968             }
969             group_size = 3 << (s->exp_strategy[blk][ch] - 1);
970             s->num_exp_groups[ch] = (s->end_freq[ch]+group_size-4) / group_size;
971             if(blk > 0 && s->end_freq[ch] != prev)
972                 memset(bit_alloc_stages, 3, AC3_MAX_CHANNELS);
973         }
974     }
975     if (cpl_in_use && s->exp_strategy[blk][CPL_CH] != EXP_REUSE) {
976         s->num_exp_groups[CPL_CH] = (s->end_freq[CPL_CH] - s->start_freq[CPL_CH]) /
977                                     (3 << (s->exp_strategy[blk][CPL_CH] - 1));
978     }
979
980     /* decode exponents for each channel */
981     for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
982         if (s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE) {
983             s->dexps[ch][0] = get_bits(gbc, 4) << !ch;
984             if (decode_exponents(gbc, s->exp_strategy[blk][ch],
985                                  s->num_exp_groups[ch], s->dexps[ch][0],
986                                  &s->dexps[ch][s->start_freq[ch]+!!ch])) {
987                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "exponent out-of-range\n");
988                 return -1;
989             }
990             if(ch != CPL_CH && ch != s->lfe_ch)
991                 skip_bits(gbc, 2); /* skip gainrng */
992         }
993     }
994
995     /* bit allocation information */
996     if (s->bit_allocation_syntax) {
997         if (get_bits1(gbc)) {
998             s->bit_alloc_params.slow_decay = ff_ac3_slow_decay_tab[get_bits(gbc, 2)] >> s->bit_alloc_params.sr_shift;
999             s->bit_alloc_params.fast_decay = ff_ac3_fast_decay_tab[get_bits(gbc, 2)] >> s->bit_alloc_params.sr_shift;
1000             s->bit_alloc_params.slow_gain  = ff_ac3_slow_gain_tab[get_bits(gbc, 2)];
1001             s->bit_alloc_params.db_per_bit = ff_ac3_db_per_bit_tab[get_bits(gbc, 2)];
1002             s->bit_alloc_params.floor  = ff_ac3_floor_tab[get_bits(gbc, 3)];
1003             for(ch=!cpl_in_use; ch<=s->channels; ch++)
1004                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1005         } else if (!blk) {
1006             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new bit allocation info must be present in block 0\n");
1007             return -1;
1008         }
1009     }
1010
1011     /* signal-to-noise ratio offsets and fast gains (signal-to-mask ratios) */
1012     if(!s->eac3 || !blk){
1013         if(s->snr_offset_strategy && get_bits1(gbc)) {
1014             int snr = 0;
1015             int csnr;
1016             csnr = (get_bits(gbc, 6) - 15) << 4;
1017             for (i = ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1018                 /* snr offset */
1019                 if (ch == i || s->snr_offset_strategy == 2)
1020                     snr = (csnr + get_bits(gbc, 4)) << 2;
1021                 /* run at least last bit allocation stage if snr offset changes */
1022                 if(blk && s->snr_offset[ch] != snr) {
1023                     bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 1);
1024                 }
1025                 s->snr_offset[ch] = snr;
1026
1027                 /* fast gain (normal AC-3 only) */
1028                 if (!s->eac3) {
1029                     int prev = s->fast_gain[ch];
1030                     s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[get_bits(gbc, 3)];
1031                     /* run last 2 bit allocation stages if fast gain changes */
1032                     if(blk && prev != s->fast_gain[ch])
1033                         bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1034                 }
1035             }
1036         } else if (!s->eac3 && !blk) {
1037             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new snr offsets must be present in block 0\n");
1038             return -1;
1039         }
1040     }
1041
1042     /* fast gain (E-AC-3 only) */
1043     if (s->fast_gain_syntax && get_bits1(gbc)) {
1044         for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1045             int prev = s->fast_gain[ch];
1046             s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[get_bits(gbc, 3)];
1047             /* run last 2 bit allocation stages if fast gain changes */
1048             if(blk && prev != s->fast_gain[ch])
1049                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1050         }
1051     } else if (s->eac3 && !blk) {
1052         for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++)
1053             s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[4];
1054     }
1055
1056     /* E-AC-3 to AC-3 converter SNR offset */
1057     if (s->frame_type == EAC3_FRAME_TYPE_INDEPENDENT && get_bits1(gbc)) {
1058         skip_bits(gbc, 10); // skip converter snr offset
1059     }
1060
1061     /* coupling leak information */
1062     if (cpl_in_use) {
1063         if (s->first_cpl_leak || get_bits1(gbc)) {
1064             int fl = get_bits(gbc, 3);
1065             int sl = get_bits(gbc, 3);
1066             /* run last 2 bit allocation stages for coupling channel if
1067                coupling leak changes */
1068             if(blk && (fl != s->bit_alloc_params.cpl_fast_leak ||
1069                        sl != s->bit_alloc_params.cpl_slow_leak)) {
1070                 bit_alloc_stages[CPL_CH] = FFMAX(bit_alloc_stages[CPL_CH], 2);
1071             }
1072             s->bit_alloc_params.cpl_fast_leak = fl;
1073             s->bit_alloc_params.cpl_slow_leak = sl;
1074         } else if (!s->eac3 && !blk) {
1075             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling leak info must be present in block 0\n");
1076             return -1;
1077         }
1078         s->first_cpl_leak = 0;
1079     }
1080
1081     /* delta bit allocation information */
1082     if (s->dba_syntax && get_bits1(gbc)) {
1083         /* delta bit allocation exists (strategy) */
1084         for (ch = !cpl_in_use; ch <= fbw_channels; ch++) {
1085             s->dba_mode[ch] = get_bits(gbc, 2);
1086             if (s->dba_mode[ch] == DBA_RESERVED) {
1087                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "delta bit allocation strategy reserved\n");
1088                 return -1;
1089             }
1090             bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1091         }
1092         /* channel delta offset, len and bit allocation */
1093         for (ch = !cpl_in_use; ch <= fbw_channels; ch++) {
1094             if (s->dba_mode[ch] == DBA_NEW) {
1095                 s->dba_nsegs[ch] = get_bits(gbc, 3);
1096                 for (seg = 0; seg <= s->dba_nsegs[ch]; seg++) {
1097                     s->dba_offsets[ch][seg] = get_bits(gbc, 5);
1098                     s->dba_lengths[ch][seg] = get_bits(gbc, 4);
1099                     s->dba_values[ch][seg] = get_bits(gbc, 3);
1100                 }
1101                 /* run last 2 bit allocation stages if new dba values */
1102                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1103             }
1104         }
1105     } else if(blk == 0) {
1106         for(ch=0; ch<=s->channels; ch++) {
1107             s->dba_mode[ch] = DBA_NONE;
1108         }
1109     }
1110
1111     /* Bit allocation */
1112     for(ch=!cpl_in_use; ch<=s->channels; ch++) {
1113         if(bit_alloc_stages[ch] > 2) {
1114             /* Exponent mapping into PSD and PSD integration */
1115             ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(s->dexps[ch],
1116                                       s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1117                                       s->psd[ch], s->band_psd[ch]);
1118         }
1119         if(bit_alloc_stages[ch] > 1) {
1120             /* Compute excitation function, Compute masking curve, and
1121                Apply delta bit allocation */
1122             if (ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(&s->bit_alloc_params, s->band_psd[ch],
1123                                            s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1124                                            s->fast_gain[ch], (ch == s->lfe_ch),
1125                                            s->dba_mode[ch], s->dba_nsegs[ch],
1126                                            s->dba_offsets[ch], s->dba_lengths[ch],
1127                                            s->dba_values[ch], s->mask[ch])) {
1128                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "error in bit allocation\n");
1129                 return -1;
1130             }
1131         }
1132         if(bit_alloc_stages[ch] > 0) {
1133             /* Compute bit allocation */
1134             const uint8_t *bap_tab = s->channel_uses_aht[ch] ?
1135                                      ff_eac3_hebap_tab : ff_ac3_bap_tab;
1136             ff_ac3_bit_alloc_calc_bap(s->mask[ch], s->psd[ch],
1137                                       s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1138                                       s->snr_offset[ch],
1139                                       s->bit_alloc_params.floor,
1140                                       bap_tab, s->bap[ch]);
1141         }
1142     }
1143
1144     /* unused dummy data */
1145     if (s->skip_syntax && get_bits1(gbc)) {
1146         int skipl = get_bits(gbc, 9);
1147         while(skipl--)
1148             skip_bits(gbc, 8);
1149     }
1150
1151     /* unpack the transform coefficients
1152        this also uncouples channels if coupling is in use. */
1153     decode_transform_coeffs(s, blk);
1154
1155     /* TODO: generate enhanced coupling coordinates and uncouple */
1156
1157     /* TODO: apply spectral extension */
1158
1159     /* recover coefficients if rematrixing is in use */
1160     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
1161         do_rematrixing(s);
1162
1163     /* apply scaling to coefficients (headroom, dynrng) */
1164     for(ch=1; ch<=s->channels; ch++) {
1165         float gain = s->mul_bias / 4194304.0f;
1166         if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_DUALMONO) {
1167             gain *= s->dynamic_range[ch-1];
1168         } else {
1169             gain *= s->dynamic_range[0];
1170         }
1171         s->dsp.int32_to_float_fmul_scalar(s->transform_coeffs[ch], s->fixed_coeffs[ch], gain, 256);
1172     }
1173
1174     /* downmix and MDCT. order depends on whether block switching is used for
1175        any channel in this block. this is because coefficients for the long
1176        and short transforms cannot be mixed. */
1177     downmix_output = s->channels != s->out_channels &&
1178                      !((s->output_mode & AC3_OUTPUT_LFEON) &&
1179                      s->fbw_channels == s->out_channels);
1180     if(different_transforms) {
1181         /* the delay samples have already been downmixed, so we upmix the delay
1182            samples in order to reconstruct all channels before downmixing. */
1183         if(s->downmixed) {
1184             s->downmixed = 0;
1185             ac3_upmix_delay(s);
1186         }
1187
1188         do_imdct(s, s->channels);
1189
1190         if(downmix_output) {
1191             s->dsp.ac3_downmix(s->output, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 256);
1192         }
1193     } else {
1194         if(downmix_output) {
1195             s->dsp.ac3_downmix(s->transform_coeffs+1, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 256);
1196         }
1197
1198         if(downmix_output && !s->downmixed) {
1199             s->downmixed = 1;
1200             s->dsp.ac3_downmix(s->delay, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 128);
1201         }
1202
1203         do_imdct(s, s->out_channels);
1204     }
1205
1206     return 0;
1207 }
1208
1209 /**
1210  * Decode a single AC-3 frame.
1211  */
1212 static int ac3_decode_frame(AVCodecContext * avctx, void *data, int *data_size,
1213                             AVPacket *avpkt)
1214 {
1215     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1216     int buf_size = avpkt->size;
1217     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
1218     int16_t *out_samples = (int16_t *)data;
1219     int blk, ch, err;
1220     const uint8_t *channel_map;
1221     const float *output[AC3_MAX_CHANNELS];
1222
1223     /* initialize the GetBitContext with the start of valid AC-3 Frame */
1224     if (s->input_buffer) {
1225         /* copy input buffer to decoder context to avoid reading past the end
1226            of the buffer, which can be caused by a damaged input stream. */
1227         memcpy(s->input_buffer, buf, FFMIN(buf_size, AC3_FRAME_BUFFER_SIZE));
1228         init_get_bits(&s->gbc, s->input_buffer, buf_size * 8);
1229     } else {
1230         init_get_bits(&s->gbc, buf, buf_size * 8);
1231     }
1232
1233     /* parse the syncinfo */
1234     *data_size = 0;
1235     err = parse_frame_header(s);
1236
1237     /* check that reported frame size fits in input buffer */
1238     if(s->frame_size > buf_size) {
1239         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "incomplete frame\n");
1240         err = AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE;
1241     }
1242
1243     /* check for crc mismatch */
1244     if(err != AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE && avctx->error_recognition >= FF_ER_CAREFUL) {
1245         if(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0, &buf[2], s->frame_size-2)) {
1246             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "frame CRC mismatch\n");
1247             err = AAC_AC3_PARSE_ERROR_CRC;
1248         }
1249     }
1250
1251     if(err && err != AAC_AC3_PARSE_ERROR_CRC) {
1252         switch(err) {
1253             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_SYNC:
1254                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "frame sync error\n");
1255                 return -1;
1256             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_BSID:
1257                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid bitstream id\n");
1258                 break;
1259             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_SAMPLE_RATE:
1260                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sample rate\n");
1261                 break;
1262             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE:
1263                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid frame size\n");
1264                 break;
1265             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_TYPE:
1266                 /* skip frame if CRC is ok. otherwise use error concealment. */
1267                 /* TODO: add support for substreams and dependent frames */
1268                 if(s->frame_type == EAC3_FRAME_TYPE_DEPENDENT || s->substreamid) {
1269                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported frame type : skipping frame\n");
1270                     return s->frame_size;
1271                 } else {
1272                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid frame type\n");
1273                 }
1274                 break;
1275             default:
1276                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid header\n");
1277                 break;
1278         }
1279     }
1280
1281     /* if frame is ok, set audio parameters */
1282     if (!err) {
1283         avctx->sample_rate = s->sample_rate;
1284         avctx->bit_rate = s->bit_rate;
1285
1286         /* channel config */
1287         s->out_channels = s->channels;
1288         s->output_mode = s->channel_mode;
1289         if(s->lfe_on)
1290             s->output_mode |= AC3_OUTPUT_LFEON;
1291         if (avctx->request_channels > 0 && avctx->request_channels <= 2 &&
1292                 avctx->request_channels < s->channels) {
1293             s->out_channels = avctx->request_channels;
1294             s->output_mode  = avctx->request_channels == 1 ? AC3_CHMODE_MONO : AC3_CHMODE_STEREO;
1295             s->channel_layout = ff_ac3_channel_layout_tab[s->output_mode];
1296         }
1297         avctx->channels = s->out_channels;
1298         avctx->channel_layout = s->channel_layout;
1299
1300         /* set downmixing coefficients if needed */
1301         if(s->channels != s->out_channels && !((s->output_mode & AC3_OUTPUT_LFEON) &&
1302                 s->fbw_channels == s->out_channels)) {
1303             set_downmix_coeffs(s);
1304         }
1305     } else if (!s->out_channels) {
1306         s->out_channels = avctx->channels;
1307         if(s->out_channels < s->channels)
1308             s->output_mode  = s->out_channels == 1 ? AC3_CHMODE_MONO : AC3_CHMODE_STEREO;
1309     }
1310
1311     /* decode the audio blocks */
1312     channel_map = ff_ac3_dec_channel_map[s->output_mode & ~AC3_OUTPUT_LFEON][s->lfe_on];
1313     for (ch = 0; ch < s->out_channels; ch++)
1314         output[ch] = s->output[channel_map[ch]];
1315     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
1316         if (!err && decode_audio_block(s, blk)) {
1317             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "error decoding the audio block\n");
1318             err = 1;
1319         }
1320         s->dsp.float_to_int16_interleave(out_samples, output, 256, s->out_channels);
1321         out_samples += 256 * s->out_channels;
1322     }
1323     *data_size = s->num_blocks * 256 * avctx->channels * sizeof (int16_t);
1324     return s->frame_size;
1325 }
1326
1327 /**
1328  * Uninitialize the AC-3 decoder.
1329  */
1330 static av_cold int ac3_decode_end(AVCodecContext *avctx)
1331 {
1332     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
1333     ff_mdct_end(&s->imdct_512);
1334     ff_mdct_end(&s->imdct_256);
1335
1336     av_freep(&s->input_buffer);
1337
1338     return 0;
1339 }
1340
1341 AVCodec ac3_decoder = {
1342     .name = "ac3",
1343     .type = CODEC_TYPE_AUDIO,
1344     .id = CODEC_ID_AC3,
1345     .priv_data_size = sizeof (AC3DecodeContext),
1346     .init = ac3_decode_init,
1347     .close = ac3_decode_end,
1348     .decode = ac3_decode_frame,
1349     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATSC A/52A (AC-3)"),
1350 };
1351
1352 #if CONFIG_EAC3_DECODER
1353 AVCodec eac3_decoder = {
1354     .name = "eac3",
1355     .type = CODEC_TYPE_AUDIO,
1356     .id = CODEC_ID_EAC3,
1357     .priv_data_size = sizeof (AC3DecodeContext),
1358     .init = ac3_decode_init,
1359     .close = ac3_decode_end,
1360     .decode = ac3_decode_frame,
1361     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATSC A/52B (AC-3, E-AC-3)"),
1362 };
1363 #endif