The AC-3 decoder is now LGPL. Exchange the license header and change references
[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 {
318         s->eac3 = 1;
319         return ff_eac3_parse_header(s);
320     }
321 }
322
323 /**
324  * Set stereo downmixing coefficients based on frame header info.
325  * reference: Section 7.8.2 Downmixing Into Two Channels
326  */
327 static void set_downmix_coeffs(AC3DecodeContext *s)
328 {
329     int i;
330     float cmix = gain_levels[center_levels[s->center_mix_level]];
331     float smix = gain_levels[surround_levels[s->surround_mix_level]];
332     float norm0, norm1;
333
334     for(i=0; i<s->fbw_channels; i++) {
335         s->downmix_coeffs[i][0] = gain_levels[ac3_default_coeffs[s->channel_mode][i][0]];
336         s->downmix_coeffs[i][1] = gain_levels[ac3_default_coeffs[s->channel_mode][i][1]];
337     }
338     if(s->channel_mode > 1 && s->channel_mode & 1) {
339         s->downmix_coeffs[1][0] = s->downmix_coeffs[1][1] = cmix;
340     }
341     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_2F1R || s->channel_mode == AC3_CHMODE_3F1R) {
342         int nf = s->channel_mode - 2;
343         s->downmix_coeffs[nf][0] = s->downmix_coeffs[nf][1] = smix * LEVEL_MINUS_3DB;
344     }
345     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_2F2R || s->channel_mode == AC3_CHMODE_3F2R) {
346         int nf = s->channel_mode - 4;
347         s->downmix_coeffs[nf][0] = s->downmix_coeffs[nf+1][1] = smix;
348     }
349
350     /* renormalize */
351     norm0 = norm1 = 0.0;
352     for(i=0; i<s->fbw_channels; i++) {
353         norm0 += s->downmix_coeffs[i][0];
354         norm1 += s->downmix_coeffs[i][1];
355     }
356     norm0 = 1.0f / norm0;
357     norm1 = 1.0f / norm1;
358     for(i=0; i<s->fbw_channels; i++) {
359         s->downmix_coeffs[i][0] *= norm0;
360         s->downmix_coeffs[i][1] *= norm1;
361     }
362
363     if(s->output_mode == AC3_CHMODE_MONO) {
364         for(i=0; i<s->fbw_channels; i++)
365             s->downmix_coeffs[i][0] = (s->downmix_coeffs[i][0] + s->downmix_coeffs[i][1]) * LEVEL_MINUS_3DB;
366     }
367 }
368
369 /**
370  * Decode the grouped exponents according to exponent strategy.
371  * reference: Section 7.1.3 Exponent Decoding
372  */
373 static int decode_exponents(GetBitContext *gbc, int exp_strategy, int ngrps,
374                             uint8_t absexp, int8_t *dexps)
375 {
376     int i, j, grp, group_size;
377     int dexp[256];
378     int expacc, prevexp;
379
380     /* unpack groups */
381     group_size = exp_strategy + (exp_strategy == EXP_D45);
382     for(grp=0,i=0; grp<ngrps; grp++) {
383         expacc = get_bits(gbc, 7);
384         dexp[i++] = ungroup_3_in_7_bits_tab[expacc][0];
385         dexp[i++] = ungroup_3_in_7_bits_tab[expacc][1];
386         dexp[i++] = ungroup_3_in_7_bits_tab[expacc][2];
387     }
388
389     /* convert to absolute exps and expand groups */
390     prevexp = absexp;
391     for(i=0,j=0; i<ngrps*3; i++) {
392         prevexp += dexp[i] - 2;
393         if (prevexp > 24U)
394             return -1;
395         switch (group_size) {
396             case 4: dexps[j++] = prevexp;
397                     dexps[j++] = prevexp;
398             case 2: dexps[j++] = prevexp;
399             case 1: dexps[j++] = prevexp;
400         }
401     }
402     return 0;
403 }
404
405 /**
406  * Generate transform coefficients for each coupled channel in the coupling
407  * range using the coupling coefficients and coupling coordinates.
408  * reference: Section 7.4.3 Coupling Coordinate Format
409  */
410 static void calc_transform_coeffs_cpl(AC3DecodeContext *s)
411 {
412     int i, j, ch, bnd, subbnd;
413
414     subbnd = -1;
415     i = s->start_freq[CPL_CH];
416     for(bnd=0; bnd<s->num_cpl_bands; bnd++) {
417         do {
418             subbnd++;
419             for(j=0; j<12; j++) {
420                 for(ch=1; ch<=s->fbw_channels; ch++) {
421                     if(s->channel_in_cpl[ch]) {
422                         s->fixed_coeffs[ch][i] = ((int64_t)s->fixed_coeffs[CPL_CH][i] * (int64_t)s->cpl_coords[ch][bnd]) >> 23;
423                         if (ch == 2 && s->phase_flags[bnd])
424                             s->fixed_coeffs[ch][i] = -s->fixed_coeffs[ch][i];
425                     }
426                 }
427                 i++;
428             }
429         } while(s->cpl_band_struct[subbnd]);
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     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
457     int freq;
458
459     for(freq = start_freq; freq < end_freq; freq++){
460         int bap = baps[freq];
461         int mantissa;
462         switch(bap){
463             case 0:
464                 mantissa = (av_lfg_get(&s->dith_state) & 0x7FFFFF) - 0x400000;
465                 break;
466             case 1:
467                 if(m->b1){
468                     m->b1--;
469                     mantissa = m->b1_mant[m->b1];
470                 }
471                 else{
472                     int bits      = get_bits(gbc, 5);
473                     mantissa      = b1_mantissas[bits][0];
474                     m->b1_mant[1] = b1_mantissas[bits][1];
475                     m->b1_mant[0] = b1_mantissas[bits][2];
476                     m->b1         = 2;
477                 }
478                 break;
479             case 2:
480                 if(m->b2){
481                     m->b2--;
482                     mantissa = m->b2_mant[m->b2];
483                 }
484                 else{
485                     int bits      = get_bits(gbc, 7);
486                     mantissa      = b2_mantissas[bits][0];
487                     m->b2_mant[1] = b2_mantissas[bits][1];
488                     m->b2_mant[0] = b2_mantissas[bits][2];
489                     m->b2         = 2;
490                 }
491                 break;
492             case 3:
493                 mantissa = b3_mantissas[get_bits(gbc, 3)];
494                 break;
495             case 4:
496                 if(m->b4){
497                     m->b4 = 0;
498                     mantissa = m->b4_mant;
499                 }
500                 else{
501                     int bits   = get_bits(gbc, 7);
502                     mantissa   = b4_mantissas[bits][0];
503                     m->b4_mant = b4_mantissas[bits][1];
504                     m->b4      = 1;
505                 }
506                 break;
507             case 5:
508                 mantissa = b5_mantissas[get_bits(gbc, 4)];
509                 break;
510             default: /* 6 to 15 */
511                 mantissa = get_bits(gbc, quantization_tab[bap]);
512                 /* Shift mantissa and sign-extend it. */
513                 mantissa = (mantissa << (32-quantization_tab[bap]))>>8;
514                 break;
515         }
516         coeffs[freq] = mantissa >> exps[freq];
517     }
518 }
519
520 /**
521  * Remove random dithering from coefficients with zero-bit mantissas
522  * reference: Section 7.3.4 Dither for Zero Bit Mantissas (bap=0)
523  */
524 static void remove_dithering(AC3DecodeContext *s) {
525     int ch, i;
526     int end=0;
527     int *coeffs;
528     uint8_t *bap;
529
530     for(ch=1; ch<=s->fbw_channels; ch++) {
531         if(!s->dither_flag[ch]) {
532             coeffs = s->fixed_coeffs[ch];
533             bap = s->bap[ch];
534             if(s->channel_in_cpl[ch])
535                 end = s->start_freq[CPL_CH];
536             else
537                 end = s->end_freq[ch];
538             for(i=0; i<end; i++) {
539                 if(!bap[i])
540                     coeffs[i] = 0;
541             }
542             if(s->channel_in_cpl[ch]) {
543                 bap = s->bap[CPL_CH];
544                 for(; i<s->end_freq[CPL_CH]; i++) {
545                     if(!bap[i])
546                         coeffs[i] = 0;
547                 }
548             }
549         }
550     }
551 }
552
553 static void decode_transform_coeffs_ch(AC3DecodeContext *s, int blk, int ch,
554                                     mant_groups *m)
555 {
556     if (!s->channel_uses_aht[ch]) {
557         ac3_decode_transform_coeffs_ch(s, ch, m);
558     } else {
559         /* if AHT is used, mantissas for all blocks are encoded in the first
560            block of the frame. */
561         int bin;
562         if (!blk)
563             ff_eac3_decode_transform_coeffs_aht_ch(s, ch);
564         for (bin = s->start_freq[ch]; bin < s->end_freq[ch]; bin++) {
565             s->fixed_coeffs[ch][bin] = (s->pre_mantissa[ch][bin][blk] << 8) >> s->dexps[ch][bin];
566         }
567     }
568 }
569
570 /**
571  * Decode the transform coefficients.
572  */
573 static void decode_transform_coeffs(AC3DecodeContext *s, int blk)
574 {
575     int ch, end;
576     int got_cplchan = 0;
577     mant_groups m;
578
579     m.b1 = m.b2 = m.b4 = 0;
580
581     for (ch = 1; ch <= s->channels; ch++) {
582         /* transform coefficients for full-bandwidth channel */
583         decode_transform_coeffs_ch(s, blk, ch, &m);
584         /* tranform coefficients for coupling channel come right after the
585            coefficients for the first coupled channel*/
586         if (s->channel_in_cpl[ch])  {
587             if (!got_cplchan) {
588                 decode_transform_coeffs_ch(s, blk, CPL_CH, &m);
589                 calc_transform_coeffs_cpl(s);
590                 got_cplchan = 1;
591             }
592             end = s->end_freq[CPL_CH];
593         } else {
594             end = s->end_freq[ch];
595         }
596         do
597             s->fixed_coeffs[ch][end] = 0;
598         while(++end < 256);
599     }
600
601     /* zero the dithered coefficients for appropriate channels */
602     remove_dithering(s);
603 }
604
605 /**
606  * Stereo rematrixing.
607  * reference: Section 7.5.4 Rematrixing : Decoding Technique
608  */
609 static void do_rematrixing(AC3DecodeContext *s)
610 {
611     int bnd, i;
612     int end, bndend;
613     int tmp0, tmp1;
614
615     end = FFMIN(s->end_freq[1], s->end_freq[2]);
616
617     for(bnd=0; bnd<s->num_rematrixing_bands; bnd++) {
618         if(s->rematrixing_flags[bnd]) {
619             bndend = FFMIN(end, ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd+1]);
620             for(i=ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd]; i<bndend; i++) {
621                 tmp0 = s->fixed_coeffs[1][i];
622                 tmp1 = s->fixed_coeffs[2][i];
623                 s->fixed_coeffs[1][i] = tmp0 + tmp1;
624                 s->fixed_coeffs[2][i] = tmp0 - tmp1;
625             }
626         }
627     }
628 }
629
630 /**
631  * Inverse MDCT Transform.
632  * Convert frequency domain coefficients to time-domain audio samples.
633  * reference: Section 7.9.4 Transformation Equations
634  */
635 static inline void do_imdct(AC3DecodeContext *s, int channels)
636 {
637     int ch;
638     float add_bias = s->add_bias;
639     if(s->out_channels==1 && channels>1)
640         add_bias *= LEVEL_MINUS_3DB; // compensate for the gain in downmix
641
642     for (ch=1; ch<=channels; ch++) {
643         if (s->block_switch[ch]) {
644             int i;
645             float *x = s->tmp_output+128;
646             for(i=0; i<128; i++)
647                 x[i] = s->transform_coeffs[ch][2*i];
648             ff_imdct_half(&s->imdct_256, s->tmp_output, x);
649             s->dsp.vector_fmul_window(s->output[ch-1], s->delay[ch-1], s->tmp_output, s->window, add_bias, 128);
650             for(i=0; i<128; i++)
651                 x[i] = s->transform_coeffs[ch][2*i+1];
652             ff_imdct_half(&s->imdct_256, s->delay[ch-1], x);
653         } else {
654             ff_imdct_half(&s->imdct_512, s->tmp_output, s->transform_coeffs[ch]);
655             s->dsp.vector_fmul_window(s->output[ch-1], s->delay[ch-1], s->tmp_output, s->window, add_bias, 128);
656             memcpy(s->delay[ch-1], s->tmp_output+128, 128*sizeof(float));
657         }
658     }
659 }
660
661 /**
662  * Downmix the output to mono or stereo.
663  */
664 void ff_ac3_downmix_c(float (*samples)[256], float (*matrix)[2], int out_ch, int in_ch, int len)
665 {
666     int i, j;
667     float v0, v1;
668     if(out_ch == 2) {
669         for(i=0; i<len; i++) {
670             v0 = v1 = 0.0f;
671             for(j=0; j<in_ch; j++) {
672                 v0 += samples[j][i] * matrix[j][0];
673                 v1 += samples[j][i] * matrix[j][1];
674             }
675             samples[0][i] = v0;
676             samples[1][i] = v1;
677         }
678     } else if(out_ch == 1) {
679         for(i=0; i<len; i++) {
680             v0 = 0.0f;
681             for(j=0; j<in_ch; j++)
682                 v0 += samples[j][i] * matrix[j][0];
683             samples[0][i] = v0;
684         }
685     }
686 }
687
688 /**
689  * Upmix delay samples from stereo to original channel layout.
690  */
691 static void ac3_upmix_delay(AC3DecodeContext *s)
692 {
693     int channel_data_size = sizeof(s->delay[0]);
694     switch(s->channel_mode) {
695         case AC3_CHMODE_DUALMONO:
696         case AC3_CHMODE_STEREO:
697             /* upmix mono to stereo */
698             memcpy(s->delay[1], s->delay[0], channel_data_size);
699             break;
700         case AC3_CHMODE_2F2R:
701             memset(s->delay[3], 0, channel_data_size);
702         case AC3_CHMODE_2F1R:
703             memset(s->delay[2], 0, channel_data_size);
704             break;
705         case AC3_CHMODE_3F2R:
706             memset(s->delay[4], 0, channel_data_size);
707         case AC3_CHMODE_3F1R:
708             memset(s->delay[3], 0, channel_data_size);
709         case AC3_CHMODE_3F:
710             memcpy(s->delay[2], s->delay[1], channel_data_size);
711             memset(s->delay[1], 0, channel_data_size);
712             break;
713     }
714 }
715
716 /**
717  * Decode band structure for coupling, spectral extension, or enhanced coupling.
718  * @param[in] gbc bit reader context
719  * @param[in] blk block number
720  * @param[in] eac3 flag to indicate E-AC-3
721  * @param[in] ecpl flag to indicate enhanced coupling
722  * @param[in] start_subband subband number for start of range
723  * @param[in] end_subband subband number for end of range
724  * @param[in] default_band_struct default band structure table
725  * @param[out] band_struct decoded band structure
726  * @param[out] num_bands number of bands (optionally NULL)
727  * @param[out] band_sizes array containing the number of bins in each band (optionally NULL)
728  */
729 static void decode_band_structure(GetBitContext *gbc, int blk, int eac3,
730                                   int ecpl, int start_subband, int end_subband,
731                                   const uint8_t *default_band_struct,
732                                   uint8_t *band_struct, int *num_bands,
733                                   uint8_t *band_sizes)
734 {
735     int subbnd, bnd, n_subbands, n_bands=0;
736     uint8_t bnd_sz[22];
737
738     n_subbands = end_subband - start_subband;
739
740     /* decode band structure from bitstream or use default */
741     if (!eac3 || get_bits1(gbc)) {
742         for (subbnd = 0; subbnd < n_subbands - 1; subbnd++) {
743             band_struct[subbnd] = get_bits1(gbc);
744         }
745     } else if (!blk) {
746         memcpy(band_struct,
747                &default_band_struct[start_subband+1],
748                n_subbands-1);
749     }
750     band_struct[n_subbands-1] = 0;
751
752     /* calculate number of bands and band sizes based on band structure.
753        note that the first 4 subbands in enhanced coupling span only 6 bins
754        instead of 12. */
755     if (num_bands || band_sizes ) {
756         n_bands = n_subbands;
757         bnd_sz[0] = ecpl ? 6 : 12;
758         for (bnd = 0, subbnd = 1; subbnd < n_subbands; subbnd++) {
759             int subbnd_size = (ecpl && subbnd < 4) ? 6 : 12;
760             if (band_struct[subbnd-1]) {
761                 n_bands--;
762                 bnd_sz[bnd] += subbnd_size;
763             } else {
764                 bnd_sz[++bnd] = subbnd_size;
765             }
766         }
767     }
768
769     /* set optional output params */
770     if (num_bands)
771         *num_bands = n_bands;
772     if (band_sizes)
773         memcpy(band_sizes, bnd_sz, n_bands);
774 }
775
776 /**
777  * Decode a single audio block from the AC-3 bitstream.
778  */
779 static int decode_audio_block(AC3DecodeContext *s, int blk)
780 {
781     int fbw_channels = s->fbw_channels;
782     int channel_mode = s->channel_mode;
783     int i, bnd, seg, ch;
784     int different_transforms;
785     int downmix_output;
786     int cpl_in_use;
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     if (s->block_switch_syntax) {
795         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
796             s->block_switch[ch] = get_bits1(gbc);
797             if(ch > 1 && s->block_switch[ch] != s->block_switch[1])
798                 different_transforms = 1;
799         }
800     }
801
802     /* dithering flags */
803     if (s->dither_flag_syntax) {
804         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
805             s->dither_flag[ch] = get_bits1(gbc);
806         }
807     }
808
809     /* dynamic range */
810     i = !(s->channel_mode);
811     do {
812         if(get_bits1(gbc)) {
813             s->dynamic_range[i] = ((dynamic_range_tab[get_bits(gbc, 8)]-1.0) *
814                                   s->avctx->drc_scale)+1.0;
815         } else if(blk == 0) {
816             s->dynamic_range[i] = 1.0f;
817         }
818     } while(i--);
819
820     /* spectral extension strategy */
821     if (s->eac3 && (!blk || get_bits1(gbc))) {
822         if (get_bits1(gbc)) {
823             ff_log_missing_feature(s->avctx, "Spectral extension", 1);
824             return -1;
825         }
826         /* TODO: parse spectral extension strategy info */
827     }
828
829     /* TODO: spectral extension coordinates */
830
831     /* coupling strategy */
832     if (s->eac3 ? s->cpl_strategy_exists[blk] : get_bits1(gbc)) {
833         memset(bit_alloc_stages, 3, AC3_MAX_CHANNELS);
834         if (!s->eac3)
835             s->cpl_in_use[blk] = get_bits1(gbc);
836         if (s->cpl_in_use[blk]) {
837             /* coupling in use */
838             int cpl_start_subband, cpl_end_subband;
839
840             if (channel_mode < AC3_CHMODE_STEREO) {
841                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "coupling not allowed in mono or dual-mono\n");
842                 return -1;
843             }
844
845             /* check for enhanced coupling */
846             if (s->eac3 && get_bits1(gbc)) {
847                 /* TODO: parse enhanced coupling strategy info */
848                 ff_log_missing_feature(s->avctx, "Enhanced coupling", 1);
849                 return -1;
850             }
851
852             /* determine which channels are coupled */
853             if (s->eac3 && s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
854                 s->channel_in_cpl[1] = 1;
855                 s->channel_in_cpl[2] = 1;
856             } else {
857                 for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++)
858                     s->channel_in_cpl[ch] = get_bits1(gbc);
859             }
860
861             /* phase flags in use */
862             if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
863                 s->phase_flags_in_use = get_bits1(gbc);
864
865             /* coupling frequency range */
866             /* TODO: modify coupling end freq if spectral extension is used */
867             cpl_start_subband = get_bits(gbc, 4);
868             cpl_end_subband   = get_bits(gbc, 4) + 3;
869             if (cpl_start_subband >= cpl_end_subband) {
870                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid coupling range (%d >= %d)\n",
871                        cpl_start_subband, cpl_end_subband);
872                 return -1;
873             }
874             s->start_freq[CPL_CH] = cpl_start_subband * 12 + 37;
875             s->end_freq[CPL_CH]   = cpl_end_subband   * 12 + 37;
876
877             decode_band_structure(gbc, blk, s->eac3, 0, cpl_start_subband,
878                                   cpl_end_subband,
879                                   ff_eac3_default_cpl_band_struct,
880                                   s->cpl_band_struct, &s->num_cpl_bands, NULL);
881         } else {
882             /* coupling not in use */
883             for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
884                 s->channel_in_cpl[ch] = 0;
885                 s->first_cpl_coords[ch] = 1;
886             }
887             s->first_cpl_leak = s->eac3;
888             s->phase_flags_in_use = 0;
889         }
890     } else if (!s->eac3) {
891         if(!blk) {
892             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling strategy must be present in block 0\n");
893             return -1;
894         } else {
895             s->cpl_in_use[blk] = s->cpl_in_use[blk-1];
896         }
897     }
898     cpl_in_use = s->cpl_in_use[blk];
899
900     /* coupling coordinates */
901     if (cpl_in_use) {
902         int cpl_coords_exist = 0;
903
904         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
905             if (s->channel_in_cpl[ch]) {
906                 if ((s->eac3 && s->first_cpl_coords[ch]) || get_bits1(gbc)) {
907                     int master_cpl_coord, cpl_coord_exp, cpl_coord_mant;
908                     s->first_cpl_coords[ch] = 0;
909                     cpl_coords_exist = 1;
910                     master_cpl_coord = 3 * get_bits(gbc, 2);
911                     for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_bands; bnd++) {
912                         cpl_coord_exp = get_bits(gbc, 4);
913                         cpl_coord_mant = get_bits(gbc, 4);
914                         if (cpl_coord_exp == 15)
915                             s->cpl_coords[ch][bnd] = cpl_coord_mant << 22;
916                         else
917                             s->cpl_coords[ch][bnd] = (cpl_coord_mant + 16) << 21;
918                         s->cpl_coords[ch][bnd] >>= (cpl_coord_exp + master_cpl_coord);
919                     }
920                 } else if (!blk) {
921                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling coordinates must be present in block 0\n");
922                     return -1;
923                 }
924             } else {
925                 /* channel not in coupling */
926                 s->first_cpl_coords[ch] = 1;
927             }
928         }
929         /* phase flags */
930         if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO && cpl_coords_exist) {
931             for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_bands; bnd++) {
932                 s->phase_flags[bnd] = s->phase_flags_in_use? get_bits1(gbc) : 0;
933             }
934         }
935     }
936
937     /* stereo rematrixing strategy and band structure */
938     if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
939         if ((s->eac3 && !blk) || get_bits1(gbc)) {
940             s->num_rematrixing_bands = 4;
941             if(cpl_in_use && s->start_freq[CPL_CH] <= 61)
942                 s->num_rematrixing_bands -= 1 + (s->start_freq[CPL_CH] == 37);
943             for(bnd=0; bnd<s->num_rematrixing_bands; bnd++)
944                 s->rematrixing_flags[bnd] = get_bits1(gbc);
945         } else if (!blk) {
946             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new rematrixing strategy must be present in block 0\n");
947             return -1;
948         }
949     }
950
951     /* exponent strategies for each channel */
952     for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
953         if (!s->eac3)
954             s->exp_strategy[blk][ch] = get_bits(gbc, 2 - (ch == s->lfe_ch));
955         if(s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE)
956             bit_alloc_stages[ch] = 3;
957     }
958
959     /* channel bandwidth */
960     for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
961         s->start_freq[ch] = 0;
962         if (s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE) {
963             int group_size;
964             int prev = s->end_freq[ch];
965             if (s->channel_in_cpl[ch])
966                 s->end_freq[ch] = s->start_freq[CPL_CH];
967             else {
968                 int bandwidth_code = get_bits(gbc, 6);
969                 if (bandwidth_code > 60) {
970                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "bandwidth code = %d > 60\n", bandwidth_code);
971                     return -1;
972                 }
973                 s->end_freq[ch] = bandwidth_code * 3 + 73;
974             }
975             group_size = 3 << (s->exp_strategy[blk][ch] - 1);
976             s->num_exp_groups[ch] = (s->end_freq[ch]+group_size-4) / group_size;
977             if(blk > 0 && s->end_freq[ch] != prev)
978                 memset(bit_alloc_stages, 3, AC3_MAX_CHANNELS);
979         }
980     }
981     if (cpl_in_use && s->exp_strategy[blk][CPL_CH] != EXP_REUSE) {
982         s->num_exp_groups[CPL_CH] = (s->end_freq[CPL_CH] - s->start_freq[CPL_CH]) /
983                                     (3 << (s->exp_strategy[blk][CPL_CH] - 1));
984     }
985
986     /* decode exponents for each channel */
987     for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
988         if (s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE) {
989             s->dexps[ch][0] = get_bits(gbc, 4) << !ch;
990             if (decode_exponents(gbc, s->exp_strategy[blk][ch],
991                                  s->num_exp_groups[ch], s->dexps[ch][0],
992                                  &s->dexps[ch][s->start_freq[ch]+!!ch])) {
993                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "exponent out-of-range\n");
994                 return -1;
995             }
996             if(ch != CPL_CH && ch != s->lfe_ch)
997                 skip_bits(gbc, 2); /* skip gainrng */
998         }
999     }
1000
1001     /* bit allocation information */
1002     if (s->bit_allocation_syntax) {
1003         if (get_bits1(gbc)) {
1004             s->bit_alloc_params.slow_decay = ff_ac3_slow_decay_tab[get_bits(gbc, 2)] >> s->bit_alloc_params.sr_shift;
1005             s->bit_alloc_params.fast_decay = ff_ac3_fast_decay_tab[get_bits(gbc, 2)] >> s->bit_alloc_params.sr_shift;
1006             s->bit_alloc_params.slow_gain  = ff_ac3_slow_gain_tab[get_bits(gbc, 2)];
1007             s->bit_alloc_params.db_per_bit = ff_ac3_db_per_bit_tab[get_bits(gbc, 2)];
1008             s->bit_alloc_params.floor  = ff_ac3_floor_tab[get_bits(gbc, 3)];
1009             for(ch=!cpl_in_use; ch<=s->channels; ch++)
1010                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1011         } else if (!blk) {
1012             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new bit allocation info must be present in block 0\n");
1013             return -1;
1014         }
1015     }
1016
1017     /* signal-to-noise ratio offsets and fast gains (signal-to-mask ratios) */
1018     if(!s->eac3 || !blk){
1019         if(s->snr_offset_strategy && get_bits1(gbc)) {
1020             int snr = 0;
1021             int csnr;
1022             csnr = (get_bits(gbc, 6) - 15) << 4;
1023             for (i = ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1024                 /* snr offset */
1025                 if (ch == i || s->snr_offset_strategy == 2)
1026                     snr = (csnr + get_bits(gbc, 4)) << 2;
1027                 /* run at least last bit allocation stage if snr offset changes */
1028                 if(blk && s->snr_offset[ch] != snr) {
1029                     bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 1);
1030                 }
1031                 s->snr_offset[ch] = snr;
1032
1033                 /* fast gain (normal AC-3 only) */
1034                 if (!s->eac3) {
1035                     int prev = s->fast_gain[ch];
1036                     s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[get_bits(gbc, 3)];
1037                     /* run last 2 bit allocation stages if fast gain changes */
1038                     if(blk && prev != s->fast_gain[ch])
1039                         bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1040                 }
1041             }
1042         } else if (!s->eac3 && !blk) {
1043             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new snr offsets must be present in block 0\n");
1044             return -1;
1045         }
1046     }
1047
1048     /* fast gain (E-AC-3 only) */
1049     if (s->fast_gain_syntax && get_bits1(gbc)) {
1050         for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1051             int prev = s->fast_gain[ch];
1052             s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[get_bits(gbc, 3)];
1053             /* run last 2 bit allocation stages if fast gain changes */
1054             if(blk && prev != s->fast_gain[ch])
1055                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1056         }
1057     } else if (s->eac3 && !blk) {
1058         for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++)
1059             s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[4];
1060     }
1061
1062     /* E-AC-3 to AC-3 converter SNR offset */
1063     if (s->frame_type == EAC3_FRAME_TYPE_INDEPENDENT && get_bits1(gbc)) {
1064         skip_bits(gbc, 10); // skip converter snr offset
1065     }
1066
1067     /* coupling leak information */
1068     if (cpl_in_use) {
1069         if (s->first_cpl_leak || get_bits1(gbc)) {
1070             int fl = get_bits(gbc, 3);
1071             int sl = get_bits(gbc, 3);
1072             /* run last 2 bit allocation stages for coupling channel if
1073                coupling leak changes */
1074             if(blk && (fl != s->bit_alloc_params.cpl_fast_leak ||
1075                        sl != s->bit_alloc_params.cpl_slow_leak)) {
1076                 bit_alloc_stages[CPL_CH] = FFMAX(bit_alloc_stages[CPL_CH], 2);
1077             }
1078             s->bit_alloc_params.cpl_fast_leak = fl;
1079             s->bit_alloc_params.cpl_slow_leak = sl;
1080         } else if (!s->eac3 && !blk) {
1081             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling leak info must be present in block 0\n");
1082             return -1;
1083         }
1084         s->first_cpl_leak = 0;
1085     }
1086
1087     /* delta bit allocation information */
1088     if (s->dba_syntax && get_bits1(gbc)) {
1089         /* delta bit allocation exists (strategy) */
1090         for (ch = !cpl_in_use; ch <= fbw_channels; ch++) {
1091             s->dba_mode[ch] = get_bits(gbc, 2);
1092             if (s->dba_mode[ch] == DBA_RESERVED) {
1093                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "delta bit allocation strategy reserved\n");
1094                 return -1;
1095             }
1096             bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1097         }
1098         /* channel delta offset, len and bit allocation */
1099         for (ch = !cpl_in_use; ch <= fbw_channels; ch++) {
1100             if (s->dba_mode[ch] == DBA_NEW) {
1101                 s->dba_nsegs[ch] = get_bits(gbc, 3);
1102                 for (seg = 0; seg <= s->dba_nsegs[ch]; seg++) {
1103                     s->dba_offsets[ch][seg] = get_bits(gbc, 5);
1104                     s->dba_lengths[ch][seg] = get_bits(gbc, 4);
1105                     s->dba_values[ch][seg] = get_bits(gbc, 3);
1106                 }
1107                 /* run last 2 bit allocation stages if new dba values */
1108                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1109             }
1110         }
1111     } else if(blk == 0) {
1112         for(ch=0; ch<=s->channels; ch++) {
1113             s->dba_mode[ch] = DBA_NONE;
1114         }
1115     }
1116
1117     /* Bit allocation */
1118     for(ch=!cpl_in_use; ch<=s->channels; ch++) {
1119         if(bit_alloc_stages[ch] > 2) {
1120             /* Exponent mapping into PSD and PSD integration */
1121             ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(s->dexps[ch],
1122                                       s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1123                                       s->psd[ch], s->band_psd[ch]);
1124         }
1125         if(bit_alloc_stages[ch] > 1) {
1126             /* Compute excitation function, Compute masking curve, and
1127                Apply delta bit allocation */
1128             if (ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(&s->bit_alloc_params, s->band_psd[ch],
1129                                            s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1130                                            s->fast_gain[ch], (ch == s->lfe_ch),
1131                                            s->dba_mode[ch], s->dba_nsegs[ch],
1132                                            s->dba_offsets[ch], s->dba_lengths[ch],
1133                                            s->dba_values[ch], s->mask[ch])) {
1134                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "error in bit allocation\n");
1135                 return -1;
1136             }
1137         }
1138         if(bit_alloc_stages[ch] > 0) {
1139             /* Compute bit allocation */
1140             const uint8_t *bap_tab = s->channel_uses_aht[ch] ?
1141                                      ff_eac3_hebap_tab : ff_ac3_bap_tab;
1142             ff_ac3_bit_alloc_calc_bap(s->mask[ch], s->psd[ch],
1143                                       s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1144                                       s->snr_offset[ch],
1145                                       s->bit_alloc_params.floor,
1146                                       bap_tab, s->bap[ch]);
1147         }
1148     }
1149
1150     /* unused dummy data */
1151     if (s->skip_syntax && get_bits1(gbc)) {
1152         int skipl = get_bits(gbc, 9);
1153         while(skipl--)
1154             skip_bits(gbc, 8);
1155     }
1156
1157     /* unpack the transform coefficients
1158        this also uncouples channels if coupling is in use. */
1159     decode_transform_coeffs(s, blk);
1160
1161     /* TODO: generate enhanced coupling coordinates and uncouple */
1162
1163     /* TODO: apply spectral extension */
1164
1165     /* recover coefficients if rematrixing is in use */
1166     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
1167         do_rematrixing(s);
1168
1169     /* apply scaling to coefficients (headroom, dynrng) */
1170     for(ch=1; ch<=s->channels; ch++) {
1171         float gain = s->mul_bias / 4194304.0f;
1172         if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_DUALMONO) {
1173             gain *= s->dynamic_range[ch-1];
1174         } else {
1175             gain *= s->dynamic_range[0];
1176         }
1177         s->dsp.int32_to_float_fmul_scalar(s->transform_coeffs[ch], s->fixed_coeffs[ch], gain, 256);
1178     }
1179
1180     /* downmix and MDCT. order depends on whether block switching is used for
1181        any channel in this block. this is because coefficients for the long
1182        and short transforms cannot be mixed. */
1183     downmix_output = s->channels != s->out_channels &&
1184                      !((s->output_mode & AC3_OUTPUT_LFEON) &&
1185                      s->fbw_channels == s->out_channels);
1186     if(different_transforms) {
1187         /* the delay samples have already been downmixed, so we upmix the delay
1188            samples in order to reconstruct all channels before downmixing. */
1189         if(s->downmixed) {
1190             s->downmixed = 0;
1191             ac3_upmix_delay(s);
1192         }
1193
1194         do_imdct(s, s->channels);
1195
1196         if(downmix_output) {
1197             s->dsp.ac3_downmix(s->output, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 256);
1198         }
1199     } else {
1200         if(downmix_output) {
1201             s->dsp.ac3_downmix(s->transform_coeffs+1, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 256);
1202         }
1203
1204         if(downmix_output && !s->downmixed) {
1205             s->downmixed = 1;
1206             s->dsp.ac3_downmix(s->delay, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 128);
1207         }
1208
1209         do_imdct(s, s->out_channels);
1210     }
1211
1212     return 0;
1213 }
1214
1215 /**
1216  * Decode a single AC-3 frame.
1217  */
1218 static int ac3_decode_frame(AVCodecContext * avctx, void *data, int *data_size,
1219                             AVPacket *avpkt)
1220 {
1221     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1222     int buf_size = avpkt->size;
1223     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
1224     int16_t *out_samples = (int16_t *)data;
1225     int blk, ch, err;
1226     const uint8_t *channel_map;
1227     const float *output[AC3_MAX_CHANNELS];
1228
1229     /* initialize the GetBitContext with the start of valid AC-3 Frame */
1230     if (s->input_buffer) {
1231         /* copy input buffer to decoder context to avoid reading past the end
1232            of the buffer, which can be caused by a damaged input stream. */
1233         memcpy(s->input_buffer, buf, FFMIN(buf_size, AC3_FRAME_BUFFER_SIZE));
1234         init_get_bits(&s->gbc, s->input_buffer, buf_size * 8);
1235     } else {
1236         init_get_bits(&s->gbc, buf, buf_size * 8);
1237     }
1238
1239     /* parse the syncinfo */
1240     *data_size = 0;
1241     err = parse_frame_header(s);
1242
1243     /* check that reported frame size fits in input buffer */
1244     if(s->frame_size > buf_size) {
1245         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "incomplete frame\n");
1246         err = AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE;
1247     }
1248
1249     /* check for crc mismatch */
1250     if(err != AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE && avctx->error_recognition >= FF_ER_CAREFUL) {
1251         if(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0, &buf[2], s->frame_size-2)) {
1252             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "frame CRC mismatch\n");
1253             err = AAC_AC3_PARSE_ERROR_CRC;
1254         }
1255     }
1256
1257     if(err && err != AAC_AC3_PARSE_ERROR_CRC) {
1258         switch(err) {
1259             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_SYNC:
1260                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "frame sync error\n");
1261                 return -1;
1262             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_BSID:
1263                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid bitstream id\n");
1264                 break;
1265             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_SAMPLE_RATE:
1266                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sample rate\n");
1267                 break;
1268             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE:
1269                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid frame size\n");
1270                 break;
1271             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_TYPE:
1272                 /* skip frame if CRC is ok. otherwise use error concealment. */
1273                 /* TODO: add support for substreams and dependent frames */
1274                 if(s->frame_type == EAC3_FRAME_TYPE_DEPENDENT || s->substreamid) {
1275                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported frame type : skipping frame\n");
1276                     return s->frame_size;
1277                 } else {
1278                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid frame type\n");
1279                 }
1280                 break;
1281             default:
1282                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid header\n");
1283                 break;
1284         }
1285     }
1286
1287     /* if frame is ok, set audio parameters */
1288     if (!err) {
1289         avctx->sample_rate = s->sample_rate;
1290         avctx->bit_rate = s->bit_rate;
1291
1292         /* channel config */
1293         s->out_channels = s->channels;
1294         s->output_mode = s->channel_mode;
1295         if(s->lfe_on)
1296             s->output_mode |= AC3_OUTPUT_LFEON;
1297         if (avctx->request_channels > 0 && avctx->request_channels <= 2 &&
1298                 avctx->request_channels < s->channels) {
1299             s->out_channels = avctx->request_channels;
1300             s->output_mode  = avctx->request_channels == 1 ? AC3_CHMODE_MONO : AC3_CHMODE_STEREO;
1301             s->channel_layout = ff_ac3_channel_layout_tab[s->output_mode];
1302         }
1303         avctx->channels = s->out_channels;
1304         avctx->channel_layout = s->channel_layout;
1305
1306         /* set downmixing coefficients if needed */
1307         if(s->channels != s->out_channels && !((s->output_mode & AC3_OUTPUT_LFEON) &&
1308                 s->fbw_channels == s->out_channels)) {
1309             set_downmix_coeffs(s);
1310         }
1311     } else if (!s->out_channels) {
1312         s->out_channels = avctx->channels;
1313         if(s->out_channels < s->channels)
1314             s->output_mode  = s->out_channels == 1 ? AC3_CHMODE_MONO : AC3_CHMODE_STEREO;
1315     }
1316
1317     /* decode the audio blocks */
1318     channel_map = ff_ac3_dec_channel_map[s->output_mode & ~AC3_OUTPUT_LFEON][s->lfe_on];
1319     for (ch = 0; ch < s->out_channels; ch++)
1320         output[ch] = s->output[channel_map[ch]];
1321     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
1322         if (!err && decode_audio_block(s, blk)) {
1323             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "error decoding the audio block\n");
1324             err = 1;
1325         }
1326         s->dsp.float_to_int16_interleave(out_samples, output, 256, s->out_channels);
1327         out_samples += 256 * s->out_channels;
1328     }
1329     *data_size = s->num_blocks * 256 * avctx->channels * sizeof (int16_t);
1330     return s->frame_size;
1331 }
1332
1333 /**
1334  * Uninitialize the AC-3 decoder.
1335  */
1336 static av_cold int ac3_decode_end(AVCodecContext *avctx)
1337 {
1338     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
1339     ff_mdct_end(&s->imdct_512);
1340     ff_mdct_end(&s->imdct_256);
1341
1342     av_freep(&s->input_buffer);
1343
1344     return 0;
1345 }
1346
1347 AVCodec ac3_decoder = {
1348     .name = "ac3",
1349     .type = CODEC_TYPE_AUDIO,
1350     .id = CODEC_ID_AC3,
1351     .priv_data_size = sizeof (AC3DecodeContext),
1352     .init = ac3_decode_init,
1353     .close = ac3_decode_end,
1354     .decode = ac3_decode_frame,
1355     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATSC A/52A (AC-3)"),
1356 };
1357
1358 AVCodec eac3_decoder = {
1359     .name = "eac3",
1360     .type = CODEC_TYPE_AUDIO,
1361     .id = CODEC_ID_EAC3,
1362     .priv_data_size = sizeof (AC3DecodeContext),
1363     .init = ac3_decode_init,
1364     .close = ac3_decode_end,
1365     .decode = ac3_decode_frame,
1366     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATSC A/52B (AC-3, E-AC-3)"),
1367 };