Merge FFTContext and MDCTContext
[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 libavcodec/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 "get_bits.h"
41 #include "dsputil.h"
42 #include "bytestream.h"
43
44 #include "atrac.h"
45 #include "atrac3data.h"
46
47 #define JOINT_STEREO    0x12
48 #define STEREO          0x2
49
50
51 /* These structures are needed to store the parsed gain control data. */
52 typedef struct {
53     int   num_gain_data;
54     int   levcode[8];
55     int   loccode[8];
56 } gain_info;
57
58 typedef struct {
59     gain_info   gBlock[4];
60 } gain_block;
61
62 typedef struct {
63     int     pos;
64     int     numCoefs;
65     float   coef[8];
66 } tonal_component;
67
68 typedef struct {
69     int               bandsCoded;
70     int               numComponents;
71     tonal_component   components[64];
72     float             prevFrame[1024];
73     int               gcBlkSwitch;
74     gain_block        gainBlock[2];
75
76     DECLARE_ALIGNED_16(float, spectrum[1024]);
77     DECLARE_ALIGNED_16(float, IMDCT_buf[1024]);
78
79     float             delayBuf1[46]; ///<qmf delay buffers
80     float             delayBuf2[46];
81     float             delayBuf3[46];
82 } channel_unit;
83
84 typedef struct {
85     GetBitContext       gb;
86     //@{
87     /** stream data */
88     int                 channels;
89     int                 codingMode;
90     int                 bit_rate;
91     int                 sample_rate;
92     int                 samples_per_channel;
93     int                 samples_per_frame;
94
95     int                 bits_per_frame;
96     int                 bytes_per_frame;
97     int                 pBs;
98     channel_unit*       pUnits;
99     //@}
100     //@{
101     /** joint-stereo related variables */
102     int                 matrix_coeff_index_prev[4];
103     int                 matrix_coeff_index_now[4];
104     int                 matrix_coeff_index_next[4];
105     int                 weighting_delay[6];
106     //@}
107     //@{
108     /** data buffers */
109     float               outSamples[2048];
110     uint8_t*            decoded_bytes_buffer;
111     float               tempBuf[1070];
112     //@}
113     //@{
114     /** extradata */
115     int                 atrac3version;
116     int                 delay;
117     int                 scrambled_stream;
118     int                 frame_factor;
119     //@}
120 } ATRAC3Context;
121
122 static DECLARE_ALIGNED_16(float,mdct_window[512]);
123 static VLC              spectral_coeff_tab[7];
124 static float            gain_tab1[16];
125 static float            gain_tab2[31];
126 static FFTContext       mdct_ctx;
127 static DSPContext       dsp;
128
129
130 /**
131  * Regular 512 points IMDCT without overlapping, with the exception of the swapping of odd bands
132  * caused by the reverse spectra of the QMF.
133  *
134  * @param pInput    float input
135  * @param pOutput   float output
136  * @param odd_band  1 if the band is an odd band
137  */
138
139 static void IMLT(float *pInput, float *pOutput, int odd_band)
140 {
141     int     i;
142
143     if (odd_band) {
144         /**
145         * Reverse the odd bands before IMDCT, this is an effect of the QMF transform
146         * or it gives better compression to do it this way.
147         * FIXME: It should be possible to handle this in ff_imdct_calc
148         * for that to happen a modification of the prerotation step of
149         * all SIMD code and C code is needed.
150         * Or fix the functions before so they generate a pre reversed spectrum.
151         */
152
153         for (i=0; i<128; i++)
154             FFSWAP(float, pInput[i], pInput[255-i]);
155     }
156
157     ff_imdct_calc(&mdct_ctx,pOutput,pInput);
158
159     /* Perform windowing on the output. */
160     dsp.vector_fmul(pOutput,mdct_window,512);
161
162 }
163
164
165 /**
166  * Atrac 3 indata descrambling, only used for data coming from the rm container
167  *
168  * @param in        pointer to 8 bit array of indata
169  * @param bits      amount of bits
170  * @param out       pointer to 8 bit array of outdata
171  */
172
173 static int decode_bytes(const uint8_t* inbuffer, uint8_t* out, int bytes){
174     int i, off;
175     uint32_t c;
176     const uint32_t* buf;
177     uint32_t* obuf = (uint32_t*) out;
178
179     off = (intptr_t)inbuffer & 3;
180     buf = (const uint32_t*) (inbuffer - off);
181     c = be2me_32((0x537F6103 >> (off*8)) | (0x537F6103 << (32-(off*8))));
182     bytes += 3 + off;
183     for (i = 0; i < bytes/4; i++)
184         obuf[i] = c ^ buf[i];
185
186     if (off)
187         av_log(NULL,AV_LOG_DEBUG,"Offset of %d not handled, post sample on ffmpeg-dev.\n",off);
188
189     return off;
190 }
191
192
193 static av_cold void init_atrac3_transforms(ATRAC3Context *q) {
194     float enc_window[256];
195     float s;
196     int i;
197
198     /* Generate the mdct window, for details see
199      * http://wiki.multimedia.cx/index.php?title=RealAudio_atrc#Windows */
200     for (i=0 ; i<256; i++)
201         enc_window[i] = (sin(((i + 0.5) / 256.0 - 0.5) * M_PI) + 1.0) * 0.5;
202
203     if (!mdct_window[0])
204         for (i=0 ; i<256; i++) {
205             mdct_window[i] = enc_window[i]/(enc_window[i]*enc_window[i] + enc_window[255-i]*enc_window[255-i]);
206             mdct_window[511-i] = mdct_window[i];
207         }
208
209     /* Initialize the MDCT transform. */
210     ff_mdct_init(&mdct_ctx, 9, 1, 1.0);
211 }
212
213 /**
214  * Atrac3 uninit, free all allocated memory
215  */
216
217 static av_cold int atrac3_decode_close(AVCodecContext *avctx)
218 {
219     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
220
221     av_free(q->pUnits);
222     av_free(q->decoded_bytes_buffer);
223
224     return 0;
225 }
226
227 /**
228 / * Mantissa decoding
229  *
230  * @param gb            the GetBit context
231  * @param selector      what table is the output values coded with
232  * @param codingFlag    constant length coding or variable length coding
233  * @param mantissas     mantissa output table
234  * @param numCodes      amount of values to get
235  */
236
237 static void readQuantSpectralCoeffs (GetBitContext *gb, int selector, int codingFlag, int* mantissas, int numCodes)
238 {
239     int   numBits, cnt, code, huffSymb;
240
241     if (selector == 1)
242         numCodes /= 2;
243
244     if (codingFlag != 0) {
245         /* constant length coding (CLC) */
246         numBits = CLCLengthTab[selector];
247
248         if (selector > 1) {
249             for (cnt = 0; cnt < numCodes; cnt++) {
250                 if (numBits)
251                     code = get_sbits(gb, numBits);
252                 else
253                     code = 0;
254                 mantissas[cnt] = code;
255             }
256         } else {
257             for (cnt = 0; cnt < numCodes; cnt++) {
258                 if (numBits)
259                     code = get_bits(gb, numBits); //numBits is always 4 in this case
260                 else
261                     code = 0;
262                 mantissas[cnt*2] = seTab_0[code >> 2];
263                 mantissas[cnt*2+1] = seTab_0[code & 3];
264             }
265         }
266     } else {
267         /* variable length coding (VLC) */
268         if (selector != 1) {
269             for (cnt = 0; cnt < numCodes; cnt++) {
270                 huffSymb = get_vlc2(gb, spectral_coeff_tab[selector-1].table, spectral_coeff_tab[selector-1].bits, 3);
271                 huffSymb += 1;
272                 code = huffSymb >> 1;
273                 if (huffSymb & 1)
274                     code = -code;
275                 mantissas[cnt] = code;
276             }
277         } else {
278             for (cnt = 0; cnt < numCodes; cnt++) {
279                 huffSymb = get_vlc2(gb, spectral_coeff_tab[selector-1].table, spectral_coeff_tab[selector-1].bits, 3);
280                 mantissas[cnt*2] = decTable1[huffSymb*2];
281                 mantissas[cnt*2+1] = decTable1[huffSymb*2+1];
282             }
283         }
284     }
285 }
286
287 /**
288  * Restore the quantized band spectrum coefficients
289  *
290  * @param gb            the GetBit context
291  * @param pOut          decoded band spectrum
292  * @return outSubbands   subband counter, fix for broken specification/files
293  */
294
295 static int decodeSpectrum (GetBitContext *gb, float *pOut)
296 {
297     int   numSubbands, codingMode, cnt, first, last, subbWidth, *pIn;
298     int   subband_vlc_index[32], SF_idxs[32];
299     int   mantissas[128];
300     float SF;
301
302     numSubbands = get_bits(gb, 5); // number of coded subbands
303     codingMode = get_bits1(gb); // coding Mode: 0 - VLC/ 1-CLC
304
305     /* Get the VLC selector table for the subbands, 0 means not coded. */
306     for (cnt = 0; cnt <= numSubbands; cnt++)
307         subband_vlc_index[cnt] = get_bits(gb, 3);
308
309     /* Read the scale factor indexes from the stream. */
310     for (cnt = 0; cnt <= numSubbands; cnt++) {
311         if (subband_vlc_index[cnt] != 0)
312             SF_idxs[cnt] = get_bits(gb, 6);
313     }
314
315     for (cnt = 0; cnt <= numSubbands; cnt++) {
316         first = subbandTab[cnt];
317         last = subbandTab[cnt+1];
318
319         subbWidth = last - first;
320
321         if (subband_vlc_index[cnt] != 0) {
322             /* Decode spectral coefficients for this subband. */
323             /* TODO: This can be done faster is several blocks share the
324              * same VLC selector (subband_vlc_index) */
325             readQuantSpectralCoeffs (gb, subband_vlc_index[cnt], codingMode, mantissas, subbWidth);
326
327             /* Decode the scale factor for this subband. */
328             SF = sf_table[SF_idxs[cnt]] * iMaxQuant[subband_vlc_index[cnt]];
329
330             /* Inverse quantize the coefficients. */
331             for (pIn=mantissas ; first<last; first++, pIn++)
332                 pOut[first] = *pIn * SF;
333         } else {
334             /* This subband was not coded, so zero the entire subband. */
335             memset(pOut+first, 0, subbWidth*sizeof(float));
336         }
337     }
338
339     /* Clear the subbands that were not coded. */
340     first = subbandTab[cnt];
341     memset(pOut+first, 0, (1024 - first) * sizeof(float));
342     return numSubbands;
343 }
344
345 /**
346  * Restore the quantized tonal components
347  *
348  * @param gb            the GetBit context
349  * @param pComponent    tone component
350  * @param numBands      amount of coded bands
351  */
352
353 static int decodeTonalComponents (GetBitContext *gb, tonal_component *pComponent, int numBands)
354 {
355     int i,j,k,cnt;
356     int   components, coding_mode_selector, coding_mode, coded_values_per_component;
357     int   sfIndx, coded_values, max_coded_values, quant_step_index, coded_components;
358     int   band_flags[4], mantissa[8];
359     float  *pCoef;
360     float  scalefactor;
361     int   component_count = 0;
362
363     components = get_bits(gb,5);
364
365     /* no tonal components */
366     if (components == 0)
367         return 0;
368
369     coding_mode_selector = get_bits(gb,2);
370     if (coding_mode_selector == 2)
371         return -1;
372
373     coding_mode = coding_mode_selector & 1;
374
375     for (i = 0; i < components; i++) {
376         for (cnt = 0; cnt <= numBands; cnt++)
377             band_flags[cnt] = get_bits1(gb);
378
379         coded_values_per_component = get_bits(gb,3);
380
381         quant_step_index = get_bits(gb,3);
382         if (quant_step_index <= 1)
383             return -1;
384
385         if (coding_mode_selector == 3)
386             coding_mode = get_bits1(gb);
387
388         for (j = 0; j < (numBands + 1) * 4; j++) {
389             if (band_flags[j >> 2] == 0)
390                 continue;
391
392             coded_components = get_bits(gb,3);
393
394             for (k=0; k<coded_components; k++) {
395                 sfIndx = get_bits(gb,6);
396                 pComponent[component_count].pos = j * 64 + (get_bits(gb,6));
397                 max_coded_values = 1024 - pComponent[component_count].pos;
398                 coded_values = coded_values_per_component + 1;
399                 coded_values = FFMIN(max_coded_values,coded_values);
400
401                 scalefactor = sf_table[sfIndx] * iMaxQuant[quant_step_index];
402
403                 readQuantSpectralCoeffs(gb, quant_step_index, coding_mode, mantissa, coded_values);
404
405                 pComponent[component_count].numCoefs = coded_values;
406
407                 /* inverse quant */
408                 pCoef = pComponent[component_count].coef;
409                 for (cnt = 0; cnt < coded_values; cnt++)
410                     pCoef[cnt] = mantissa[cnt] * scalefactor;
411
412                 component_count++;
413             }
414         }
415     }
416
417     return component_count;
418 }
419
420 /**
421  * Decode gain parameters for the coded bands
422  *
423  * @param gb            the GetBit context
424  * @param pGb           the gainblock for the current band
425  * @param numBands      amount of coded bands
426  */
427
428 static int decodeGainControl (GetBitContext *gb, gain_block *pGb, int numBands)
429 {
430     int   i, cf, numData;
431     int   *pLevel, *pLoc;
432
433     gain_info   *pGain = pGb->gBlock;
434
435     for (i=0 ; i<=numBands; i++)
436     {
437         numData = get_bits(gb,3);
438         pGain[i].num_gain_data = numData;
439         pLevel = pGain[i].levcode;
440         pLoc = pGain[i].loccode;
441
442         for (cf = 0; cf < numData; cf++){
443             pLevel[cf]= get_bits(gb,4);
444             pLoc  [cf]= get_bits(gb,5);
445             if(cf && pLoc[cf] <= pLoc[cf-1])
446                 return -1;
447         }
448     }
449
450     /* Clear the unused blocks. */
451     for (; i<4 ; i++)
452         pGain[i].num_gain_data = 0;
453
454     return 0;
455 }
456
457 /**
458  * Apply gain parameters and perform the MDCT overlapping part
459  *
460  * @param pIn           input float buffer
461  * @param pPrev         previous float buffer to perform overlap against
462  * @param pOut          output float buffer
463  * @param pGain1        current band gain info
464  * @param pGain2        next band gain info
465  */
466
467 static void gainCompensateAndOverlap (float *pIn, float *pPrev, float *pOut, gain_info *pGain1, gain_info *pGain2)
468 {
469     /* gain compensation function */
470     float  gain1, gain2, gain_inc;
471     int   cnt, numdata, nsample, startLoc, endLoc;
472
473
474     if (pGain2->num_gain_data == 0)
475         gain1 = 1.0;
476     else
477         gain1 = gain_tab1[pGain2->levcode[0]];
478
479     if (pGain1->num_gain_data == 0) {
480         for (cnt = 0; cnt < 256; cnt++)
481             pOut[cnt] = pIn[cnt] * gain1 + pPrev[cnt];
482     } else {
483         numdata = pGain1->num_gain_data;
484         pGain1->loccode[numdata] = 32;
485         pGain1->levcode[numdata] = 4;
486
487         nsample = 0; // current sample = 0
488
489         for (cnt = 0; cnt < numdata; cnt++) {
490             startLoc = pGain1->loccode[cnt] * 8;
491             endLoc = startLoc + 8;
492
493             gain2 = gain_tab1[pGain1->levcode[cnt]];
494             gain_inc = gain_tab2[(pGain1->levcode[cnt+1] - pGain1->levcode[cnt])+15];
495
496             /* interpolate */
497             for (; nsample < startLoc; nsample++)
498                 pOut[nsample] = (pIn[nsample] * gain1 + pPrev[nsample]) * gain2;
499
500             /* interpolation is done over eight samples */
501             for (; nsample < endLoc; nsample++) {
502                 pOut[nsample] = (pIn[nsample] * gain1 + pPrev[nsample]) * gain2;
503                 gain2 *= gain_inc;
504             }
505         }
506
507         for (; nsample < 256; nsample++)
508             pOut[nsample] = (pIn[nsample] * gain1) + pPrev[nsample];
509     }
510
511     /* Delay for the overlapping part. */
512     memcpy(pPrev, &pIn[256], 256*sizeof(float));
513 }
514
515 /**
516  * Combine the tonal band spectrum and regular band spectrum
517  * Return position of the last tonal coefficient
518  *
519  * @param pSpectrum     output spectrum buffer
520  * @param numComponents amount of tonal components
521  * @param pComponent    tonal components for this band
522  */
523
524 static int addTonalComponents (float *pSpectrum, int numComponents, tonal_component *pComponent)
525 {
526     int   cnt, i, lastPos = -1;
527     float   *pIn, *pOut;
528
529     for (cnt = 0; cnt < numComponents; cnt++){
530         lastPos = FFMAX(pComponent[cnt].pos + pComponent[cnt].numCoefs, lastPos);
531         pIn = pComponent[cnt].coef;
532         pOut = &(pSpectrum[pComponent[cnt].pos]);
533
534         for (i=0 ; i<pComponent[cnt].numCoefs ; i++)
535             pOut[i] += pIn[i];
536     }
537
538     return lastPos;
539 }
540
541
542 #define INTERPOLATE(old,new,nsample) ((old) + (nsample)*0.125*((new)-(old)))
543
544 static void reverseMatrixing(float *su1, float *su2, int *pPrevCode, int *pCurrCode)
545 {
546     int    i, band, nsample, s1, s2;
547     float    c1, c2;
548     float    mc1_l, mc1_r, mc2_l, mc2_r;
549
550     for (i=0,band = 0; band < 4*256; band+=256,i++) {
551         s1 = pPrevCode[i];
552         s2 = pCurrCode[i];
553         nsample = 0;
554
555         if (s1 != s2) {
556             /* Selector value changed, interpolation needed. */
557             mc1_l = matrixCoeffs[s1*2];
558             mc1_r = matrixCoeffs[s1*2+1];
559             mc2_l = matrixCoeffs[s2*2];
560             mc2_r = matrixCoeffs[s2*2+1];
561
562             /* Interpolation is done over the first eight samples. */
563             for(; nsample < 8; nsample++) {
564                 c1 = su1[band+nsample];
565                 c2 = su2[band+nsample];
566                 c2 = c1 * INTERPOLATE(mc1_l,mc2_l,nsample) + c2 * INTERPOLATE(mc1_r,mc2_r,nsample);
567                 su1[band+nsample] = c2;
568                 su2[band+nsample] = c1 * 2.0 - c2;
569             }
570         }
571
572         /* Apply the matrix without interpolation. */
573         switch (s2) {
574             case 0:     /* M/S decoding */
575                 for (; nsample < 256; nsample++) {
576                     c1 = su1[band+nsample];
577                     c2 = su2[band+nsample];
578                     su1[band+nsample] = c2 * 2.0;
579                     su2[band+nsample] = (c1 - c2) * 2.0;
580                 }
581                 break;
582
583             case 1:
584                 for (; nsample < 256; nsample++) {
585                     c1 = su1[band+nsample];
586                     c2 = su2[band+nsample];
587                     su1[band+nsample] = (c1 + c2) * 2.0;
588                     su2[band+nsample] = c2 * -2.0;
589                 }
590                 break;
591             case 2:
592             case 3:
593                 for (; nsample < 256; nsample++) {
594                     c1 = su1[band+nsample];
595                     c2 = su2[band+nsample];
596                     su1[band+nsample] = c1 + c2;
597                     su2[band+nsample] = c1 - c2;
598                 }
599                 break;
600             default:
601                 assert(0);
602         }
603     }
604 }
605
606 static void getChannelWeights (int indx, int flag, float ch[2]){
607
608     if (indx == 7) {
609         ch[0] = 1.0;
610         ch[1] = 1.0;
611     } else {
612         ch[0] = (float)(indx & 7) / 7.0;
613         ch[1] = sqrt(2 - ch[0]*ch[0]);
614         if(flag)
615             FFSWAP(float, ch[0], ch[1]);
616     }
617 }
618
619 static void channelWeighting (float *su1, float *su2, int *p3)
620 {
621     int   band, nsample;
622     /* w[x][y] y=0 is left y=1 is right */
623     float w[2][2];
624
625     if (p3[1] != 7 || p3[3] != 7){
626         getChannelWeights(p3[1], p3[0], w[0]);
627         getChannelWeights(p3[3], p3[2], w[1]);
628
629         for(band = 1; band < 4; band++) {
630             /* scale the channels by the weights */
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
636             for(; nsample < 256; nsample++) {
637                 su1[band*256+nsample] *= w[1][0];
638                 su2[band*256+nsample] *= w[1][1];
639             }
640         }
641     }
642 }
643
644
645 /**
646  * Decode a Sound Unit
647  *
648  * @param gb            the GetBit context
649  * @param pSnd          the channel unit to be used
650  * @param pOut          the decoded samples before IQMF in float representation
651  * @param channelNum    channel number
652  * @param codingMode    the coding mode (JOINT_STEREO or regular stereo/mono)
653  */
654
655
656 static int decodeChannelSoundUnit (ATRAC3Context *q, GetBitContext *gb, channel_unit *pSnd, float *pOut, int channelNum, int codingMode)
657 {
658     int   band, result=0, numSubbands, lastTonal, numBands;
659
660     if (codingMode == JOINT_STEREO && channelNum == 1) {
661         if (get_bits(gb,2) != 3) {
662             av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"JS mono Sound Unit id != 3.\n");
663             return -1;
664         }
665     } else {
666         if (get_bits(gb,6) != 0x28) {
667             av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"Sound Unit id != 0x28.\n");
668             return -1;
669         }
670     }
671
672     /* number of coded QMF bands */
673     pSnd->bandsCoded = get_bits(gb,2);
674
675     result = decodeGainControl (gb, &(pSnd->gainBlock[pSnd->gcBlkSwitch]), pSnd->bandsCoded);
676     if (result) return result;
677
678     pSnd->numComponents = decodeTonalComponents (gb, pSnd->components, pSnd->bandsCoded);
679     if (pSnd->numComponents == -1) return -1;
680
681     numSubbands = decodeSpectrum (gb, pSnd->spectrum);
682
683     /* Merge the decoded spectrum and tonal components. */
684     lastTonal = addTonalComponents (pSnd->spectrum, pSnd->numComponents, pSnd->components);
685
686
687     /* calculate number of used MLT/QMF bands according to the amount of coded spectral lines */
688     numBands = (subbandTab[numSubbands] - 1) >> 8;
689     if (lastTonal >= 0)
690         numBands = FFMAX((lastTonal + 256) >> 8, numBands);
691
692
693     /* Reconstruct time domain samples. */
694     for (band=0; band<4; band++) {
695         /* Perform the IMDCT step without overlapping. */
696         if (band <= numBands) {
697             IMLT(&(pSnd->spectrum[band*256]), pSnd->IMDCT_buf, band&1);
698         } else
699             memset(pSnd->IMDCT_buf, 0, 512 * sizeof(float));
700
701         /* gain compensation and overlapping */
702         gainCompensateAndOverlap (pSnd->IMDCT_buf, &(pSnd->prevFrame[band*256]), &(pOut[band*256]),
703                                     &((pSnd->gainBlock[1 - (pSnd->gcBlkSwitch)]).gBlock[band]),
704                                     &((pSnd->gainBlock[pSnd->gcBlkSwitch]).gBlock[band]));
705     }
706
707     /* Swap the gain control buffers for the next frame. */
708     pSnd->gcBlkSwitch ^= 1;
709
710     return 0;
711 }
712
713 /**
714  * Frame handling
715  *
716  * @param q             Atrac3 private context
717  * @param databuf       the input data
718  */
719
720 static int decodeFrame(ATRAC3Context *q, const uint8_t* databuf)
721 {
722     int   result, i;
723     float   *p1, *p2, *p3, *p4;
724     uint8_t *ptr1;
725
726     if (q->codingMode == JOINT_STEREO) {
727
728         /* channel coupling mode */
729         /* decode Sound Unit 1 */
730         init_get_bits(&q->gb,databuf,q->bits_per_frame);
731
732         result = decodeChannelSoundUnit(q,&q->gb, q->pUnits, q->outSamples, 0, JOINT_STEREO);
733         if (result != 0)
734             return (result);
735
736         /* Framedata of the su2 in the joint-stereo mode is encoded in
737          * reverse byte order so we need to swap it first. */
738         if (databuf == q->decoded_bytes_buffer) {
739             uint8_t *ptr2 = q->decoded_bytes_buffer+q->bytes_per_frame-1;
740             ptr1 = q->decoded_bytes_buffer;
741             for (i = 0; i < (q->bytes_per_frame/2); i++, ptr1++, ptr2--) {
742                 FFSWAP(uint8_t,*ptr1,*ptr2);
743             }
744         } else {
745             const uint8_t *ptr2 = databuf+q->bytes_per_frame-1;
746             for (i = 0; i < q->bytes_per_frame; i++)
747                 q->decoded_bytes_buffer[i] = *ptr2--;
748         }
749
750         /* Skip the sync codes (0xF8). */
751         ptr1 = q->decoded_bytes_buffer;
752         for (i = 4; *ptr1 == 0xF8; i++, ptr1++) {
753             if (i >= q->bytes_per_frame)
754                 return -1;
755         }
756
757
758         /* set the bitstream reader at the start of the second Sound Unit*/
759         init_get_bits(&q->gb,ptr1,q->bits_per_frame);
760
761         /* Fill the Weighting coeffs delay buffer */
762         memmove(q->weighting_delay,&(q->weighting_delay[2]),4*sizeof(int));
763         q->weighting_delay[4] = get_bits1(&q->gb);
764         q->weighting_delay[5] = get_bits(&q->gb,3);
765
766         for (i = 0; i < 4; i++) {
767             q->matrix_coeff_index_prev[i] = q->matrix_coeff_index_now[i];
768             q->matrix_coeff_index_now[i] = q->matrix_coeff_index_next[i];
769             q->matrix_coeff_index_next[i] = get_bits(&q->gb,2);
770         }
771
772         /* Decode Sound Unit 2. */
773         result = decodeChannelSoundUnit(q,&q->gb, &q->pUnits[1], &q->outSamples[1024], 1, JOINT_STEREO);
774         if (result != 0)
775             return (result);
776
777         /* Reconstruct the channel coefficients. */
778         reverseMatrixing(q->outSamples, &q->outSamples[1024], q->matrix_coeff_index_prev, q->matrix_coeff_index_now);
779
780         channelWeighting(q->outSamples, &q->outSamples[1024], q->weighting_delay);
781
782     } else {
783         /* normal stereo mode or mono */
784         /* Decode the channel sound units. */
785         for (i=0 ; i<q->channels ; i++) {
786
787             /* Set the bitstream reader at the start of a channel sound unit. */
788             init_get_bits(&q->gb, databuf+((i*q->bytes_per_frame)/q->channels), (q->bits_per_frame)/q->channels);
789
790             result = decodeChannelSoundUnit(q,&q->gb, &q->pUnits[i], &q->outSamples[i*1024], i, q->codingMode);
791             if (result != 0)
792                 return (result);
793         }
794     }
795
796     /* Apply the iQMF synthesis filter. */
797     p1= q->outSamples;
798     for (i=0 ; i<q->channels ; i++) {
799         p2= p1+256;
800         p3= p2+256;
801         p4= p3+256;
802         atrac_iqmf (p1, p2, 256, p1, q->pUnits[i].delayBuf1, q->tempBuf);
803         atrac_iqmf (p4, p3, 256, p3, q->pUnits[i].delayBuf2, q->tempBuf);
804         atrac_iqmf (p1, p3, 512, p1, q->pUnits[i].delayBuf3, q->tempBuf);
805         p1 +=1024;
806     }
807
808     return 0;
809 }
810
811
812 /**
813  * Atrac frame decoding
814  *
815  * @param avctx     pointer to the AVCodecContext
816  */
817
818 static int atrac3_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
819             void *data, int *data_size,
820             AVPacket *avpkt) {
821     const uint8_t *buf = avpkt->data;
822     int buf_size = avpkt->size;
823     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
824     int result = 0, i;
825     const uint8_t* databuf;
826     int16_t* samples = data;
827
828     if (buf_size < avctx->block_align)
829         return buf_size;
830
831     /* Check if we need to descramble and what buffer to pass on. */
832     if (q->scrambled_stream) {
833         decode_bytes(buf, q->decoded_bytes_buffer, avctx->block_align);
834         databuf = q->decoded_bytes_buffer;
835     } else {
836         databuf = buf;
837     }
838
839     result = decodeFrame(q, databuf);
840
841     if (result != 0) {
842         av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"Frame decoding error!\n");
843         return -1;
844     }
845
846     if (q->channels == 1) {
847         /* mono */
848         for (i = 0; i<1024; i++)
849             samples[i] = av_clip_int16(round(q->outSamples[i]));
850         *data_size = 1024 * sizeof(int16_t);
851     } else {
852         /* stereo */
853         for (i = 0; i < 1024; i++) {
854             samples[i*2] = av_clip_int16(round(q->outSamples[i]));
855             samples[i*2+1] = av_clip_int16(round(q->outSamples[1024+i]));
856         }
857         *data_size = 2048 * sizeof(int16_t);
858     }
859
860     return avctx->block_align;
861 }
862
863
864 /**
865  * Atrac3 initialization
866  *
867  * @param avctx     pointer to the AVCodecContext
868  */
869
870 static av_cold int atrac3_decode_init(AVCodecContext *avctx)
871 {
872     int i;
873     const uint8_t *edata_ptr = avctx->extradata;
874     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
875     static VLC_TYPE atrac3_vlc_table[4096][2];
876     static int vlcs_initialized = 0;
877
878     /* Take data from the AVCodecContext (RM container). */
879     q->sample_rate = avctx->sample_rate;
880     q->channels = avctx->channels;
881     q->bit_rate = avctx->bit_rate;
882     q->bits_per_frame = avctx->block_align * 8;
883     q->bytes_per_frame = avctx->block_align;
884
885     /* Take care of the codec-specific extradata. */
886     if (avctx->extradata_size == 14) {
887         /* Parse the extradata, WAV format */
888         av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"[0-1] %d\n",bytestream_get_le16(&edata_ptr));  //Unknown value always 1
889         q->samples_per_channel = bytestream_get_le32(&edata_ptr);
890         q->codingMode = bytestream_get_le16(&edata_ptr);
891         av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"[8-9] %d\n",bytestream_get_le16(&edata_ptr));  //Dupe of coding mode
892         q->frame_factor = bytestream_get_le16(&edata_ptr);  //Unknown always 1
893         av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"[12-13] %d\n",bytestream_get_le16(&edata_ptr));  //Unknown always 0
894
895         /* setup */
896         q->samples_per_frame = 1024 * q->channels;
897         q->atrac3version = 4;
898         q->delay = 0x88E;
899         if (q->codingMode)
900             q->codingMode = JOINT_STEREO;
901         else
902             q->codingMode = STEREO;
903
904         q->scrambled_stream = 0;
905
906         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)) {
907         } else {
908             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);
909             return -1;
910         }
911
912     } else if (avctx->extradata_size == 10) {
913         /* Parse the extradata, RM format. */
914         q->atrac3version = bytestream_get_be32(&edata_ptr);
915         q->samples_per_frame = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
916         q->delay = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
917         q->codingMode = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
918
919         q->samples_per_channel = q->samples_per_frame / q->channels;
920         q->scrambled_stream = 1;
921
922     } else {
923         av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"Unknown extradata size %d.\n",avctx->extradata_size);
924     }
925     /* Check the extradata. */
926
927     if (q->atrac3version != 4) {
928         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Version %d != 4.\n",q->atrac3version);
929         return -1;
930     }
931
932     if (q->samples_per_frame != 1024 && q->samples_per_frame != 2048) {
933         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Unknown amount of samples per frame %d.\n",q->samples_per_frame);
934         return -1;
935     }
936
937     if (q->delay != 0x88E) {
938         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Unknown amount of delay %x != 0x88E.\n",q->delay);
939         return -1;
940     }
941
942     if (q->codingMode == STEREO) {
943         av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"Normal stereo detected.\n");
944     } else if (q->codingMode == JOINT_STEREO) {
945         av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"Joint stereo detected.\n");
946     } else {
947         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Unknown channel coding mode %x!\n",q->codingMode);
948         return -1;
949     }
950
951     if (avctx->channels <= 0 || avctx->channels > 2 /*|| ((avctx->channels * 1024) != q->samples_per_frame)*/) {
952         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Channel configuration error!\n");
953         return -1;
954     }
955
956
957     if(avctx->block_align >= UINT_MAX/2)
958         return -1;
959
960     /* Pad the data buffer with FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE,
961      * this is for the bitstream reader. */
962     if ((q->decoded_bytes_buffer = av_mallocz((avctx->block_align+(4-avctx->block_align%4) + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE)))  == NULL)
963         return AVERROR(ENOMEM);
964
965
966     /* Initialize the VLC tables. */
967     if (!vlcs_initialized) {
968         for (i=0 ; i<7 ; i++) {
969             spectral_coeff_tab[i].table = &atrac3_vlc_table[atrac3_vlc_offs[i]];
970             spectral_coeff_tab[i].table_allocated = atrac3_vlc_offs[i + 1] - atrac3_vlc_offs[i];
971             init_vlc (&spectral_coeff_tab[i], 9, huff_tab_sizes[i],
972                 huff_bits[i], 1, 1,
973                 huff_codes[i], 1, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC);
974         }
975         vlcs_initialized = 1;
976     }
977
978     init_atrac3_transforms(q);
979
980     atrac_generate_tables();
981
982     /* Generate gain tables. */
983     for (i=0 ; i<16 ; i++)
984         gain_tab1[i] = powf (2.0, (4 - i));
985
986     for (i=-15 ; i<16 ; i++)
987         gain_tab2[i+15] = powf (2.0, i * -0.125);
988
989     /* init the joint-stereo decoding data */
990     q->weighting_delay[0] = 0;
991     q->weighting_delay[1] = 7;
992     q->weighting_delay[2] = 0;
993     q->weighting_delay[3] = 7;
994     q->weighting_delay[4] = 0;
995     q->weighting_delay[5] = 7;
996
997     for (i=0; i<4; i++) {
998         q->matrix_coeff_index_prev[i] = 3;
999         q->matrix_coeff_index_now[i] = 3;
1000         q->matrix_coeff_index_next[i] = 3;
1001     }
1002
1003     dsputil_init(&dsp, avctx);
1004
1005     q->pUnits = av_mallocz(sizeof(channel_unit)*q->channels);
1006     if (!q->pUnits) {
1007         av_free(q->decoded_bytes_buffer);
1008         return AVERROR(ENOMEM);
1009     }
1010
1011     avctx->sample_fmt = SAMPLE_FMT_S16;
1012     return 0;
1013 }
1014
1015
1016 AVCodec atrac3_decoder =
1017 {
1018     .name = "atrac3",
1019     .type = CODEC_TYPE_AUDIO,
1020     .id = CODEC_ID_ATRAC3,
1021     .priv_data_size = sizeof(ATRAC3Context),
1022     .init = atrac3_decode_init,
1023     .close = atrac3_decode_close,
1024     .decode = atrac3_decode_frame,
1025     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Atrac 3 (Adaptive TRansform Acoustic Coding 3)"),
1026 };