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