remove mdct tmp buffer
[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 FFmpeg.
7  *
8  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; 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 atrac3.c
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 "avcodec.h"
40 #include "bitstream.h"
41 #include "dsputil.h"
42 #include "bytestream.h"
43
44 #include "atrac3data.h"
45
46 #define JOINT_STEREO    0x12
47 #define STEREO          0x2
48
49
50 /* These structures are needed to store the parsed gain control data. */
51 typedef struct {
52     int   num_gain_data;
53     int   levcode[8];
54     int   loccode[8];
55 } gain_info;
56
57 typedef struct {
58     gain_info   gBlock[4];
59 } gain_block;
60
61 typedef struct {
62     int     pos;
63     int     numCoefs;
64     float   coef[8];
65 } tonal_component;
66
67 typedef struct {
68     int               bandsCoded;
69     int               numComponents;
70     tonal_component   components[64];
71     float             prevFrame[1024];
72     int               gcBlkSwitch;
73     gain_block        gainBlock[2];
74
75     DECLARE_ALIGNED_16(float, spectrum[1024]);
76     DECLARE_ALIGNED_16(float, IMDCT_buf[1024]);
77
78     float             delayBuf1[46]; ///<qmf delay buffers
79     float             delayBuf2[46];
80     float             delayBuf3[46];
81 } channel_unit;
82
83 typedef struct {
84     GetBitContext       gb;
85     //@{
86     /** stream data */
87     int                 channels;
88     int                 codingMode;
89     int                 bit_rate;
90     int                 sample_rate;
91     int                 samples_per_channel;
92     int                 samples_per_frame;
93
94     int                 bits_per_frame;
95     int                 bytes_per_frame;
96     int                 pBs;
97     channel_unit*       pUnits;
98     //@}
99     //@{
100     /** joint-stereo related variables */
101     int                 matrix_coeff_index_prev[4];
102     int                 matrix_coeff_index_now[4];
103     int                 matrix_coeff_index_next[4];
104     int                 weighting_delay[6];
105     //@}
106     //@{
107     /** data buffers */
108     float               outSamples[2048];
109     uint8_t*            decoded_bytes_buffer;
110     float               tempBuf[1070];
111     //@}
112     //@{
113     /** extradata */
114     int                 atrac3version;
115     int                 delay;
116     int                 scrambled_stream;
117     int                 frame_factor;
118     //@}
119 } ATRAC3Context;
120
121 static DECLARE_ALIGNED_16(float,mdct_window[512]);
122 static float            qmf_window[48];
123 static VLC              spectral_coeff_tab[7];
124 static float            SFTable[64];
125 static float            gain_tab1[16];
126 static float            gain_tab2[31];
127 static MDCTContext      mdct_ctx;
128 static DSPContext       dsp;
129
130
131 /* quadrature mirror synthesis filter */
132
133 /**
134  * Quadrature mirror synthesis filter.
135  *
136  * @param inlo      lower part of spectrum
137  * @param inhi      higher part of spectrum
138  * @param nIn       size of spectrum buffer
139  * @param pOut      out buffer
140  * @param delayBuf  delayBuf buffer
141  * @param temp      temp buffer
142  */
143
144
145 static void iqmf (float *inlo, float *inhi, unsigned int nIn, float *pOut, float *delayBuf, float *temp)
146 {
147     int   i, j;
148     float   *p1, *p3;
149
150     memcpy(temp, delayBuf, 46*sizeof(float));
151
152     p3 = temp + 46;
153
154     /* loop1 */
155     for(i=0; i<nIn; i+=2){
156         p3[2*i+0] = inlo[i  ] + inhi[i  ];
157         p3[2*i+1] = inlo[i  ] - inhi[i  ];
158         p3[2*i+2] = inlo[i+1] + inhi[i+1];
159         p3[2*i+3] = inlo[i+1] - inhi[i+1];
160     }
161
162     /* loop2 */
163     p1 = temp;
164     for (j = nIn; j != 0; j--) {
165         float s1 = 0.0;
166         float s2 = 0.0;
167
168         for (i = 0; i < 48; i += 2) {
169             s1 += p1[i] * qmf_window[i];
170             s2 += p1[i+1] * qmf_window[i+1];
171         }
172
173         pOut[0] = s2;
174         pOut[1] = s1;
175
176         p1 += 2;
177         pOut += 2;
178     }
179
180     /* Update the delay buffer. */
181     memcpy(delayBuf, temp + nIn*2, 46*sizeof(float));
182 }
183
184 /**
185  * Regular 512 points IMDCT without overlapping, with the exception of the swapping of odd bands
186  * caused by the reverse spectra of the QMF.
187  *
188  * @param pInput    float input
189  * @param pOutput   float output
190  * @param odd_band  1 if the band is an odd band
191  */
192
193 static void IMLT(float *pInput, float *pOutput, int odd_band)
194 {
195     int     i;
196
197     if (odd_band) {
198         /**
199         * Reverse the odd bands before IMDCT, this is an effect of the QMF transform
200         * or it gives better compression to do it this way.
201         * FIXME: It should be possible to handle this in ff_imdct_calc
202         * for that to happen a modification of the prerotation step of
203         * all SIMD code and C code is needed.
204         * Or fix the functions before so they generate a pre reversed spectrum.
205         */
206
207         for (i=0; i<128; i++)
208             FFSWAP(float, pInput[i], pInput[255-i]);
209     }
210
211     mdct_ctx.fft.imdct_calc(&mdct_ctx,pOutput,pInput);
212
213     /* Perform windowing on the output. */
214     dsp.vector_fmul(pOutput,mdct_window,512);
215
216 }
217
218
219 /**
220  * Atrac 3 indata descrambling, only used for data coming from the rm container
221  *
222  * @param in        pointer to 8 bit array of indata
223  * @param bits      amount of bits
224  * @param out       pointer to 8 bit array of outdata
225  */
226
227 static int decode_bytes(const uint8_t* inbuffer, uint8_t* out, int bytes){
228     int i, off;
229     uint32_t c;
230     const uint32_t* buf;
231     uint32_t* obuf = (uint32_t*) out;
232
233     off = (int)((long)inbuffer & 3);
234     buf = (const uint32_t*) (inbuffer - off);
235     c = be2me_32((0x537F6103 >> (off*8)) | (0x537F6103 << (32-(off*8))));
236     bytes += 3 + off;
237     for (i = 0; i < bytes/4; i++)
238         obuf[i] = c ^ buf[i];
239
240     if (off)
241         av_log(NULL,AV_LOG_DEBUG,"Offset of %d not handled, post sample on ffmpeg-dev.\n",off);
242
243     return off;
244 }
245
246
247 static void init_atrac3_transforms(ATRAC3Context *q) {
248     float enc_window[256];
249     float s;
250     int i;
251
252     /* Generate the mdct window, for details see
253      * http://wiki.multimedia.cx/index.php?title=RealAudio_atrc#Windows */
254     for (i=0 ; i<256; i++)
255         enc_window[i] = (sin(((i + 0.5) / 256.0 - 0.5) * M_PI) + 1.0) * 0.5;
256
257     if (!mdct_window[0])
258         for (i=0 ; i<256; i++) {
259             mdct_window[i] = enc_window[i]/(enc_window[i]*enc_window[i] + enc_window[255-i]*enc_window[255-i]);
260             mdct_window[511-i] = mdct_window[i];
261         }
262
263     /* Generate the QMF window. */
264     for (i=0 ; i<24; i++) {
265         s = qmf_48tap_half[i] * 2.0;
266         qmf_window[i] = s;
267         qmf_window[47 - i] = s;
268     }
269
270     /* Initialize the MDCT transform. */
271     ff_mdct_init(&mdct_ctx, 9, 1);
272 }
273
274 /**
275  * Atrac3 uninit, free all allocated memory
276  */
277
278 static int atrac3_decode_close(AVCodecContext *avctx)
279 {
280     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
281
282     av_free(q->pUnits);
283     av_free(q->decoded_bytes_buffer);
284
285     return 0;
286 }
287
288 /**
289 / * Mantissa decoding
290  *
291  * @param gb            the GetBit context
292  * @param selector      what table is the output values coded with
293  * @param codingFlag    constant length coding or variable length coding
294  * @param mantissas     mantissa output table
295  * @param numCodes      amount of values to get
296  */
297
298 static void readQuantSpectralCoeffs (GetBitContext *gb, int selector, int codingFlag, int* mantissas, int numCodes)
299 {
300     int   numBits, cnt, code, huffSymb;
301
302     if (selector == 1)
303         numCodes /= 2;
304
305     if (codingFlag != 0) {
306         /* constant length coding (CLC) */
307         numBits = CLCLengthTab[selector];
308
309         if (selector > 1) {
310             for (cnt = 0; cnt < numCodes; cnt++) {
311                 if (numBits)
312                     code = get_sbits(gb, numBits);
313                 else
314                     code = 0;
315                 mantissas[cnt] = code;
316             }
317         } else {
318             for (cnt = 0; cnt < numCodes; cnt++) {
319                 if (numBits)
320                     code = get_bits(gb, numBits); //numBits is always 4 in this case
321                 else
322                     code = 0;
323                 mantissas[cnt*2] = seTab_0[code >> 2];
324                 mantissas[cnt*2+1] = seTab_0[code & 3];
325             }
326         }
327     } else {
328         /* variable length coding (VLC) */
329         if (selector != 1) {
330             for (cnt = 0; cnt < numCodes; cnt++) {
331                 huffSymb = get_vlc2(gb, spectral_coeff_tab[selector-1].table, spectral_coeff_tab[selector-1].bits, 3);
332                 huffSymb += 1;
333                 code = huffSymb >> 1;
334                 if (huffSymb & 1)
335                     code = -code;
336                 mantissas[cnt] = code;
337             }
338         } else {
339             for (cnt = 0; cnt < numCodes; cnt++) {
340                 huffSymb = get_vlc2(gb, spectral_coeff_tab[selector-1].table, spectral_coeff_tab[selector-1].bits, 3);
341                 mantissas[cnt*2] = decTable1[huffSymb*2];
342                 mantissas[cnt*2+1] = decTable1[huffSymb*2+1];
343             }
344         }
345     }
346 }
347
348 /**
349  * Restore the quantized band spectrum coefficients
350  *
351  * @param gb            the GetBit context
352  * @param pOut          decoded band spectrum
353  * @return outSubbands   subband counter, fix for broken specification/files
354  */
355
356 static int decodeSpectrum (GetBitContext *gb, float *pOut)
357 {
358     int   numSubbands, codingMode, cnt, first, last, subbWidth, *pIn;
359     int   subband_vlc_index[32], SF_idxs[32];
360     int   mantissas[128];
361     float SF;
362
363     numSubbands = get_bits(gb, 5); // number of coded subbands
364     codingMode = get_bits1(gb); // coding Mode: 0 - VLC/ 1-CLC
365
366     /* Get the VLC selector table for the subbands, 0 means not coded. */
367     for (cnt = 0; cnt <= numSubbands; cnt++)
368         subband_vlc_index[cnt] = get_bits(gb, 3);
369
370     /* Read the scale factor indexes from the stream. */
371     for (cnt = 0; cnt <= numSubbands; cnt++) {
372         if (subband_vlc_index[cnt] != 0)
373             SF_idxs[cnt] = get_bits(gb, 6);
374     }
375
376     for (cnt = 0; cnt <= numSubbands; cnt++) {
377         first = subbandTab[cnt];
378         last = subbandTab[cnt+1];
379
380         subbWidth = last - first;
381
382         if (subband_vlc_index[cnt] != 0) {
383             /* Decode spectral coefficients for this subband. */
384             /* TODO: This can be done faster is several blocks share the
385              * same VLC selector (subband_vlc_index) */
386             readQuantSpectralCoeffs (gb, subband_vlc_index[cnt], codingMode, mantissas, subbWidth);
387
388             /* Decode the scale factor for this subband. */
389             SF = SFTable[SF_idxs[cnt]] * iMaxQuant[subband_vlc_index[cnt]];
390
391             /* Inverse quantize the coefficients. */
392             for (pIn=mantissas ; first<last; first++, pIn++)
393                 pOut[first] = *pIn * SF;
394         } else {
395             /* This subband was not coded, so zero the entire subband. */
396             memset(pOut+first, 0, subbWidth*sizeof(float));
397         }
398     }
399
400     /* Clear the subbands that were not coded. */
401     first = subbandTab[cnt];
402     memset(pOut+first, 0, (1024 - first) * sizeof(float));
403     return numSubbands;
404 }
405
406 /**
407  * Restore the quantized tonal components
408  *
409  * @param gb            the GetBit context
410  * @param pComponent    tone component
411  * @param numBands      amount of coded bands
412  */
413
414 static int decodeTonalComponents (GetBitContext *gb, tonal_component *pComponent, int numBands)
415 {
416     int i,j,k,cnt;
417     int   components, coding_mode_selector, coding_mode, coded_values_per_component;
418     int   sfIndx, coded_values, max_coded_values, quant_step_index, coded_components;
419     int   band_flags[4], mantissa[8];
420     float  *pCoef;
421     float  scalefactor;
422     int   component_count = 0;
423
424     components = get_bits(gb,5);
425
426     /* no tonal components */
427     if (components == 0)
428         return 0;
429
430     coding_mode_selector = get_bits(gb,2);
431     if (coding_mode_selector == 2)
432         return -1;
433
434     coding_mode = coding_mode_selector & 1;
435
436     for (i = 0; i < components; i++) {
437         for (cnt = 0; cnt <= numBands; cnt++)
438             band_flags[cnt] = get_bits1(gb);
439
440         coded_values_per_component = get_bits(gb,3);
441
442         quant_step_index = get_bits(gb,3);
443         if (quant_step_index <= 1)
444             return -1;
445
446         if (coding_mode_selector == 3)
447             coding_mode = get_bits1(gb);
448
449         for (j = 0; j < (numBands + 1) * 4; j++) {
450             if (band_flags[j >> 2] == 0)
451                 continue;
452
453             coded_components = get_bits(gb,3);
454
455             for (k=0; k<coded_components; k++) {
456                 sfIndx = get_bits(gb,6);
457                 pComponent[component_count].pos = j * 64 + (get_bits(gb,6));
458                 max_coded_values = 1024 - pComponent[component_count].pos;
459                 coded_values = coded_values_per_component + 1;
460                 coded_values = FFMIN(max_coded_values,coded_values);
461
462                 scalefactor = SFTable[sfIndx] * iMaxQuant[quant_step_index];
463
464                 readQuantSpectralCoeffs(gb, quant_step_index, coding_mode, mantissa, coded_values);
465
466                 pComponent[component_count].numCoefs = coded_values;
467
468                 /* inverse quant */
469                 pCoef = pComponent[component_count].coef;
470                 for (cnt = 0; cnt < coded_values; cnt++)
471                     pCoef[cnt] = mantissa[cnt] * scalefactor;
472
473                 component_count++;
474             }
475         }
476     }
477
478     return component_count;
479 }
480
481 /**
482  * Decode gain parameters for the coded bands
483  *
484  * @param gb            the GetBit context
485  * @param pGb           the gainblock for the current band
486  * @param numBands      amount of coded bands
487  */
488
489 static int decodeGainControl (GetBitContext *gb, gain_block *pGb, int numBands)
490 {
491     int   i, cf, numData;
492     int   *pLevel, *pLoc;
493
494     gain_info   *pGain = pGb->gBlock;
495
496     for (i=0 ; i<=numBands; i++)
497     {
498         numData = get_bits(gb,3);
499         pGain[i].num_gain_data = numData;
500         pLevel = pGain[i].levcode;
501         pLoc = pGain[i].loccode;
502
503         for (cf = 0; cf < numData; cf++){
504             pLevel[cf]= get_bits(gb,4);
505             pLoc  [cf]= get_bits(gb,5);
506             if(cf && pLoc[cf] <= pLoc[cf-1])
507                 return -1;
508         }
509     }
510
511     /* Clear the unused blocks. */
512     for (; i<4 ; i++)
513         pGain[i].num_gain_data = 0;
514
515     return 0;
516 }
517
518 /**
519  * Apply gain parameters and perform the MDCT overlapping part
520  *
521  * @param pIn           input float buffer
522  * @param pPrev         previous float buffer to perform overlap against
523  * @param pOut          output float buffer
524  * @param pGain1        current band gain info
525  * @param pGain2        next band gain info
526  */
527
528 static void gainCompensateAndOverlap (float *pIn, float *pPrev, float *pOut, gain_info *pGain1, gain_info *pGain2)
529 {
530     /* gain compensation function */
531     float  gain1, gain2, gain_inc;
532     int   cnt, numdata, nsample, startLoc, endLoc;
533
534
535     if (pGain2->num_gain_data == 0)
536         gain1 = 1.0;
537     else
538         gain1 = gain_tab1[pGain2->levcode[0]];
539
540     if (pGain1->num_gain_data == 0) {
541         for (cnt = 0; cnt < 256; cnt++)
542             pOut[cnt] = pIn[cnt] * gain1 + pPrev[cnt];
543     } else {
544         numdata = pGain1->num_gain_data;
545         pGain1->loccode[numdata] = 32;
546         pGain1->levcode[numdata] = 4;
547
548         nsample = 0; // current sample = 0
549
550         for (cnt = 0; cnt < numdata; cnt++) {
551             startLoc = pGain1->loccode[cnt] * 8;
552             endLoc = startLoc + 8;
553
554             gain2 = gain_tab1[pGain1->levcode[cnt]];
555             gain_inc = gain_tab2[(pGain1->levcode[cnt+1] - pGain1->levcode[cnt])+15];
556
557             /* interpolate */
558             for (; nsample < startLoc; nsample++)
559                 pOut[nsample] = (pIn[nsample] * gain1 + pPrev[nsample]) * gain2;
560
561             /* interpolation is done over eight samples */
562             for (; nsample < endLoc; nsample++) {
563                 pOut[nsample] = (pIn[nsample] * gain1 + pPrev[nsample]) * gain2;
564                 gain2 *= gain_inc;
565             }
566         }
567
568         for (; nsample < 256; nsample++)
569             pOut[nsample] = (pIn[nsample] * gain1) + pPrev[nsample];
570     }
571
572     /* Delay for the overlapping part. */
573     memcpy(pPrev, &pIn[256], 256*sizeof(float));
574 }
575
576 /**
577  * Combine the tonal band spectrum and regular band spectrum
578  * Return position of the last tonal coefficient
579  *
580  * @param pSpectrum     output spectrum buffer
581  * @param numComponents amount of tonal components
582  * @param pComponent    tonal components for this band
583  */
584
585 static int addTonalComponents (float *pSpectrum, int numComponents, tonal_component *pComponent)
586 {
587     int   cnt, i, lastPos = -1;
588     float   *pIn, *pOut;
589
590     for (cnt = 0; cnt < numComponents; cnt++){
591         lastPos = FFMAX(pComponent[cnt].pos + pComponent[cnt].numCoefs, lastPos);
592         pIn = pComponent[cnt].coef;
593         pOut = &(pSpectrum[pComponent[cnt].pos]);
594
595         for (i=0 ; i<pComponent[cnt].numCoefs ; i++)
596             pOut[i] += pIn[i];
597     }
598
599     return lastPos;
600 }
601
602
603 #define INTERPOLATE(old,new,nsample) ((old) + (nsample)*0.125*((new)-(old)))
604
605 static void reverseMatrixing(float *su1, float *su2, int *pPrevCode, int *pCurrCode)
606 {
607     int    i, band, nsample, s1, s2;
608     float    c1, c2;
609     float    mc1_l, mc1_r, mc2_l, mc2_r;
610
611     for (i=0,band = 0; band < 4*256; band+=256,i++) {
612         s1 = pPrevCode[i];
613         s2 = pCurrCode[i];
614         nsample = 0;
615
616         if (s1 != s2) {
617             /* Selector value changed, interpolation needed. */
618             mc1_l = matrixCoeffs[s1*2];
619             mc1_r = matrixCoeffs[s1*2+1];
620             mc2_l = matrixCoeffs[s2*2];
621             mc2_r = matrixCoeffs[s2*2+1];
622
623             /* Interpolation is done over the first eight samples. */
624             for(; nsample < 8; nsample++) {
625                 c1 = su1[band+nsample];
626                 c2 = su2[band+nsample];
627                 c2 = c1 * INTERPOLATE(mc1_l,mc2_l,nsample) + c2 * INTERPOLATE(mc1_r,mc2_r,nsample);
628                 su1[band+nsample] = c2;
629                 su2[band+nsample] = c1 * 2.0 - c2;
630             }
631         }
632
633         /* Apply the matrix without interpolation. */
634         switch (s2) {
635             case 0:     /* M/S decoding */
636                 for (; nsample < 256; nsample++) {
637                     c1 = su1[band+nsample];
638                     c2 = su2[band+nsample];
639                     su1[band+nsample] = c2 * 2.0;
640                     su2[band+nsample] = (c1 - c2) * 2.0;
641                 }
642                 break;
643
644             case 1:
645                 for (; nsample < 256; nsample++) {
646                     c1 = su1[band+nsample];
647                     c2 = su2[band+nsample];
648                     su1[band+nsample] = (c1 + c2) * 2.0;
649                     su2[band+nsample] = c2 * -2.0;
650                 }
651                 break;
652             case 2:
653             case 3:
654                 for (; nsample < 256; nsample++) {
655                     c1 = su1[band+nsample];
656                     c2 = su2[band+nsample];
657                     su1[band+nsample] = c1 + c2;
658                     su2[band+nsample] = c1 - c2;
659                 }
660                 break;
661             default:
662                 assert(0);
663         }
664     }
665 }
666
667 static void getChannelWeights (int indx, int flag, float ch[2]){
668
669     if (indx == 7) {
670         ch[0] = 1.0;
671         ch[1] = 1.0;
672     } else {
673         ch[0] = (float)(indx & 7) / 7.0;
674         ch[1] = sqrt(2 - ch[0]*ch[0]);
675         if(flag)
676             FFSWAP(float, ch[0], ch[1]);
677     }
678 }
679
680 static void channelWeighting (float *su1, float *su2, int *p3)
681 {
682     int   band, nsample;
683     /* w[x][y] y=0 is left y=1 is right */
684     float w[2][2];
685
686     if (p3[1] != 7 || p3[3] != 7){
687         getChannelWeights(p3[1], p3[0], w[0]);
688         getChannelWeights(p3[3], p3[2], w[1]);
689
690         for(band = 1; band < 4; band++) {
691             /* scale the channels by the weights */
692             for(nsample = 0; nsample < 8; nsample++) {
693                 su1[band*256+nsample] *= INTERPOLATE(w[0][0], w[0][1], nsample);
694                 su2[band*256+nsample] *= INTERPOLATE(w[1][0], w[1][1], nsample);
695             }
696
697             for(; nsample < 256; nsample++) {
698                 su1[band*256+nsample] *= w[1][0];
699                 su2[band*256+nsample] *= w[1][1];
700             }
701         }
702     }
703 }
704
705
706 /**
707  * Decode a Sound Unit
708  *
709  * @param gb            the GetBit context
710  * @param pSnd          the channel unit to be used
711  * @param pOut          the decoded samples before IQMF in float representation
712  * @param channelNum    channel number
713  * @param codingMode    the coding mode (JOINT_STEREO or regular stereo/mono)
714  */
715
716
717 static int decodeChannelSoundUnit (ATRAC3Context *q, GetBitContext *gb, channel_unit *pSnd, float *pOut, int channelNum, int codingMode)
718 {
719     int   band, result=0, numSubbands, lastTonal, numBands;
720
721     if (codingMode == JOINT_STEREO && channelNum == 1) {
722         if (get_bits(gb,2) != 3) {
723             av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"JS mono Sound Unit id != 3.\n");
724             return -1;
725         }
726     } else {
727         if (get_bits(gb,6) != 0x28) {
728             av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"Sound Unit id != 0x28.\n");
729             return -1;
730         }
731     }
732
733     /* number of coded QMF bands */
734     pSnd->bandsCoded = get_bits(gb,2);
735
736     result = decodeGainControl (gb, &(pSnd->gainBlock[pSnd->gcBlkSwitch]), pSnd->bandsCoded);
737     if (result) return result;
738
739     pSnd->numComponents = decodeTonalComponents (gb, pSnd->components, pSnd->bandsCoded);
740     if (pSnd->numComponents == -1) return -1;
741
742     numSubbands = decodeSpectrum (gb, pSnd->spectrum);
743
744     /* Merge the decoded spectrum and tonal components. */
745     lastTonal = addTonalComponents (pSnd->spectrum, pSnd->numComponents, pSnd->components);
746
747
748     /* calculate number of used MLT/QMF bands according to the amount of coded spectral lines */
749     numBands = (subbandTab[numSubbands] - 1) >> 8;
750     if (lastTonal >= 0)
751         numBands = FFMAX((lastTonal + 256) >> 8, numBands);
752
753
754     /* Reconstruct time domain samples. */
755     for (band=0; band<4; band++) {
756         /* Perform the IMDCT step without overlapping. */
757         if (band <= numBands) {
758             IMLT(&(pSnd->spectrum[band*256]), pSnd->IMDCT_buf, band&1);
759         } else
760             memset(pSnd->IMDCT_buf, 0, 512 * sizeof(float));
761
762         /* gain compensation and overlapping */
763         gainCompensateAndOverlap (pSnd->IMDCT_buf, &(pSnd->prevFrame[band*256]), &(pOut[band*256]),
764                                     &((pSnd->gainBlock[1 - (pSnd->gcBlkSwitch)]).gBlock[band]),
765                                     &((pSnd->gainBlock[pSnd->gcBlkSwitch]).gBlock[band]));
766     }
767
768     /* Swap the gain control buffers for the next frame. */
769     pSnd->gcBlkSwitch ^= 1;
770
771     return 0;
772 }
773
774 /**
775  * Frame handling
776  *
777  * @param q             Atrac3 private context
778  * @param databuf       the input data
779  */
780
781 static int decodeFrame(ATRAC3Context *q, uint8_t* databuf)
782 {
783     int   result, i;
784     float   *p1, *p2, *p3, *p4;
785     uint8_t    *ptr1, *ptr2;
786
787     if (q->codingMode == JOINT_STEREO) {
788
789         /* channel coupling mode */
790         /* decode Sound Unit 1 */
791         init_get_bits(&q->gb,databuf,q->bits_per_frame);
792
793         result = decodeChannelSoundUnit(q,&q->gb, q->pUnits, q->outSamples, 0, JOINT_STEREO);
794         if (result != 0)
795             return (result);
796
797         /* Framedata of the su2 in the joint-stereo mode is encoded in
798          * reverse byte order so we need to swap it first. */
799         ptr1 = databuf;
800         ptr2 = databuf+q->bytes_per_frame-1;
801         for (i = 0; i < (q->bytes_per_frame/2); i++, ptr1++, ptr2--) {
802             FFSWAP(uint8_t,*ptr1,*ptr2);
803         }
804
805         /* Skip the sync codes (0xF8). */
806         ptr1 = databuf;
807         for (i = 4; *ptr1 == 0xF8; i++, ptr1++) {
808             if (i >= q->bytes_per_frame)
809                 return -1;
810         }
811
812
813         /* set the bitstream reader at the start of the second Sound Unit*/
814         init_get_bits(&q->gb,ptr1,q->bits_per_frame);
815
816         /* Fill the Weighting coeffs delay buffer */
817         memmove(q->weighting_delay,&(q->weighting_delay[2]),4*sizeof(int));
818         q->weighting_delay[4] = get_bits1(&q->gb);
819         q->weighting_delay[5] = get_bits(&q->gb,3);
820
821         for (i = 0; i < 4; i++) {
822             q->matrix_coeff_index_prev[i] = q->matrix_coeff_index_now[i];
823             q->matrix_coeff_index_now[i] = q->matrix_coeff_index_next[i];
824             q->matrix_coeff_index_next[i] = get_bits(&q->gb,2);
825         }
826
827         /* Decode Sound Unit 2. */
828         result = decodeChannelSoundUnit(q,&q->gb, &q->pUnits[1], &q->outSamples[1024], 1, JOINT_STEREO);
829         if (result != 0)
830             return (result);
831
832         /* Reconstruct the channel coefficients. */
833         reverseMatrixing(q->outSamples, &q->outSamples[1024], q->matrix_coeff_index_prev, q->matrix_coeff_index_now);
834
835         channelWeighting(q->outSamples, &q->outSamples[1024], q->weighting_delay);
836
837     } else {
838         /* normal stereo mode or mono */
839         /* Decode the channel sound units. */
840         for (i=0 ; i<q->channels ; i++) {
841
842             /* Set the bitstream reader at the start of a channel sound unit. */
843             init_get_bits(&q->gb, databuf+((i*q->bytes_per_frame)/q->channels), (q->bits_per_frame)/q->channels);
844
845             result = decodeChannelSoundUnit(q,&q->gb, &q->pUnits[i], &q->outSamples[i*1024], i, q->codingMode);
846             if (result != 0)
847                 return (result);
848         }
849     }
850
851     /* Apply the iQMF synthesis filter. */
852     p1= q->outSamples;
853     for (i=0 ; i<q->channels ; i++) {
854         p2= p1+256;
855         p3= p2+256;
856         p4= p3+256;
857         iqmf (p1, p2, 256, p1, q->pUnits[i].delayBuf1, q->tempBuf);
858         iqmf (p4, p3, 256, p3, q->pUnits[i].delayBuf2, q->tempBuf);
859         iqmf (p1, p3, 512, p1, q->pUnits[i].delayBuf3, q->tempBuf);
860         p1 +=1024;
861     }
862
863     return 0;
864 }
865
866
867 /**
868  * Atrac frame decoding
869  *
870  * @param avctx     pointer to the AVCodecContext
871  */
872
873 static int atrac3_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
874             void *data, int *data_size,
875             const uint8_t *buf, int buf_size) {
876     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
877     int result = 0, i;
878     uint8_t* databuf;
879     int16_t* samples = data;
880
881     if (buf_size < avctx->block_align)
882         return buf_size;
883
884     /* Check if we need to descramble and what buffer to pass on. */
885     if (q->scrambled_stream) {
886         decode_bytes(buf, q->decoded_bytes_buffer, avctx->block_align);
887         databuf = q->decoded_bytes_buffer;
888     } else {
889         databuf = buf;
890     }
891
892     result = decodeFrame(q, databuf);
893
894     if (result != 0) {
895         av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"Frame decoding error!\n");
896         return -1;
897     }
898
899     if (q->channels == 1) {
900         /* mono */
901         for (i = 0; i<1024; i++)
902             samples[i] = av_clip_int16(round(q->outSamples[i]));
903         *data_size = 1024 * sizeof(int16_t);
904     } else {
905         /* stereo */
906         for (i = 0; i < 1024; i++) {
907             samples[i*2] = av_clip_int16(round(q->outSamples[i]));
908             samples[i*2+1] = av_clip_int16(round(q->outSamples[1024+i]));
909         }
910         *data_size = 2048 * sizeof(int16_t);
911     }
912
913     return avctx->block_align;
914 }
915
916
917 /**
918  * Atrac3 initialization
919  *
920  * @param avctx     pointer to the AVCodecContext
921  */
922
923 static int atrac3_decode_init(AVCodecContext *avctx)
924 {
925     int i;
926     const uint8_t *edata_ptr = avctx->extradata;
927     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
928
929     /* Take data from the AVCodecContext (RM container). */
930     q->sample_rate = avctx->sample_rate;
931     q->channels = avctx->channels;
932     q->bit_rate = avctx->bit_rate;
933     q->bits_per_frame = avctx->block_align * 8;
934     q->bytes_per_frame = avctx->block_align;
935
936     /* Take care of the codec-specific extradata. */
937     if (avctx->extradata_size == 14) {
938         /* Parse the extradata, WAV format */
939         av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"[0-1] %d\n",bytestream_get_le16(&edata_ptr));  //Unknown value always 1
940         q->samples_per_channel = bytestream_get_le32(&edata_ptr);
941         q->codingMode = bytestream_get_le16(&edata_ptr);
942         av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"[8-9] %d\n",bytestream_get_le16(&edata_ptr));  //Dupe of coding mode
943         q->frame_factor = bytestream_get_le16(&edata_ptr);  //Unknown always 1
944         av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"[12-13] %d\n",bytestream_get_le16(&edata_ptr));  //Unknown always 0
945
946         /* setup */
947         q->samples_per_frame = 1024 * q->channels;
948         q->atrac3version = 4;
949         q->delay = 0x88E;
950         if (q->codingMode)
951             q->codingMode = JOINT_STEREO;
952         else
953             q->codingMode = STEREO;
954
955         q->scrambled_stream = 0;
956
957         if ((q->bytes_per_frame == 96*q->channels*q->frame_factor) || (q->bytes_per_frame == 152*q->channels*q->frame_factor) || (q->bytes_per_frame == 192*q->channels*q->frame_factor)) {
958         } else {
959             av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Unknown frame/channel/frame_factor configuration %d/%d/%d\n", q->bytes_per_frame, q->channels, q->frame_factor);
960             return -1;
961         }
962
963     } else if (avctx->extradata_size == 10) {
964         /* Parse the extradata, RM format. */
965         q->atrac3version = bytestream_get_be32(&edata_ptr);
966         q->samples_per_frame = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
967         q->delay = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
968         q->codingMode = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
969
970         q->samples_per_channel = q->samples_per_frame / q->channels;
971         q->scrambled_stream = 1;
972
973     } else {
974         av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"Unknown extradata size %d.\n",avctx->extradata_size);
975     }
976     /* Check the extradata. */
977
978     if (q->atrac3version != 4) {
979         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Version %d != 4.\n",q->atrac3version);
980         return -1;
981     }
982
983     if (q->samples_per_frame != 1024 && q->samples_per_frame != 2048) {
984         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Unknown amount of samples per frame %d.\n",q->samples_per_frame);
985         return -1;
986     }
987
988     if (q->delay != 0x88E) {
989         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Unknown amount of delay %x != 0x88E.\n",q->delay);
990         return -1;
991     }
992
993     if (q->codingMode == STEREO) {
994         av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"Normal stereo detected.\n");
995     } else if (q->codingMode == JOINT_STEREO) {
996         av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"Joint stereo detected.\n");
997     } else {
998         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Unknown channel coding mode %x!\n",q->codingMode);
999         return -1;
1000     }
1001
1002     if (avctx->channels <= 0 || avctx->channels > 2 /*|| ((avctx->channels * 1024) != q->samples_per_frame)*/) {
1003         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Channel configuration error!\n");
1004         return -1;
1005     }
1006
1007
1008     if(avctx->block_align >= UINT_MAX/2)
1009         return -1;
1010
1011     /* Pad the data buffer with FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE,
1012      * this is for the bitstream reader. */
1013     if ((q->decoded_bytes_buffer = av_mallocz((avctx->block_align+(4-avctx->block_align%4) + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE)))  == NULL)
1014         return AVERROR(ENOMEM);
1015
1016
1017     /* Initialize the VLC tables. */
1018     for (i=0 ; i<7 ; i++) {
1019         init_vlc (&spectral_coeff_tab[i], 9, huff_tab_sizes[i],
1020             huff_bits[i], 1, 1,
1021             huff_codes[i], 1, 1, INIT_VLC_USE_STATIC);
1022     }
1023
1024     init_atrac3_transforms(q);
1025
1026     /* Generate the scale factors. */
1027     for (i=0 ; i<64 ; i++)
1028         SFTable[i] = pow(2.0, (i - 15) / 3.0);
1029
1030     /* Generate gain tables. */
1031     for (i=0 ; i<16 ; i++)
1032         gain_tab1[i] = powf (2.0, (4 - i));
1033
1034     for (i=-15 ; i<16 ; i++)
1035         gain_tab2[i+15] = powf (2.0, i * -0.125);
1036
1037     /* init the joint-stereo decoding data */
1038     q->weighting_delay[0] = 0;
1039     q->weighting_delay[1] = 7;
1040     q->weighting_delay[2] = 0;
1041     q->weighting_delay[3] = 7;
1042     q->weighting_delay[4] = 0;
1043     q->weighting_delay[5] = 7;
1044
1045     for (i=0; i<4; i++) {
1046         q->matrix_coeff_index_prev[i] = 3;
1047         q->matrix_coeff_index_now[i] = 3;
1048         q->matrix_coeff_index_next[i] = 3;
1049     }
1050
1051     dsputil_init(&dsp, avctx);
1052
1053     q->pUnits = av_mallocz(sizeof(channel_unit)*q->channels);
1054     if (!q->pUnits) {
1055         av_free(q->decoded_bytes_buffer);
1056         return AVERROR(ENOMEM);
1057     }
1058
1059     avctx->sample_fmt = SAMPLE_FMT_S16;
1060     return 0;
1061 }
1062
1063
1064 AVCodec atrac3_decoder =
1065 {
1066     .name = "atrac3",
1067     .type = CODEC_TYPE_AUDIO,
1068     .id = CODEC_ID_ATRAC3,
1069     .priv_data_size = sizeof(ATRAC3Context),
1070     .init = atrac3_decode_init,
1071     .close = atrac3_decode_close,
1072     .decode = atrac3_decode_frame,
1073     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Atrac 3 (Adaptive TRansform Acoustic Coding 3)"),
1074 };