atrac3: cosmetics: pretty-printing and renaming
[ffmpeg.git] / libavcodec / atrac3.c
1 /*
2  * Atrac 3 compatible decoder
3  * Copyright (c) 2006-2008 Maxim Poliakovski
4  * Copyright (c) 2006-2008 Benjamin Larsson
5  *
6  * This file is part of Libav.
7  *
8  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
10  * License as published by the Free Software Foundation; either
11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
12  *
13  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
16  * Lesser General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
19  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
21  */
22
23 /**
24  * @file
25  * Atrac 3 compatible decoder.
26  * This decoder handles Sony's ATRAC3 data.
27  *
28  * Container formats used to store atrac 3 data:
29  * RealMedia (.rm), RIFF WAV (.wav, .at3), Sony OpenMG (.oma, .aa3).
30  *
31  * To use this decoder, a calling application must supply the extradata
32  * bytes provided in the containers above.
33  */
34
35 #include <math.h>
36 #include <stddef.h>
37 #include <stdio.h>
38
39 #include "libavutil/float_dsp.h"
40 #include "avcodec.h"
41 #include "bytestream.h"
42 #include "fft.h"
43 #include "fmtconvert.h"
44 #include "get_bits.h"
45
46 #include "atrac.h"
47 #include "atrac3data.h"
48
49 #define JOINT_STEREO    0x12
50 #define STEREO          0x2
51
52 #define SAMPLES_PER_FRAME 1024
53 #define MDCT_SIZE          512
54
55 typedef struct GainInfo {
56     int num_gain_data;
57     int lev_code[8];
58     int loc_code[8];
59 } GainInfo;
60
61 typedef struct GainBlock {
62     GainInfo g_block[4];
63 } GainBlock;
64
65 typedef struct TonalComponent {
66     int pos;
67     int num_coefs;
68     float coef[8];
69 } TonalComponent;
70
71 typedef struct ChannelUnit {
72     int            bands_coded;
73     int            num_components;
74     float          prev_frame[SAMPLES_PER_FRAME];
75     int            gc_blk_switch;
76     TonalComponent components[64];
77     GainBlock      gain_block[2];
78
79     DECLARE_ALIGNED(32, float, spectrum)[SAMPLES_PER_FRAME];
80     DECLARE_ALIGNED(32, float, imdct_buf)[SAMPLES_PER_FRAME];
81
82     float          delay_buf1[46]; ///<qmf delay buffers
83     float          delay_buf2[46];
84     float          delay_buf3[46];
85 } ChannelUnit;
86
87 typedef struct ATRAC3Context {
88     AVFrame frame;
89     GetBitContext gb;
90     //@{
91     /** stream data */
92     int channels;
93     int coding_mode;
94     int bit_rate;
95     int sample_rate;
96     int samples_per_channel;
97     int samples_per_frame;
98
99     int bits_per_frame;
100     int bytes_per_frame;
101     ChannelUnit *units;
102     //@}
103     //@{
104     /** joint-stereo related variables */
105     int matrix_coeff_index_prev[4];
106     int matrix_coeff_index_now[4];
107     int matrix_coeff_index_next[4];
108     int weighting_delay[6];
109     //@}
110     //@{
111     /** data buffers */
112     uint8_t *decoded_bytes_buffer;
113     float temp_buf[1070];
114     //@}
115     //@{
116     /** extradata */
117     int version;
118     int delay;
119     int scrambled_stream;
120     int frame_factor;
121     //@}
122
123     FFTContext mdct_ctx;
124     FmtConvertContext fmt_conv;
125     AVFloatDSPContext fdsp;
126 } ATRAC3Context;
127
128 static DECLARE_ALIGNED(32, float, mdct_window)[MDCT_SIZE];
129 static VLC   spectral_coeff_tab[7];
130 static float gain_tab1[16];
131 static float gain_tab2[31];
132
133
134 /*
135  * Regular 512 points IMDCT without overlapping, with the exception of the
136  * swapping of odd bands caused by the reverse spectra of the QMF.
137  *
138  * @param odd_band  1 if the band is an odd band
139  */
140 static void imlt(ATRAC3Context *q, float *input, float *output, int odd_band)
141 {
142     int i;
143
144     if (odd_band) {
145         /**
146          * Reverse the odd bands before IMDCT, this is an effect of the QMF
147          * transform or it gives better compression to do it this way.
148          * FIXME: It should be possible to handle this in imdct_calc
149          * for that to happen a modification of the prerotation step of
150          * all SIMD code and C code is needed.
151          * Or fix the functions before so they generate a pre reversed spectrum.
152          */
153         for (i = 0; i < 128; i++)
154             FFSWAP(float, input[i], input[255 - i]);
155     }
156
157     q->mdct_ctx.imdct_calc(&q->mdct_ctx, output, input);
158
159     /* Perform windowing on the output. */
160     q->fdsp.vector_fmul(output, output, mdct_window, MDCT_SIZE);
161 }
162
163 /*
164  * indata descrambling, only used for data coming from the rm container
165  */
166 static int decode_bytes(const uint8_t *input, uint8_t *out, int bytes)
167 {
168     int i, off;
169     uint32_t c;
170     const uint32_t *buf;
171     uint32_t *output = (uint32_t *)out;
172
173     off = (intptr_t)input & 3;
174     buf = (const uint32_t *)(input - off);
175     c   = av_be2ne32((0x537F6103 >> (off * 8)) | (0x537F6103 << (32 - (off * 8))));
176     bytes += 3 + off;
177     for (i = 0; i < bytes / 4; i++)
178         output[i] = c ^ buf[i];
179
180     if (off)
181         av_log_ask_for_sample(NULL, "Offset of %d not handled.\n", off);
182
183     return off;
184 }
185
186 static av_cold int init_atrac3_transforms(ATRAC3Context *q)
187 {
188     float enc_window[256];
189     int i;
190
191     /* generate the mdct window, for details see
192      * http://wiki.multimedia.cx/index.php?title=RealAudio_atrc#Windows */
193     for (i = 0; i < 256; i++)
194         enc_window[i] = (sin(((i + 0.5) / 256.0 - 0.5) * M_PI) + 1.0) * 0.5;
195
196     if (!mdct_window[0]) {
197         for (i = 0; i < 256; i++) {
198             mdct_window[i] = enc_window[i] /
199                              (enc_window[      i] * enc_window[      i] +
200                               enc_window[255 - i] * enc_window[255 - i]);
201             mdct_window[511 - i] = mdct_window[i];
202         }
203     }
204
205     /* initialize the MDCT transform */
206     return ff_mdct_init(&q->mdct_ctx, 9, 1, 1.0 / 32768);
207 }
208
209 static av_cold int atrac3_decode_close(AVCodecContext *avctx)
210 {
211     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
212
213     av_free(q->units);
214     av_free(q->decoded_bytes_buffer);
215
216     ff_mdct_end(&q->mdct_ctx);
217
218     return 0;
219 }
220
221 /*
222  * Mantissa decoding
223  *
224  * @param selector     which table the output values are coded with
225  * @param coding_flag  constant length coding or variable length coding
226  * @param mantissas    mantissa output table
227  * @param num_codes    number of values to get
228  */
229 static void read_quant_spectral_coeffs(GetBitContext *gb, int selector,
230                                        int coding_flag, int *mantissas,
231                                        int num_codes)
232 {
233     int i, code, huff_symb;
234
235     if (selector == 1)
236         num_codes /= 2;
237
238     if (coding_flag != 0) {
239         /* constant length coding (CLC) */
240         int num_bits = clc_length_tab[selector];
241
242         if (selector > 1) {
243             for (i = 0; i < num_codes; i++) {
244                 if (num_bits)
245                     code = get_sbits(gb, num_bits);
246                 else
247                     code = 0;
248                 mantissas[i] = code;
249             }
250         } else {
251             for (i = 0; i < num_codes; i++) {
252                 if (num_bits)
253                     code = get_bits(gb, num_bits); // num_bits is always 4 in this case
254                 else
255                     code = 0;
256                 mantissas[i * 2    ] = mantissa_clc_tab[code >> 2];
257                 mantissas[i * 2 + 1] = mantissa_clc_tab[code &  3];
258             }
259         }
260     } else {
261         /* variable length coding (VLC) */
262         if (selector != 1) {
263             for (i = 0; i < num_codes; i++) {
264                 huff_symb = get_vlc2(gb, spectral_coeff_tab[selector-1].table,
265                                      spectral_coeff_tab[selector-1].bits, 3);
266                 huff_symb += 1;
267                 code = huff_symb >> 1;
268                 if (huff_symb & 1)
269                     code = -code;
270                 mantissas[i] = code;
271             }
272         } else {
273             for (i = 0; i < num_codes; i++) {
274                 huff_symb = get_vlc2(gb, spectral_coeff_tab[selector - 1].table,
275                                      spectral_coeff_tab[selector - 1].bits, 3);
276                 mantissas[i * 2    ] = mantissa_vlc_tab[huff_symb * 2    ];
277                 mantissas[i * 2 + 1] = mantissa_vlc_tab[huff_symb * 2 + 1];
278             }
279         }
280     }
281 }
282
283 /*
284  * Restore the quantized band spectrum coefficients
285  *
286  * @return subband count, fix for broken specification/files
287  */
288 static int decode_spectrum(GetBitContext *gb, float *output)
289 {
290     int num_subbands, coding_mode, i, j, first, last, subband_size;
291     int subband_vlc_index[32], sf_index[32];
292     int mantissas[128];
293     float scale_factor;
294
295     num_subbands = get_bits(gb, 5);  // number of coded subbands
296     coding_mode  = get_bits1(gb);    // coding Mode: 0 - VLC/ 1-CLC
297
298     /* get the VLC selector table for the subbands, 0 means not coded */
299     for (i = 0; i <= num_subbands; i++)
300         subband_vlc_index[i] = get_bits(gb, 3);
301
302     /* read the scale factor indexes from the stream */
303     for (i = 0; i <= num_subbands; i++) {
304         if (subband_vlc_index[i] != 0)
305             sf_index[i] = get_bits(gb, 6);
306     }
307
308     for (i = 0; i <= num_subbands; i++) {
309         first = subband_tab[i    ];
310         last  = subband_tab[i + 1];
311
312         subband_size = last - first;
313
314         if (subband_vlc_index[i] != 0) {
315             /* decode spectral coefficients for this subband */
316             /* TODO: This can be done faster is several blocks share the
317              * same VLC selector (subband_vlc_index) */
318             read_quant_spectral_coeffs(gb, subband_vlc_index[i], coding_mode,
319                                        mantissas, subband_size);
320
321             /* decode the scale factor for this subband */
322             scale_factor = ff_atrac_sf_table[sf_index[i]] *
323                            inv_max_quant[subband_vlc_index[i]];
324
325             /* inverse quantize the coefficients */
326             for (j = 0; first < last; first++, j++)
327                 output[first] = mantissas[j] * scale_factor;
328         } else {
329             /* this subband was not coded, so zero the entire subband */
330             memset(output + first, 0, subband_size * sizeof(float));
331         }
332     }
333
334     /* clear the subbands that were not coded */
335     first = subband_tab[i];
336     memset(output + first, 0, (SAMPLES_PER_FRAME - first) * sizeof(float));
337     return num_subbands;
338 }
339
340 /*
341  * Restore the quantized tonal components
342  *
343  * @param components tonal components
344  * @param num_bands  number of coded bands
345  */
346 static int decode_tonal_components(GetBitContext *gb,
347                                    TonalComponent *components, int num_bands)
348 {
349     int i, b, c, m;
350     int nb_components, coding_mode_selector, coding_mode;
351     int band_flags[4], mantissa[8];
352     int component_count = 0;
353
354     nb_components = get_bits(gb, 5);
355
356     /* no tonal components */
357     if (nb_components == 0)
358         return 0;
359
360     coding_mode_selector = get_bits(gb, 2);
361     if (coding_mode_selector == 2)
362         return AVERROR_INVALIDDATA;
363
364     coding_mode = coding_mode_selector & 1;
365
366     for (i = 0; i < nb_components; i++) {
367         int coded_values_per_component, quant_step_index;
368
369         for (b = 0; b <= num_bands; b++)
370             band_flags[b] = get_bits1(gb);
371
372         coded_values_per_component = get_bits(gb, 3);
373
374         quant_step_index = get_bits(gb, 3);
375         if (quant_step_index <= 1)
376             return AVERROR_INVALIDDATA;
377
378         if (coding_mode_selector == 3)
379             coding_mode = get_bits1(gb);
380
381         for (b = 0; b < (num_bands + 1) * 4; b++) {
382             int coded_components;
383
384             if (band_flags[b >> 2] == 0)
385                 continue;
386
387             coded_components = get_bits(gb, 3);
388
389             for (c = 0; c < coded_components; c++) {
390                 TonalComponent *cmp = &components[component_count];
391                 int sf_index, coded_values, max_coded_values;
392                 float scale_factor;
393
394                 sf_index = get_bits(gb, 6);
395                 if (component_count >= 64)
396                     return AVERROR_INVALIDDATA;
397
398                 cmp->pos = b * 64 + get_bits(gb, 6);
399
400                 max_coded_values = SAMPLES_PER_FRAME - cmp->pos;
401                 coded_values     = coded_values_per_component + 1;
402                 coded_values     = FFMIN(max_coded_values, coded_values);
403
404                 scale_factor = ff_atrac_sf_table[sf_index] *
405                                inv_max_quant[quant_step_index];
406
407                 read_quant_spectral_coeffs(gb, quant_step_index, coding_mode,
408                                            mantissa, coded_values);
409
410                 cmp->num_coefs = coded_values;
411
412                 /* inverse quant */
413                 for (m = 0; m < coded_values; m++)
414                     cmp->coef[m] = mantissa[m] * scale_factor;
415
416                 component_count++;
417             }
418         }
419     }
420
421     return component_count;
422 }
423
424 /*
425  * Decode gain parameters for the coded bands
426  *
427  * @param block      the gainblock for the current band
428  * @param num_bands  amount of coded bands
429  */
430 static int decode_gain_control(GetBitContext *gb, GainBlock *block,
431                                int num_bands)
432 {
433     int i, cf, num_data;
434     int *level, *loc;
435
436     GainInfo *gain = block->g_block;
437
438     for (i = 0; i <= num_bands; i++) {
439         num_data              = get_bits(gb, 3);
440         gain[i].num_gain_data = num_data;
441         level                 = gain[i].lev_code;
442         loc                   = gain[i].loc_code;
443
444         for (cf = 0; cf < gain[i].num_gain_data; cf++) {
445             level[cf] = get_bits(gb, 4);
446             loc  [cf] = get_bits(gb, 5);
447             if (cf && loc[cf] <= loc[cf - 1])
448                 return AVERROR_INVALIDDATA;
449         }
450     }
451
452     /* Clear the unused blocks. */
453     for (; i < 4 ; i++)
454         gain[i].num_gain_data = 0;
455
456     return 0;
457 }
458
459 /*
460  * Apply gain parameters and perform the MDCT overlapping part
461  *
462  * @param input   input buffer
463  * @param prev    previous buffer to perform overlap against
464  * @param output  output buffer
465  * @param gain1   current band gain info
466  * @param gain2   next band gain info
467  */
468 static void gain_compensate_and_overlap(float *input, float *prev,
469                                         float *output, GainInfo *gain1,
470                                         GainInfo *gain2)
471 {
472     float g1, g2, gain_inc;
473     int i, j, num_data, start_loc, end_loc;
474
475
476     if (gain2->num_gain_data == 0)
477         g1 = 1.0;
478     else
479         g1 = gain_tab1[gain2->lev_code[0]];
480
481     if (gain1->num_gain_data == 0) {
482         for (i = 0; i < 256; i++)
483             output[i] = input[i] * g1 + prev[i];
484     } else {
485         num_data = gain1->num_gain_data;
486         gain1->loc_code[num_data] = 32;
487         gain1->lev_code[num_data] = 4;
488
489         for (i = 0, j = 0; i < num_data; i++) {
490             start_loc = gain1->loc_code[i] * 8;
491             end_loc   = start_loc + 8;
492
493             g2       = gain_tab1[gain1->lev_code[i]];
494             gain_inc = gain_tab2[gain1->lev_code[i + 1] -
495                                  gain1->lev_code[i    ] + 15];
496
497             /* interpolate */
498             for (; j < start_loc; j++)
499                 output[j] = (input[j] * g1 + prev[j]) * g2;
500
501             /* interpolation is done over eight samples */
502             for (; j < end_loc; j++) {
503                 output[j] = (input[j] * g1 + prev[j]) * g2;
504                 g2 *= gain_inc;
505             }
506         }
507
508         for (; j < 256; j++)
509             output[j] = input[j] * g1 + prev[j];
510     }
511
512     /* Delay for the overlapping part. */
513     memcpy(prev, &input[256], 256 * sizeof(float));
514 }
515
516 /*
517  * Combine the tonal band spectrum and regular band spectrum
518  *
519  * @param spectrum        output spectrum buffer
520  * @param num_components  number of tonal components
521  * @param components      tonal components for this band
522  * @return                position of the last tonal coefficient
523  */
524 static int add_tonal_components(float *spectrum, int num_components,
525                                 TonalComponent *components)
526 {
527     int i, j, last_pos = -1;
528     float *input, *output;
529
530     for (i = 0; i < num_components; i++) {
531         last_pos = FFMAX(components[i].pos + components[i].num_coefs, last_pos);
532         input    = components[i].coef;
533         output   = &spectrum[components[i].pos];
534
535         for (j = 0; j < components[i].num_coefs; j++)
536             output[i] += input[i];
537     }
538
539     return last_pos;
540 }
541
542 #define INTERPOLATE(old, new, nsample) \
543     ((old) + (nsample) * 0.125 * ((new) - (old)))
544
545 static void reverse_matrixing(float *su1, float *su2, int *prev_code,
546                               int *curr_code)
547 {
548     int i, nsample, band;
549     float mc1_l, mc1_r, mc2_l, mc2_r;
550
551     for (i = 0, band = 0; band < 4 * 256; band += 256, i++) {
552         int s1 = prev_code[i];
553         int s2 = curr_code[i];
554         nsample = 0;
555
556         if (s1 != s2) {
557             /* Selector value changed, interpolation needed. */
558             mc1_l = matrix_coeffs[s1 * 2    ];
559             mc1_r = matrix_coeffs[s1 * 2 + 1];
560             mc2_l = matrix_coeffs[s2 * 2    ];
561             mc2_r = matrix_coeffs[s2 * 2 + 1];
562
563             /* Interpolation is done over the first eight samples. */
564             for (; nsample < 8; nsample++) {
565                 float c1 = su1[band + nsample];
566                 float c2 = su2[band + nsample];
567                 c2 = c1 * INTERPOLATE(mc1_l, mc2_l, nsample) +
568                      c2 * INTERPOLATE(mc1_r, mc2_r, nsample);
569                 su1[band + nsample] = c2;
570                 su2[band + nsample] = c1 * 2.0 - c2;
571             }
572         }
573
574         /* Apply the matrix without interpolation. */
575         switch (s2) {
576         case 0:     /* M/S decoding */
577             for (; nsample < 256; nsample++) {
578                 float c1 = su1[band + nsample];
579                 float c2 = su2[band + nsample];
580                 su1[band + nsample] =  c2       * 2.0;
581                 su2[band + nsample] = (c1 - c2) * 2.0;
582             }
583             break;
584         case 1:
585             for (; nsample < 256; nsample++) {
586                 float c1 = su1[band + nsample];
587                 float c2 = su2[band + nsample];
588                 su1[band + nsample] = (c1 + c2) *  2.0;
589                 su2[band + nsample] =  c2       * -2.0;
590             }
591             break;
592         case 2:
593         case 3:
594             for (; nsample < 256; nsample++) {
595                 float c1 = su1[band + nsample];
596                 float c2 = su2[band + nsample];
597                 su1[band + nsample] = c1 + c2;
598                 su2[band + nsample] = c1 - c2;
599             }
600             break;
601         default:
602             assert(0);
603         }
604     }
605 }
606
607 static void get_channel_weights(int index, int flag, float ch[2])
608 {
609     if (index == 7) {
610         ch[0] = 1.0;
611         ch[1] = 1.0;
612     } else {
613         ch[0] = (index & 7) / 7.0;
614         ch[1] = sqrt(2 - ch[0] * ch[0]);
615         if (flag)
616             FFSWAP(float, ch[0], ch[1]);
617     }
618 }
619
620 static void channel_weighting(float *su1, float *su2, int *p3)
621 {
622     int band, nsample;
623     /* w[x][y] y=0 is left y=1 is right */
624     float w[2][2];
625
626     if (p3[1] != 7 || p3[3] != 7) {
627         get_channel_weights(p3[1], p3[0], w[0]);
628         get_channel_weights(p3[3], p3[2], w[1]);
629
630         for (band = 1; band < 4; band++) {
631             for (nsample = 0; nsample < 8; nsample++) {
632                 su1[band * 256 + nsample] *= INTERPOLATE(w[0][0], w[0][1], nsample);
633                 su2[band * 256 + nsample] *= INTERPOLATE(w[1][0], w[1][1], nsample);
634             }
635             for(; nsample < 256; nsample++) {
636                 su1[band * 256  + nsample] *= w[1][0];
637                 su2[band * 256  + nsample] *= w[1][1];
638             }
639         }
640     }
641 }
642
643 /*
644  * Decode a Sound Unit
645  *
646  * @param snd           the channel unit to be used
647  * @param output        the decoded samples before IQMF in float representation
648  * @param channel_num   channel number
649  * @param coding_mode   the coding mode (JOINT_STEREO or regular stereo/mono)
650  */
651 static int decode_channel_sound_unit(ATRAC3Context *q, GetBitContext *gb,
652                                      ChannelUnit *snd, float *output,
653                                      int channel_num, int coding_mode)
654 {
655     int band, ret, num_subbands, last_tonal, num_bands;
656     GainBlock *gain1 = &snd->gain_block[    snd->gc_blk_switch];
657     GainBlock *gain2 = &snd->gain_block[1 - snd->gc_blk_switch];
658
659     if (coding_mode == JOINT_STEREO && channel_num == 1) {
660         if (get_bits(gb, 2) != 3) {
661             av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"JS mono Sound Unit id != 3.\n");
662             return AVERROR_INVALIDDATA;
663         }
664     } else {
665         if (get_bits(gb, 6) != 0x28) {
666             av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"Sound Unit id != 0x28.\n");
667             return AVERROR_INVALIDDATA;
668         }
669     }
670
671     /* number of coded QMF bands */
672     snd->bands_coded = get_bits(gb, 2);
673
674     ret = decode_gain_control(gb, gain2, snd->bands_coded);
675     if (ret)
676         return ret;
677
678     snd->num_components = decode_tonal_components(gb, snd->components,
679                                                   snd->bands_coded);
680     if (snd->num_components == -1)
681         return -1;
682
683     num_subbands = decode_spectrum(gb, snd->spectrum);
684
685     /* Merge the decoded spectrum and tonal components. */
686     last_tonal = add_tonal_components(snd->spectrum, snd->num_components,
687                                       snd->components);
688
689
690     /* calculate number of used MLT/QMF bands according to the amount of coded
691        spectral lines */
692     num_bands = (subband_tab[num_subbands] - 1) >> 8;
693     if (last_tonal >= 0)
694         num_bands = FFMAX((last_tonal + 256) >> 8, num_bands);
695
696
697     /* Reconstruct time domain samples. */
698     for (band = 0; band < 4; band++) {
699         /* Perform the IMDCT step without overlapping. */
700         if (band <= num_bands)
701             imlt(q, &snd->spectrum[band * 256], snd->imdct_buf, band & 1);
702         else
703             memset(snd->imdct_buf, 0, 512 * sizeof(float));
704
705         /* gain compensation and overlapping */
706         gain_compensate_and_overlap(snd->imdct_buf,
707                                     &snd->prev_frame[band * 256],
708                                     &output[band * 256],
709                                     &gain1->g_block[band],
710                                     &gain2->g_block[band]);
711     }
712
713     /* Swap the gain control buffers for the next frame. */
714     snd->gc_blk_switch ^= 1;
715
716     return 0;
717 }
718
719 static int decode_frame(ATRAC3Context *q, const uint8_t *databuf,
720                         float **out_samples)
721 {
722     int ret, i;
723     uint8_t *ptr1;
724
725     if (q->coding_mode == JOINT_STEREO) {
726         /* channel coupling mode */
727         /* decode Sound Unit 1 */
728         init_get_bits(&q->gb,databuf,q->bits_per_frame);
729
730         ret = decode_channel_sound_unit(q, &q->gb, q->units, out_samples[0], 0,
731                                         JOINT_STEREO);
732         if (ret != 0)
733             return ret;
734
735         /* Framedata of the su2 in the joint-stereo mode is encoded in
736          * reverse byte order so we need to swap it first. */
737         if (databuf == q->decoded_bytes_buffer) {
738             uint8_t *ptr2 = q->decoded_bytes_buffer + q->bytes_per_frame - 1;
739             ptr1          = q->decoded_bytes_buffer;
740             for (i = 0; i < q->bytes_per_frame / 2; i++, ptr1++, ptr2--)
741                 FFSWAP(uint8_t, *ptr1, *ptr2);
742         } else {
743             const uint8_t *ptr2 = databuf + q->bytes_per_frame - 1;
744             for (i = 0; i < q->bytes_per_frame; i++)
745                 q->decoded_bytes_buffer[i] = *ptr2--;
746         }
747
748         /* Skip the sync codes (0xF8). */
749         ptr1 = q->decoded_bytes_buffer;
750         for (i = 4; *ptr1 == 0xF8; i++, ptr1++) {
751             if (i >= q->bytes_per_frame)
752                 return AVERROR_INVALIDDATA;
753         }
754
755
756         /* set the bitstream reader at the start of the second Sound Unit*/
757         init_get_bits(&q->gb, ptr1, q->bits_per_frame);
758
759         /* Fill the Weighting coeffs delay buffer */
760         memmove(q->weighting_delay, &q->weighting_delay[2], 4 * sizeof(int));
761         q->weighting_delay[4] = get_bits1(&q->gb);
762         q->weighting_delay[5] = get_bits(&q->gb, 3);
763
764         for (i = 0; i < 4; i++) {
765             q->matrix_coeff_index_prev[i] = q->matrix_coeff_index_now[i];
766             q->matrix_coeff_index_now[i]  = q->matrix_coeff_index_next[i];
767             q->matrix_coeff_index_next[i] = get_bits(&q->gb, 2);
768         }
769
770         /* Decode Sound Unit 2. */
771         ret = decode_channel_sound_unit(q, &q->gb, &q->units[1],
772                                         out_samples[1], 1, JOINT_STEREO);
773         if (ret != 0)
774             return ret;
775
776         /* Reconstruct the channel coefficients. */
777         reverse_matrixing(out_samples[0], out_samples[1],
778                           q->matrix_coeff_index_prev,
779                           q->matrix_coeff_index_now);
780
781         channel_weighting(out_samples[0], out_samples[1], q->weighting_delay);
782     } else {
783         /* normal stereo mode or mono */
784         /* Decode the channel sound units. */
785         for (i = 0; i < q->channels; i++) {
786             /* Set the bitstream reader at the start of a channel sound unit. */
787             init_get_bits(&q->gb,
788                           databuf + i * q->bytes_per_frame / q->channels,
789                           q->bits_per_frame / q->channels);
790
791             ret = decode_channel_sound_unit(q, &q->gb, &q->units[i],
792                                             out_samples[i], i, q->coding_mode);
793             if (ret != 0)
794                 return ret;
795         }
796     }
797
798     /* Apply the iQMF synthesis filter. */
799     for (i = 0; i < q->channels; i++) {
800         float *p1 = out_samples[i];
801         float *p2 = p1 + 256;
802         float *p3 = p2 + 256;
803         float *p4 = p3 + 256;
804         ff_atrac_iqmf(p1, p2, 256, p1, q->units[i].delay_buf1, q->temp_buf);
805         ff_atrac_iqmf(p4, p3, 256, p3, q->units[i].delay_buf2, q->temp_buf);
806         ff_atrac_iqmf(p1, p3, 512, p1, q->units[i].delay_buf3, q->temp_buf);
807     }
808
809     return 0;
810 }
811
812 static int atrac3_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
813                                int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
814 {
815     const uint8_t *buf = avpkt->data;
816     int buf_size = avpkt->size;
817     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
818     int ret;
819     const uint8_t *databuf;
820
821     if (buf_size < avctx->block_align) {
822         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
823                "Frame too small (%d bytes). Truncated file?\n", buf_size);
824         return AVERROR_INVALIDDATA;
825     }
826
827     /* get output buffer */
828     q->frame.nb_samples = SAMPLES_PER_FRAME;
829     if ((ret = avctx->get_buffer(avctx, &q->frame)) < 0) {
830         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
831         return ret;
832     }
833
834     /* Check if we need to descramble and what buffer to pass on. */
835     if (q->scrambled_stream) {
836         decode_bytes(buf, q->decoded_bytes_buffer, avctx->block_align);
837         databuf = q->decoded_bytes_buffer;
838     } else {
839         databuf = buf;
840     }
841
842     ret = decode_frame(q, databuf, (float **)q->frame.extended_data);
843     if (ret) {
844         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Frame decoding error!\n");
845         return ret;
846     }
847
848     *got_frame_ptr   = 1;
849     *(AVFrame *)data = q->frame;
850
851     return avctx->block_align;
852 }
853
854 static av_cold int atrac3_decode_init(AVCodecContext *avctx)
855 {
856     int i, ret;
857     const uint8_t *edata_ptr = avctx->extradata;
858     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
859     static VLC_TYPE atrac3_vlc_table[4096][2];
860     static int vlcs_initialized = 0;
861
862     /* Take data from the AVCodecContext (RM container). */
863     q->sample_rate     = avctx->sample_rate;
864     q->channels        = avctx->channels;
865     q->bit_rate        = avctx->bit_rate;
866     q->bits_per_frame  = avctx->block_align * 8;
867     q->bytes_per_frame = avctx->block_align;
868
869     /* Take care of the codec-specific extradata. */
870     if (avctx->extradata_size == 14) {
871         /* Parse the extradata, WAV format */
872         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "[0-1] %d\n",
873                bytestream_get_le16(&edata_ptr));  // Unknown value always 1
874         q->samples_per_channel = bytestream_get_le32(&edata_ptr);
875         q->coding_mode = bytestream_get_le16(&edata_ptr);
876         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG,"[8-9] %d\n",
877                bytestream_get_le16(&edata_ptr));  //Dupe of coding mode
878         q->frame_factor = bytestream_get_le16(&edata_ptr);  // Unknown always 1
879         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG,"[12-13] %d\n",
880                bytestream_get_le16(&edata_ptr));  // Unknown always 0
881
882         /* setup */
883         q->samples_per_frame = SAMPLES_PER_FRAME * q->channels;
884         q->version           = 4;
885         q->delay             = 0x88E;
886         q->coding_mode       = q->coding_mode ? JOINT_STEREO : STEREO;
887         q->scrambled_stream  = 0;
888
889         if (q->bytes_per_frame !=  96 * q->channels * q->frame_factor &&
890             q->bytes_per_frame != 152 * q->channels * q->frame_factor &&
891             q->bytes_per_frame != 192 * q->channels * q->frame_factor) {
892             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown frame/channel/frame_factor "
893                    "configuration %d/%d/%d\n", q->bytes_per_frame, q->channels,
894                    q->frame_factor);
895             return AVERROR_INVALIDDATA;
896         }
897     } else if (avctx->extradata_size == 10) {
898         /* Parse the extradata, RM format. */
899         q->version             = bytestream_get_be32(&edata_ptr);
900         q->samples_per_frame   = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
901         q->delay               = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
902         q->coding_mode         = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
903         q->samples_per_channel = q->samples_per_frame / q->channels;
904         q->scrambled_stream    = 1;
905
906     } else {
907         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Unknown extradata size %d.\n",
908                avctx->extradata_size);
909     }
910
911     /* Check the extradata */
912
913     if (q->version != 4) {
914         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Version %d != 4.\n", q->version);
915         return AVERROR_INVALIDDATA;
916     }
917
918     if (q->samples_per_frame != SAMPLES_PER_FRAME &&
919         q->samples_per_frame != SAMPLES_PER_FRAME * 2) {
920         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown amount of samples per frame %d.\n",
921                q->samples_per_frame);
922         return AVERROR_INVALIDDATA;
923     }
924
925     if (q->delay != 0x88E) {
926         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown amount of delay %x != 0x88E.\n",
927                q->delay);
928         return AVERROR_INVALIDDATA;
929     }
930
931     if (q->coding_mode == STEREO)
932         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Normal stereo detected.\n");
933     else if (q->coding_mode == JOINT_STEREO)
934         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Joint stereo detected.\n");
935     else {
936         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown channel coding mode %x!\n",
937                q->coding_mode);
938         return AVERROR_INVALIDDATA;
939     }
940
941     if (avctx->channels <= 0 || avctx->channels > 2) {
942         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Channel configuration error!\n");
943         return AVERROR(EINVAL);
944     }
945
946     if (avctx->block_align >= UINT_MAX / 2)
947         return AVERROR(EINVAL);
948
949     q->decoded_bytes_buffer = av_mallocz(avctx->block_align +
950                                          (4 - avctx->block_align % 4) +
951                                          FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
952     if (q->decoded_bytes_buffer == NULL)
953         return AVERROR(ENOMEM);
954
955
956     /* Initialize the VLC tables. */
957     if (!vlcs_initialized) {
958         for (i = 0; i < 7; i++) {
959             spectral_coeff_tab[i].table = &atrac3_vlc_table[atrac3_vlc_offs[i]];
960             spectral_coeff_tab[i].table_allocated = atrac3_vlc_offs[i + 1] -
961                                                     atrac3_vlc_offs[i    ];
962             init_vlc(&spectral_coeff_tab[i], 9, huff_tab_sizes[i],
963                      huff_bits[i], 1, 1,
964                      huff_codes[i], 1, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC);
965         }
966         vlcs_initialized = 1;
967     }
968
969     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLTP;
970
971     if ((ret = init_atrac3_transforms(q))) {
972         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error initializing MDCT\n");
973         av_freep(&q->decoded_bytes_buffer);
974         return ret;
975     }
976
977     ff_atrac_generate_tables();
978
979     /* Generate gain tables */
980     for (i = 0; i < 16; i++)
981         gain_tab1[i] = powf(2.0, (4 - i));
982
983     for (i = -15; i < 16; i++)
984         gain_tab2[i + 15] = powf(2.0, i * -0.125);
985
986     /* init the joint-stereo decoding data */
987     q->weighting_delay[0] = 0;
988     q->weighting_delay[1] = 7;
989     q->weighting_delay[2] = 0;
990     q->weighting_delay[3] = 7;
991     q->weighting_delay[4] = 0;
992     q->weighting_delay[5] = 7;
993
994     for (i = 0; i < 4; i++) {
995         q->matrix_coeff_index_prev[i] = 3;
996         q->matrix_coeff_index_now[i]  = 3;
997         q->matrix_coeff_index_next[i] = 3;
998     }
999
1000     avpriv_float_dsp_init(&q->fdsp, avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT);
1001     ff_fmt_convert_init(&q->fmt_conv, avctx);
1002
1003     q->units = av_mallocz(sizeof(ChannelUnit) * q->channels);
1004     if (!q->units) {
1005         atrac3_decode_close(avctx);
1006         return AVERROR(ENOMEM);
1007     }
1008
1009     avcodec_get_frame_defaults(&q->frame);
1010     avctx->coded_frame = &q->frame;
1011
1012     return 0;
1013 }
1014
1015 AVCodec ff_atrac3_decoder = {
1016     .name             = "atrac3",
1017     .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1018     .id               = AV_CODEC_ID_ATRAC3,
1019     .priv_data_size   = sizeof(ATRAC3Context),
1020     .init             = atrac3_decode_init,
1021     .close            = atrac3_decode_close,
1022     .decode           = atrac3_decode_frame,
1023     .capabilities     = CODEC_CAP_SUBFRAMES | CODEC_CAP_DR1,
1024     .long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Atrac 3 (Adaptive TRansform Acoustic Coding 3)"),
1025     .sample_fmts      = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
1026                                                         AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1027 };