Split out common routines needed in the atrac1 decoder from atrac3.c to atrac.c.
[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 MDCTContext      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     /* Generate the QMF window. */
210     for (i=0 ; i<24; i++) {
211         s = qmf_48tap_half[i] * 2.0;
212         qmf_window[i] = s;
213         qmf_window[47 - i] = s;
214     }
215
216     /* Initialize the MDCT transform. */
217     ff_mdct_init(&mdct_ctx, 9, 1, 1.0);
218 }
219
220 /**
221  * Atrac3 uninit, free all allocated memory
222  */
223
224 static av_cold int atrac3_decode_close(AVCodecContext *avctx)
225 {
226     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
227
228     av_free(q->pUnits);
229     av_free(q->decoded_bytes_buffer);
230
231     return 0;
232 }
233
234 /**
235 / * Mantissa decoding
236  *
237  * @param gb            the GetBit context
238  * @param selector      what table is the output values coded with
239  * @param codingFlag    constant length coding or variable length coding
240  * @param mantissas     mantissa output table
241  * @param numCodes      amount of values to get
242  */
243
244 static void readQuantSpectralCoeffs (GetBitContext *gb, int selector, int codingFlag, int* mantissas, int numCodes)
245 {
246     int   numBits, cnt, code, huffSymb;
247
248     if (selector == 1)
249         numCodes /= 2;
250
251     if (codingFlag != 0) {
252         /* constant length coding (CLC) */
253         numBits = CLCLengthTab[selector];
254
255         if (selector > 1) {
256             for (cnt = 0; cnt < numCodes; cnt++) {
257                 if (numBits)
258                     code = get_sbits(gb, numBits);
259                 else
260                     code = 0;
261                 mantissas[cnt] = code;
262             }
263         } else {
264             for (cnt = 0; cnt < numCodes; cnt++) {
265                 if (numBits)
266                     code = get_bits(gb, numBits); //numBits is always 4 in this case
267                 else
268                     code = 0;
269                 mantissas[cnt*2] = seTab_0[code >> 2];
270                 mantissas[cnt*2+1] = seTab_0[code & 3];
271             }
272         }
273     } else {
274         /* variable length coding (VLC) */
275         if (selector != 1) {
276             for (cnt = 0; cnt < numCodes; cnt++) {
277                 huffSymb = get_vlc2(gb, spectral_coeff_tab[selector-1].table, spectral_coeff_tab[selector-1].bits, 3);
278                 huffSymb += 1;
279                 code = huffSymb >> 1;
280                 if (huffSymb & 1)
281                     code = -code;
282                 mantissas[cnt] = code;
283             }
284         } else {
285             for (cnt = 0; cnt < numCodes; cnt++) {
286                 huffSymb = get_vlc2(gb, spectral_coeff_tab[selector-1].table, spectral_coeff_tab[selector-1].bits, 3);
287                 mantissas[cnt*2] = decTable1[huffSymb*2];
288                 mantissas[cnt*2+1] = decTable1[huffSymb*2+1];
289             }
290         }
291     }
292 }
293
294 /**
295  * Restore the quantized band spectrum coefficients
296  *
297  * @param gb            the GetBit context
298  * @param pOut          decoded band spectrum
299  * @return outSubbands   subband counter, fix for broken specification/files
300  */
301
302 static int decodeSpectrum (GetBitContext *gb, float *pOut)
303 {
304     int   numSubbands, codingMode, cnt, first, last, subbWidth, *pIn;
305     int   subband_vlc_index[32], SF_idxs[32];
306     int   mantissas[128];
307     float SF;
308
309     numSubbands = get_bits(gb, 5); // number of coded subbands
310     codingMode = get_bits1(gb); // coding Mode: 0 - VLC/ 1-CLC
311
312     /* Get the VLC selector table for the subbands, 0 means not coded. */
313     for (cnt = 0; cnt <= numSubbands; cnt++)
314         subband_vlc_index[cnt] = get_bits(gb, 3);
315
316     /* Read the scale factor indexes from the stream. */
317     for (cnt = 0; cnt <= numSubbands; cnt++) {
318         if (subband_vlc_index[cnt] != 0)
319             SF_idxs[cnt] = get_bits(gb, 6);
320     }
321
322     for (cnt = 0; cnt <= numSubbands; cnt++) {
323         first = subbandTab[cnt];
324         last = subbandTab[cnt+1];
325
326         subbWidth = last - first;
327
328         if (subband_vlc_index[cnt] != 0) {
329             /* Decode spectral coefficients for this subband. */
330             /* TODO: This can be done faster is several blocks share the
331              * same VLC selector (subband_vlc_index) */
332             readQuantSpectralCoeffs (gb, subband_vlc_index[cnt], codingMode, mantissas, subbWidth);
333
334             /* Decode the scale factor for this subband. */
335             SF = sf_table[SF_idxs[cnt]] * iMaxQuant[subband_vlc_index[cnt]];
336
337             /* Inverse quantize the coefficients. */
338             for (pIn=mantissas ; first<last; first++, pIn++)
339                 pOut[first] = *pIn * SF;
340         } else {
341             /* This subband was not coded, so zero the entire subband. */
342             memset(pOut+first, 0, subbWidth*sizeof(float));
343         }
344     }
345
346     /* Clear the subbands that were not coded. */
347     first = subbandTab[cnt];
348     memset(pOut+first, 0, (1024 - first) * sizeof(float));
349     return numSubbands;
350 }
351
352 /**
353  * Restore the quantized tonal components
354  *
355  * @param gb            the GetBit context
356  * @param pComponent    tone component
357  * @param numBands      amount of coded bands
358  */
359
360 static int decodeTonalComponents (GetBitContext *gb, tonal_component *pComponent, int numBands)
361 {
362     int i,j,k,cnt;
363     int   components, coding_mode_selector, coding_mode, coded_values_per_component;
364     int   sfIndx, coded_values, max_coded_values, quant_step_index, coded_components;
365     int   band_flags[4], mantissa[8];
366     float  *pCoef;
367     float  scalefactor;
368     int   component_count = 0;
369
370     components = get_bits(gb,5);
371
372     /* no tonal components */
373     if (components == 0)
374         return 0;
375
376     coding_mode_selector = get_bits(gb,2);
377     if (coding_mode_selector == 2)
378         return -1;
379
380     coding_mode = coding_mode_selector & 1;
381
382     for (i = 0; i < components; i++) {
383         for (cnt = 0; cnt <= numBands; cnt++)
384             band_flags[cnt] = get_bits1(gb);
385
386         coded_values_per_component = get_bits(gb,3);
387
388         quant_step_index = get_bits(gb,3);
389         if (quant_step_index <= 1)
390             return -1;
391
392         if (coding_mode_selector == 3)
393             coding_mode = get_bits1(gb);
394
395         for (j = 0; j < (numBands + 1) * 4; j++) {
396             if (band_flags[j >> 2] == 0)
397                 continue;
398
399             coded_components = get_bits(gb,3);
400
401             for (k=0; k<coded_components; k++) {
402                 sfIndx = get_bits(gb,6);
403                 pComponent[component_count].pos = j * 64 + (get_bits(gb,6));
404                 max_coded_values = 1024 - pComponent[component_count].pos;
405                 coded_values = coded_values_per_component + 1;
406                 coded_values = FFMIN(max_coded_values,coded_values);
407
408                 scalefactor = sf_table[sfIndx] * iMaxQuant[quant_step_index];
409
410                 readQuantSpectralCoeffs(gb, quant_step_index, coding_mode, mantissa, coded_values);
411
412                 pComponent[component_count].numCoefs = coded_values;
413
414                 /* inverse quant */
415                 pCoef = pComponent[component_count].coef;
416                 for (cnt = 0; cnt < coded_values; cnt++)
417                     pCoef[cnt] = mantissa[cnt] * scalefactor;
418
419                 component_count++;
420             }
421         }
422     }
423
424     return component_count;
425 }
426
427 /**
428  * Decode gain parameters for the coded bands
429  *
430  * @param gb            the GetBit context
431  * @param pGb           the gainblock for the current band
432  * @param numBands      amount of coded bands
433  */
434
435 static int decodeGainControl (GetBitContext *gb, gain_block *pGb, int numBands)
436 {
437     int   i, cf, numData;
438     int   *pLevel, *pLoc;
439
440     gain_info   *pGain = pGb->gBlock;
441
442     for (i=0 ; i<=numBands; i++)
443     {
444         numData = get_bits(gb,3);
445         pGain[i].num_gain_data = numData;
446         pLevel = pGain[i].levcode;
447         pLoc = pGain[i].loccode;
448
449         for (cf = 0; cf < numData; cf++){
450             pLevel[cf]= get_bits(gb,4);
451             pLoc  [cf]= get_bits(gb,5);
452             if(cf && pLoc[cf] <= pLoc[cf-1])
453                 return -1;
454         }
455     }
456
457     /* Clear the unused blocks. */
458     for (; i<4 ; i++)
459         pGain[i].num_gain_data = 0;
460
461     return 0;
462 }
463
464 /**
465  * Apply gain parameters and perform the MDCT overlapping part
466  *
467  * @param pIn           input float buffer
468  * @param pPrev         previous float buffer to perform overlap against
469  * @param pOut          output float buffer
470  * @param pGain1        current band gain info
471  * @param pGain2        next band gain info
472  */
473
474 static void gainCompensateAndOverlap (float *pIn, float *pPrev, float *pOut, gain_info *pGain1, gain_info *pGain2)
475 {
476     /* gain compensation function */
477     float  gain1, gain2, gain_inc;
478     int   cnt, numdata, nsample, startLoc, endLoc;
479
480
481     if (pGain2->num_gain_data == 0)
482         gain1 = 1.0;
483     else
484         gain1 = gain_tab1[pGain2->levcode[0]];
485
486     if (pGain1->num_gain_data == 0) {
487         for (cnt = 0; cnt < 256; cnt++)
488             pOut[cnt] = pIn[cnt] * gain1 + pPrev[cnt];
489     } else {
490         numdata = pGain1->num_gain_data;
491         pGain1->loccode[numdata] = 32;
492         pGain1->levcode[numdata] = 4;
493
494         nsample = 0; // current sample = 0
495
496         for (cnt = 0; cnt < numdata; cnt++) {
497             startLoc = pGain1->loccode[cnt] * 8;
498             endLoc = startLoc + 8;
499
500             gain2 = gain_tab1[pGain1->levcode[cnt]];
501             gain_inc = gain_tab2[(pGain1->levcode[cnt+1] - pGain1->levcode[cnt])+15];
502
503             /* interpolate */
504             for (; nsample < startLoc; nsample++)
505                 pOut[nsample] = (pIn[nsample] * gain1 + pPrev[nsample]) * gain2;
506
507             /* interpolation is done over eight samples */
508             for (; nsample < endLoc; nsample++) {
509                 pOut[nsample] = (pIn[nsample] * gain1 + pPrev[nsample]) * gain2;
510                 gain2 *= gain_inc;
511             }
512         }
513
514         for (; nsample < 256; nsample++)
515             pOut[nsample] = (pIn[nsample] * gain1) + pPrev[nsample];
516     }
517
518     /* Delay for the overlapping part. */
519     memcpy(pPrev, &pIn[256], 256*sizeof(float));
520 }
521
522 /**
523  * Combine the tonal band spectrum and regular band spectrum
524  * Return position of the last tonal coefficient
525  *
526  * @param pSpectrum     output spectrum buffer
527  * @param numComponents amount of tonal components
528  * @param pComponent    tonal components for this band
529  */
530
531 static int addTonalComponents (float *pSpectrum, int numComponents, tonal_component *pComponent)
532 {
533     int   cnt, i, lastPos = -1;
534     float   *pIn, *pOut;
535
536     for (cnt = 0; cnt < numComponents; cnt++){
537         lastPos = FFMAX(pComponent[cnt].pos + pComponent[cnt].numCoefs, lastPos);
538         pIn = pComponent[cnt].coef;
539         pOut = &(pSpectrum[pComponent[cnt].pos]);
540
541         for (i=0 ; i<pComponent[cnt].numCoefs ; i++)
542             pOut[i] += pIn[i];
543     }
544
545     return lastPos;
546 }
547
548
549 #define INTERPOLATE(old,new,nsample) ((old) + (nsample)*0.125*((new)-(old)))
550
551 static void reverseMatrixing(float *su1, float *su2, int *pPrevCode, int *pCurrCode)
552 {
553     int    i, band, nsample, s1, s2;
554     float    c1, c2;
555     float    mc1_l, mc1_r, mc2_l, mc2_r;
556
557     for (i=0,band = 0; band < 4*256; band+=256,i++) {
558         s1 = pPrevCode[i];
559         s2 = pCurrCode[i];
560         nsample = 0;
561
562         if (s1 != s2) {
563             /* Selector value changed, interpolation needed. */
564             mc1_l = matrixCoeffs[s1*2];
565             mc1_r = matrixCoeffs[s1*2+1];
566             mc2_l = matrixCoeffs[s2*2];
567             mc2_r = matrixCoeffs[s2*2+1];
568
569             /* Interpolation is done over the first eight samples. */
570             for(; nsample < 8; nsample++) {
571                 c1 = su1[band+nsample];
572                 c2 = su2[band+nsample];
573                 c2 = c1 * INTERPOLATE(mc1_l,mc2_l,nsample) + c2 * INTERPOLATE(mc1_r,mc2_r,nsample);
574                 su1[band+nsample] = c2;
575                 su2[band+nsample] = c1 * 2.0 - c2;
576             }
577         }
578
579         /* Apply the matrix without interpolation. */
580         switch (s2) {
581             case 0:     /* M/S decoding */
582                 for (; nsample < 256; nsample++) {
583                     c1 = su1[band+nsample];
584                     c2 = su2[band+nsample];
585                     su1[band+nsample] = c2 * 2.0;
586                     su2[band+nsample] = (c1 - c2) * 2.0;
587                 }
588                 break;
589
590             case 1:
591                 for (; nsample < 256; nsample++) {
592                     c1 = su1[band+nsample];
593                     c2 = su2[band+nsample];
594                     su1[band+nsample] = (c1 + c2) * 2.0;
595                     su2[band+nsample] = c2 * -2.0;
596                 }
597                 break;
598             case 2:
599             case 3:
600                 for (; nsample < 256; nsample++) {
601                     c1 = su1[band+nsample];
602                     c2 = su2[band+nsample];
603                     su1[band+nsample] = c1 + c2;
604                     su2[band+nsample] = c1 - c2;
605                 }
606                 break;
607             default:
608                 assert(0);
609         }
610     }
611 }
612
613 static void getChannelWeights (int indx, int flag, float ch[2]){
614
615     if (indx == 7) {
616         ch[0] = 1.0;
617         ch[1] = 1.0;
618     } else {
619         ch[0] = (float)(indx & 7) / 7.0;
620         ch[1] = sqrt(2 - ch[0]*ch[0]);
621         if(flag)
622             FFSWAP(float, ch[0], ch[1]);
623     }
624 }
625
626 static void channelWeighting (float *su1, float *su2, int *p3)
627 {
628     int   band, nsample;
629     /* w[x][y] y=0 is left y=1 is right */
630     float w[2][2];
631
632     if (p3[1] != 7 || p3[3] != 7){
633         getChannelWeights(p3[1], p3[0], w[0]);
634         getChannelWeights(p3[3], p3[2], w[1]);
635
636         for(band = 1; band < 4; band++) {
637             /* scale the channels by the weights */
638             for(nsample = 0; nsample < 8; nsample++) {
639                 su1[band*256+nsample] *= INTERPOLATE(w[0][0], w[0][1], nsample);
640                 su2[band*256+nsample] *= INTERPOLATE(w[1][0], w[1][1], nsample);
641             }
642
643             for(; nsample < 256; nsample++) {
644                 su1[band*256+nsample] *= w[1][0];
645                 su2[band*256+nsample] *= w[1][1];
646             }
647         }
648     }
649 }
650
651
652 /**
653  * Decode a Sound Unit
654  *
655  * @param gb            the GetBit context
656  * @param pSnd          the channel unit to be used
657  * @param pOut          the decoded samples before IQMF in float representation
658  * @param channelNum    channel number
659  * @param codingMode    the coding mode (JOINT_STEREO or regular stereo/mono)
660  */
661
662
663 static int decodeChannelSoundUnit (ATRAC3Context *q, GetBitContext *gb, channel_unit *pSnd, float *pOut, int channelNum, int codingMode)
664 {
665     int   band, result=0, numSubbands, lastTonal, numBands;
666
667     if (codingMode == JOINT_STEREO && channelNum == 1) {
668         if (get_bits(gb,2) != 3) {
669             av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"JS mono Sound Unit id != 3.\n");
670             return -1;
671         }
672     } else {
673         if (get_bits(gb,6) != 0x28) {
674             av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"Sound Unit id != 0x28.\n");
675             return -1;
676         }
677     }
678
679     /* number of coded QMF bands */
680     pSnd->bandsCoded = get_bits(gb,2);
681
682     result = decodeGainControl (gb, &(pSnd->gainBlock[pSnd->gcBlkSwitch]), pSnd->bandsCoded);
683     if (result) return result;
684
685     pSnd->numComponents = decodeTonalComponents (gb, pSnd->components, pSnd->bandsCoded);
686     if (pSnd->numComponents == -1) return -1;
687
688     numSubbands = decodeSpectrum (gb, pSnd->spectrum);
689
690     /* Merge the decoded spectrum and tonal components. */
691     lastTonal = addTonalComponents (pSnd->spectrum, pSnd->numComponents, pSnd->components);
692
693
694     /* calculate number of used MLT/QMF bands according to the amount of coded spectral lines */
695     numBands = (subbandTab[numSubbands] - 1) >> 8;
696     if (lastTonal >= 0)
697         numBands = FFMAX((lastTonal + 256) >> 8, numBands);
698
699
700     /* Reconstruct time domain samples. */
701     for (band=0; band<4; band++) {
702         /* Perform the IMDCT step without overlapping. */
703         if (band <= numBands) {
704             IMLT(&(pSnd->spectrum[band*256]), pSnd->IMDCT_buf, band&1);
705         } else
706             memset(pSnd->IMDCT_buf, 0, 512 * sizeof(float));
707
708         /* gain compensation and overlapping */
709         gainCompensateAndOverlap (pSnd->IMDCT_buf, &(pSnd->prevFrame[band*256]), &(pOut[band*256]),
710                                     &((pSnd->gainBlock[1 - (pSnd->gcBlkSwitch)]).gBlock[band]),
711                                     &((pSnd->gainBlock[pSnd->gcBlkSwitch]).gBlock[band]));
712     }
713
714     /* Swap the gain control buffers for the next frame. */
715     pSnd->gcBlkSwitch ^= 1;
716
717     return 0;
718 }
719
720 /**
721  * Frame handling
722  *
723  * @param q             Atrac3 private context
724  * @param databuf       the input data
725  */
726
727 static int decodeFrame(ATRAC3Context *q, const uint8_t* databuf)
728 {
729     int   result, i;
730     float   *p1, *p2, *p3, *p4;
731     uint8_t *ptr1;
732
733     if (q->codingMode == JOINT_STEREO) {
734
735         /* channel coupling mode */
736         /* decode Sound Unit 1 */
737         init_get_bits(&q->gb,databuf,q->bits_per_frame);
738
739         result = decodeChannelSoundUnit(q,&q->gb, q->pUnits, q->outSamples, 0, JOINT_STEREO);
740         if (result != 0)
741             return (result);
742
743         /* Framedata of the su2 in the joint-stereo mode is encoded in
744          * reverse byte order so we need to swap it first. */
745         if (databuf == q->decoded_bytes_buffer) {
746             uint8_t *ptr2 = q->decoded_bytes_buffer+q->bytes_per_frame-1;
747             ptr1 = q->decoded_bytes_buffer;
748             for (i = 0; i < (q->bytes_per_frame/2); i++, ptr1++, ptr2--) {
749                 FFSWAP(uint8_t,*ptr1,*ptr2);
750             }
751         } else {
752             const uint8_t *ptr2 = databuf+q->bytes_per_frame-1;
753             for (i = 0; i < q->bytes_per_frame; i++)
754                 q->decoded_bytes_buffer[i] = *ptr2--;
755         }
756
757         /* Skip the sync codes (0xF8). */
758         ptr1 = q->decoded_bytes_buffer;
759         for (i = 4; *ptr1 == 0xF8; i++, ptr1++) {
760             if (i >= q->bytes_per_frame)
761                 return -1;
762         }
763
764
765         /* set the bitstream reader at the start of the second Sound Unit*/
766         init_get_bits(&q->gb,ptr1,q->bits_per_frame);
767
768         /* Fill the Weighting coeffs delay buffer */
769         memmove(q->weighting_delay,&(q->weighting_delay[2]),4*sizeof(int));
770         q->weighting_delay[4] = get_bits1(&q->gb);
771         q->weighting_delay[5] = get_bits(&q->gb,3);
772
773         for (i = 0; i < 4; i++) {
774             q->matrix_coeff_index_prev[i] = q->matrix_coeff_index_now[i];
775             q->matrix_coeff_index_now[i] = q->matrix_coeff_index_next[i];
776             q->matrix_coeff_index_next[i] = get_bits(&q->gb,2);
777         }
778
779         /* Decode Sound Unit 2. */
780         result = decodeChannelSoundUnit(q,&q->gb, &q->pUnits[1], &q->outSamples[1024], 1, JOINT_STEREO);
781         if (result != 0)
782             return (result);
783
784         /* Reconstruct the channel coefficients. */
785         reverseMatrixing(q->outSamples, &q->outSamples[1024], q->matrix_coeff_index_prev, q->matrix_coeff_index_now);
786
787         channelWeighting(q->outSamples, &q->outSamples[1024], q->weighting_delay);
788
789     } else {
790         /* normal stereo mode or mono */
791         /* Decode the channel sound units. */
792         for (i=0 ; i<q->channels ; i++) {
793
794             /* Set the bitstream reader at the start of a channel sound unit. */
795             init_get_bits(&q->gb, databuf+((i*q->bytes_per_frame)/q->channels), (q->bits_per_frame)/q->channels);
796
797             result = decodeChannelSoundUnit(q,&q->gb, &q->pUnits[i], &q->outSamples[i*1024], i, q->codingMode);
798             if (result != 0)
799                 return (result);
800         }
801     }
802
803     /* Apply the iQMF synthesis filter. */
804     p1= q->outSamples;
805     for (i=0 ; i<q->channels ; i++) {
806         p2= p1+256;
807         p3= p2+256;
808         p4= p3+256;
809         atrac_iqmf (p1, p2, 256, p1, q->pUnits[i].delayBuf1, q->tempBuf);
810         atrac_iqmf (p4, p3, 256, p3, q->pUnits[i].delayBuf2, q->tempBuf);
811         atrac_iqmf (p1, p3, 512, p1, q->pUnits[i].delayBuf3, q->tempBuf);
812         p1 +=1024;
813     }
814
815     return 0;
816 }
817
818
819 /**
820  * Atrac frame decoding
821  *
822  * @param avctx     pointer to the AVCodecContext
823  */
824
825 static int atrac3_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
826             void *data, int *data_size,
827             AVPacket *avpkt) {
828     const uint8_t *buf = avpkt->data;
829     int buf_size = avpkt->size;
830     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
831     int result = 0, i;
832     const uint8_t* databuf;
833     int16_t* samples = data;
834
835     if (buf_size < avctx->block_align)
836         return buf_size;
837
838     /* Check if we need to descramble and what buffer to pass on. */
839     if (q->scrambled_stream) {
840         decode_bytes(buf, q->decoded_bytes_buffer, avctx->block_align);
841         databuf = q->decoded_bytes_buffer;
842     } else {
843         databuf = buf;
844     }
845
846     result = decodeFrame(q, databuf);
847
848     if (result != 0) {
849         av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"Frame decoding error!\n");
850         return -1;
851     }
852
853     if (q->channels == 1) {
854         /* mono */
855         for (i = 0; i<1024; i++)
856             samples[i] = av_clip_int16(round(q->outSamples[i]));
857         *data_size = 1024 * sizeof(int16_t);
858     } else {
859         /* stereo */
860         for (i = 0; i < 1024; i++) {
861             samples[i*2] = av_clip_int16(round(q->outSamples[i]));
862             samples[i*2+1] = av_clip_int16(round(q->outSamples[1024+i]));
863         }
864         *data_size = 2048 * sizeof(int16_t);
865     }
866
867     return avctx->block_align;
868 }
869
870
871 /**
872  * Atrac3 initialization
873  *
874  * @param avctx     pointer to the AVCodecContext
875  */
876
877 static av_cold int atrac3_decode_init(AVCodecContext *avctx)
878 {
879     int i;
880     const uint8_t *edata_ptr = avctx->extradata;
881     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
882     static VLC_TYPE atrac3_vlc_table[4096][2];
883     static int vlcs_initialized = 0;
884
885     /* Take data from the AVCodecContext (RM container). */
886     q->sample_rate = avctx->sample_rate;
887     q->channels = avctx->channels;
888     q->bit_rate = avctx->bit_rate;
889     q->bits_per_frame = avctx->block_align * 8;
890     q->bytes_per_frame = avctx->block_align;
891
892     /* Take care of the codec-specific extradata. */
893     if (avctx->extradata_size == 14) {
894         /* Parse the extradata, WAV format */
895         av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"[0-1] %d\n",bytestream_get_le16(&edata_ptr));  //Unknown value always 1
896         q->samples_per_channel = bytestream_get_le32(&edata_ptr);
897         q->codingMode = bytestream_get_le16(&edata_ptr);
898         av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"[8-9] %d\n",bytestream_get_le16(&edata_ptr));  //Dupe of coding mode
899         q->frame_factor = bytestream_get_le16(&edata_ptr);  //Unknown always 1
900         av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"[12-13] %d\n",bytestream_get_le16(&edata_ptr));  //Unknown always 0
901
902         /* setup */
903         q->samples_per_frame = 1024 * q->channels;
904         q->atrac3version = 4;
905         q->delay = 0x88E;
906         if (q->codingMode)
907             q->codingMode = JOINT_STEREO;
908         else
909             q->codingMode = STEREO;
910
911         q->scrambled_stream = 0;
912
913         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)) {
914         } else {
915             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);
916             return -1;
917         }
918
919     } else if (avctx->extradata_size == 10) {
920         /* Parse the extradata, RM format. */
921         q->atrac3version = bytestream_get_be32(&edata_ptr);
922         q->samples_per_frame = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
923         q->delay = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
924         q->codingMode = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
925
926         q->samples_per_channel = q->samples_per_frame / q->channels;
927         q->scrambled_stream = 1;
928
929     } else {
930         av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"Unknown extradata size %d.\n",avctx->extradata_size);
931     }
932     /* Check the extradata. */
933
934     if (q->atrac3version != 4) {
935         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Version %d != 4.\n",q->atrac3version);
936         return -1;
937     }
938
939     if (q->samples_per_frame != 1024 && q->samples_per_frame != 2048) {
940         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Unknown amount of samples per frame %d.\n",q->samples_per_frame);
941         return -1;
942     }
943
944     if (q->delay != 0x88E) {
945         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Unknown amount of delay %x != 0x88E.\n",q->delay);
946         return -1;
947     }
948
949     if (q->codingMode == STEREO) {
950         av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"Normal stereo detected.\n");
951     } else if (q->codingMode == JOINT_STEREO) {
952         av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"Joint stereo detected.\n");
953     } else {
954         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Unknown channel coding mode %x!\n",q->codingMode);
955         return -1;
956     }
957
958     if (avctx->channels <= 0 || avctx->channels > 2 /*|| ((avctx->channels * 1024) != q->samples_per_frame)*/) {
959         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Channel configuration error!\n");
960         return -1;
961     }
962
963
964     if(avctx->block_align >= UINT_MAX/2)
965         return -1;
966
967     /* Pad the data buffer with FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE,
968      * this is for the bitstream reader. */
969     if ((q->decoded_bytes_buffer = av_mallocz((avctx->block_align+(4-avctx->block_align%4) + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE)))  == NULL)
970         return AVERROR(ENOMEM);
971
972
973     /* Initialize the VLC tables. */
974     if (!vlcs_initialized) {
975         for (i=0 ; i<7 ; i++) {
976             spectral_coeff_tab[i].table = &atrac3_vlc_table[atrac3_vlc_offs[i]];
977             spectral_coeff_tab[i].table_allocated = atrac3_vlc_offs[i + 1] - atrac3_vlc_offs[i];
978             init_vlc (&spectral_coeff_tab[i], 9, huff_tab_sizes[i],
979                 huff_bits[i], 1, 1,
980                 huff_codes[i], 1, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC);
981         }
982         vlcs_initialized = 1;
983     }
984
985     init_atrac3_transforms(q);
986
987     atrac_generate_tables();
988
989     /* Generate gain tables. */
990     for (i=0 ; i<16 ; i++)
991         gain_tab1[i] = powf (2.0, (4 - i));
992
993     for (i=-15 ; i<16 ; i++)
994         gain_tab2[i+15] = powf (2.0, i * -0.125);
995
996     /* init the joint-stereo decoding data */
997     q->weighting_delay[0] = 0;
998     q->weighting_delay[1] = 7;
999     q->weighting_delay[2] = 0;
1000     q->weighting_delay[3] = 7;
1001     q->weighting_delay[4] = 0;
1002     q->weighting_delay[5] = 7;
1003
1004     for (i=0; i<4; i++) {
1005         q->matrix_coeff_index_prev[i] = 3;
1006         q->matrix_coeff_index_now[i] = 3;
1007         q->matrix_coeff_index_next[i] = 3;
1008     }
1009
1010     dsputil_init(&dsp, avctx);
1011
1012     q->pUnits = av_mallocz(sizeof(channel_unit)*q->channels);
1013     if (!q->pUnits) {
1014         av_free(q->decoded_bytes_buffer);
1015         return AVERROR(ENOMEM);
1016     }
1017
1018     avctx->sample_fmt = SAMPLE_FMT_S16;
1019     return 0;
1020 }
1021
1022
1023 AVCodec atrac3_decoder =
1024 {
1025     .name = "atrac3",
1026     .type = CODEC_TYPE_AUDIO,
1027     .id = CODEC_ID_ATRAC3,
1028     .priv_data_size = sizeof(ATRAC3Context),
1029     .init = atrac3_decode_init,
1030     .close = atrac3_decode_close,
1031     .decode = atrac3_decode_frame,
1032     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Atrac 3 (Adaptive TRansform Acoustic Coding 3)"),
1033 };