atrac3: Generalize gain compensation code
[ffmpeg.git] / libavcodec / atrac3.c
1 /*
2  * ATRAC3 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  * ATRAC3 compatible decoder.
26  * This decoder handles Sony's ATRAC3 data.
27  *
28  * Container formats used to store ATRAC3 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/attributes.h"
40 #include "libavutil/float_dsp.h"
41 #include "avcodec.h"
42 #include "bytestream.h"
43 #include "fft.h"
44 #include "fmtconvert.h"
45 #include "get_bits.h"
46 #include "internal.h"
47
48 #include "atrac.h"
49 #include "atrac3data.h"
50
51 #define JOINT_STEREO    0x12
52 #define STEREO          0x2
53
54 #define SAMPLES_PER_FRAME 1024
55 #define MDCT_SIZE          512
56
57 typedef struct GainBlock {
58     AtracGainInfo g_block[4];
59 } GainBlock;
60
61 typedef struct TonalComponent {
62     int pos;
63     int num_coefs;
64     float coef[8];
65 } TonalComponent;
66
67 typedef struct ChannelUnit {
68     int            bands_coded;
69     int            num_components;
70     float          prev_frame[SAMPLES_PER_FRAME];
71     int            gc_blk_switch;
72     TonalComponent components[64];
73     GainBlock      gain_block[2];
74
75     DECLARE_ALIGNED(32, float, spectrum)[SAMPLES_PER_FRAME];
76     DECLARE_ALIGNED(32, float, imdct_buf)[SAMPLES_PER_FRAME];
77
78     float          delay_buf1[46]; ///<qmf delay buffers
79     float          delay_buf2[46];
80     float          delay_buf3[46];
81 } ChannelUnit;
82
83 typedef struct ATRAC3Context {
84     GetBitContext gb;
85     //@{
86     /** stream data */
87     int coding_mode;
88
89     ChannelUnit *units;
90     //@}
91     //@{
92     /** joint-stereo related variables */
93     int matrix_coeff_index_prev[4];
94     int matrix_coeff_index_now[4];
95     int matrix_coeff_index_next[4];
96     int weighting_delay[6];
97     //@}
98     //@{
99     /** data buffers */
100     uint8_t *decoded_bytes_buffer;
101     float temp_buf[1070];
102     //@}
103     //@{
104     /** extradata */
105     int scrambled_stream;
106     //@}
107
108     AtracGCContext  gainc_ctx;
109     FFTContext mdct_ctx;
110     FmtConvertContext fmt_conv;
111     AVFloatDSPContext fdsp;
112 } ATRAC3Context;
113
114 static DECLARE_ALIGNED(32, float, mdct_window)[MDCT_SIZE];
115 static VLC_TYPE atrac3_vlc_table[4096][2];
116 static VLC   spectral_coeff_tab[7];
117 static float gain_tab1[16];
118 static float gain_tab2[31];
119
120
121 /**
122  * Regular 512 points IMDCT without overlapping, with the exception of the
123  * swapping of odd bands caused by the reverse spectra of the QMF.
124  *
125  * @param odd_band  1 if the band is an odd band
126  */
127 static void imlt(ATRAC3Context *q, float *input, float *output, int odd_band)
128 {
129     int i;
130
131     if (odd_band) {
132         /**
133          * Reverse the odd bands before IMDCT, this is an effect of the QMF
134          * transform or it gives better compression to do it this way.
135          * FIXME: It should be possible to handle this in imdct_calc
136          * for that to happen a modification of the prerotation step of
137          * all SIMD code and C code is needed.
138          * Or fix the functions before so they generate a pre reversed spectrum.
139          */
140         for (i = 0; i < 128; i++)
141             FFSWAP(float, input[i], input[255 - i]);
142     }
143
144     q->mdct_ctx.imdct_calc(&q->mdct_ctx, output, input);
145
146     /* Perform windowing on the output. */
147     q->fdsp.vector_fmul(output, output, mdct_window, MDCT_SIZE);
148 }
149
150 /*
151  * indata descrambling, only used for data coming from the rm container
152  */
153 static int decode_bytes(const uint8_t *input, uint8_t *out, int bytes)
154 {
155     int i, off;
156     uint32_t c;
157     const uint32_t *buf;
158     uint32_t *output = (uint32_t *)out;
159
160     off = (intptr_t)input & 3;
161     buf = (const uint32_t *)(input - off);
162     if (off)
163         c = av_be2ne32((0x537F6103U >> (off * 8)) | (0x537F6103U << (32 - (off * 8))));
164     else
165         c = av_be2ne32(0x537F6103U);
166     bytes += 3 + off;
167     for (i = 0; i < bytes / 4; i++)
168         output[i] = c ^ buf[i];
169
170     if (off)
171         avpriv_request_sample(NULL, "Offset of %d", off);
172
173     return off;
174 }
175
176 static av_cold void init_atrac3_window(void)
177 {
178     int i, j;
179
180     /* generate the mdct window, for details see
181      * http://wiki.multimedia.cx/index.php?title=RealAudio_atrc#Windows */
182     for (i = 0, j = 255; i < 128; i++, j--) {
183         float wi = sin(((i + 0.5) / 256.0 - 0.5) * M_PI) + 1.0;
184         float wj = sin(((j + 0.5) / 256.0 - 0.5) * M_PI) + 1.0;
185         float w  = 0.5 * (wi * wi + wj * wj);
186         mdct_window[i] = mdct_window[511 - i] = wi / w;
187         mdct_window[j] = mdct_window[511 - j] = wj / w;
188     }
189 }
190
191 static av_cold int atrac3_decode_close(AVCodecContext *avctx)
192 {
193     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
194
195     av_free(q->units);
196     av_free(q->decoded_bytes_buffer);
197
198     ff_mdct_end(&q->mdct_ctx);
199
200     return 0;
201 }
202
203 /**
204  * Mantissa decoding
205  *
206  * @param selector     which table the output values are coded with
207  * @param coding_flag  constant length coding or variable length coding
208  * @param mantissas    mantissa output table
209  * @param num_codes    number of values to get
210  */
211 static void read_quant_spectral_coeffs(GetBitContext *gb, int selector,
212                                        int coding_flag, int *mantissas,
213                                        int num_codes)
214 {
215     int i, code, huff_symb;
216
217     if (selector == 1)
218         num_codes /= 2;
219
220     if (coding_flag != 0) {
221         /* constant length coding (CLC) */
222         int num_bits = clc_length_tab[selector];
223
224         if (selector > 1) {
225             for (i = 0; i < num_codes; i++) {
226                 if (num_bits)
227                     code = get_sbits(gb, num_bits);
228                 else
229                     code = 0;
230                 mantissas[i] = code;
231             }
232         } else {
233             for (i = 0; i < num_codes; i++) {
234                 if (num_bits)
235                     code = get_bits(gb, num_bits); // num_bits is always 4 in this case
236                 else
237                     code = 0;
238                 mantissas[i * 2    ] = mantissa_clc_tab[code >> 2];
239                 mantissas[i * 2 + 1] = mantissa_clc_tab[code &  3];
240             }
241         }
242     } else {
243         /* variable length coding (VLC) */
244         if (selector != 1) {
245             for (i = 0; i < num_codes; i++) {
246                 huff_symb = get_vlc2(gb, spectral_coeff_tab[selector-1].table,
247                                      spectral_coeff_tab[selector-1].bits, 3);
248                 huff_symb += 1;
249                 code = huff_symb >> 1;
250                 if (huff_symb & 1)
251                     code = -code;
252                 mantissas[i] = code;
253             }
254         } else {
255             for (i = 0; i < num_codes; i++) {
256                 huff_symb = get_vlc2(gb, spectral_coeff_tab[selector - 1].table,
257                                      spectral_coeff_tab[selector - 1].bits, 3);
258                 mantissas[i * 2    ] = mantissa_vlc_tab[huff_symb * 2    ];
259                 mantissas[i * 2 + 1] = mantissa_vlc_tab[huff_symb * 2 + 1];
260             }
261         }
262     }
263 }
264
265 /**
266  * Restore the quantized band spectrum coefficients
267  *
268  * @return subband count, fix for broken specification/files
269  */
270 static int decode_spectrum(GetBitContext *gb, float *output)
271 {
272     int num_subbands, coding_mode, i, j, first, last, subband_size;
273     int subband_vlc_index[32], sf_index[32];
274     int mantissas[128];
275     float scale_factor;
276
277     num_subbands = get_bits(gb, 5);  // number of coded subbands
278     coding_mode  = get_bits1(gb);    // coding Mode: 0 - VLC/ 1-CLC
279
280     /* get the VLC selector table for the subbands, 0 means not coded */
281     for (i = 0; i <= num_subbands; i++)
282         subband_vlc_index[i] = get_bits(gb, 3);
283
284     /* read the scale factor indexes from the stream */
285     for (i = 0; i <= num_subbands; i++) {
286         if (subband_vlc_index[i] != 0)
287             sf_index[i] = get_bits(gb, 6);
288     }
289
290     for (i = 0; i <= num_subbands; i++) {
291         first = subband_tab[i    ];
292         last  = subband_tab[i + 1];
293
294         subband_size = last - first;
295
296         if (subband_vlc_index[i] != 0) {
297             /* decode spectral coefficients for this subband */
298             /* TODO: This can be done faster is several blocks share the
299              * same VLC selector (subband_vlc_index) */
300             read_quant_spectral_coeffs(gb, subband_vlc_index[i], coding_mode,
301                                        mantissas, subband_size);
302
303             /* decode the scale factor for this subband */
304             scale_factor = ff_atrac_sf_table[sf_index[i]] *
305                            inv_max_quant[subband_vlc_index[i]];
306
307             /* inverse quantize the coefficients */
308             for (j = 0; first < last; first++, j++)
309                 output[first] = mantissas[j] * scale_factor;
310         } else {
311             /* this subband was not coded, so zero the entire subband */
312             memset(output + first, 0, subband_size * sizeof(*output));
313         }
314     }
315
316     /* clear the subbands that were not coded */
317     first = subband_tab[i];
318     memset(output + first, 0, (SAMPLES_PER_FRAME - first) * sizeof(*output));
319     return num_subbands;
320 }
321
322 /**
323  * Restore the quantized tonal components
324  *
325  * @param components tonal components
326  * @param num_bands  number of coded bands
327  */
328 static int decode_tonal_components(GetBitContext *gb,
329                                    TonalComponent *components, int num_bands)
330 {
331     int i, b, c, m;
332     int nb_components, coding_mode_selector, coding_mode;
333     int band_flags[4], mantissa[8];
334     int component_count = 0;
335
336     nb_components = get_bits(gb, 5);
337
338     /* no tonal components */
339     if (nb_components == 0)
340         return 0;
341
342     coding_mode_selector = get_bits(gb, 2);
343     if (coding_mode_selector == 2)
344         return AVERROR_INVALIDDATA;
345
346     coding_mode = coding_mode_selector & 1;
347
348     for (i = 0; i < nb_components; i++) {
349         int coded_values_per_component, quant_step_index;
350
351         for (b = 0; b <= num_bands; b++)
352             band_flags[b] = get_bits1(gb);
353
354         coded_values_per_component = get_bits(gb, 3);
355
356         quant_step_index = get_bits(gb, 3);
357         if (quant_step_index <= 1)
358             return AVERROR_INVALIDDATA;
359
360         if (coding_mode_selector == 3)
361             coding_mode = get_bits1(gb);
362
363         for (b = 0; b < (num_bands + 1) * 4; b++) {
364             int coded_components;
365
366             if (band_flags[b >> 2] == 0)
367                 continue;
368
369             coded_components = get_bits(gb, 3);
370
371             for (c = 0; c < coded_components; c++) {
372                 TonalComponent *cmp = &components[component_count];
373                 int sf_index, coded_values, max_coded_values;
374                 float scale_factor;
375
376                 sf_index = get_bits(gb, 6);
377                 if (component_count >= 64)
378                     return AVERROR_INVALIDDATA;
379
380                 cmp->pos = b * 64 + get_bits(gb, 6);
381
382                 max_coded_values = SAMPLES_PER_FRAME - cmp->pos;
383                 coded_values     = coded_values_per_component + 1;
384                 coded_values     = FFMIN(max_coded_values, coded_values);
385
386                 scale_factor = ff_atrac_sf_table[sf_index] *
387                                inv_max_quant[quant_step_index];
388
389                 read_quant_spectral_coeffs(gb, quant_step_index, coding_mode,
390                                            mantissa, coded_values);
391
392                 cmp->num_coefs = coded_values;
393
394                 /* inverse quant */
395                 for (m = 0; m < coded_values; m++)
396                     cmp->coef[m] = mantissa[m] * scale_factor;
397
398                 component_count++;
399             }
400         }
401     }
402
403     return component_count;
404 }
405
406 /**
407  * Decode gain parameters for the coded bands
408  *
409  * @param block      the gainblock for the current band
410  * @param num_bands  amount of coded bands
411  */
412 static int decode_gain_control(GetBitContext *gb, GainBlock *block,
413                                int num_bands)
414 {
415     int i, j;
416     int *level, *loc;
417
418     AtracGainInfo *gain = block->g_block;
419
420     for (i = 0; i <= num_bands; i++) {
421         gain[i].num_points    = get_bits(gb, 3);
422         level                 = gain[i].lev_code;
423         loc                   = gain[i].loc_code;
424
425         for (j = 0; j < gain[i].num_points; j++) {
426             level[j] = get_bits(gb, 4);
427             loc[j]   = get_bits(gb, 5);
428             if (j && loc[j] <= loc[j - 1])
429                 return AVERROR_INVALIDDATA;
430         }
431     }
432
433     /* Clear the unused blocks. */
434     for (; i < 4 ; i++)
435         gain[i].num_points = 0;
436
437     return 0;
438 }
439
440 /**
441  * Combine the tonal band spectrum and regular band spectrum
442  *
443  * @param spectrum        output spectrum buffer
444  * @param num_components  number of tonal components
445  * @param components      tonal components for this band
446  * @return                position of the last tonal coefficient
447  */
448 static int add_tonal_components(float *spectrum, int num_components,
449                                 TonalComponent *components)
450 {
451     int i, j, last_pos = -1;
452     float *input, *output;
453
454     for (i = 0; i < num_components; i++) {
455         last_pos = FFMAX(components[i].pos + components[i].num_coefs, last_pos);
456         input    = components[i].coef;
457         output   = &spectrum[components[i].pos];
458
459         for (j = 0; j < components[i].num_coefs; j++)
460             output[j] += input[j];
461     }
462
463     return last_pos;
464 }
465
466 #define INTERPOLATE(old, new, nsample) \
467     ((old) + (nsample) * 0.125 * ((new) - (old)))
468
469 static void reverse_matrixing(float *su1, float *su2, int *prev_code,
470                               int *curr_code)
471 {
472     int i, nsample, band;
473     float mc1_l, mc1_r, mc2_l, mc2_r;
474
475     for (i = 0, band = 0; band < 4 * 256; band += 256, i++) {
476         int s1 = prev_code[i];
477         int s2 = curr_code[i];
478         nsample = band;
479
480         if (s1 != s2) {
481             /* Selector value changed, interpolation needed. */
482             mc1_l = matrix_coeffs[s1 * 2    ];
483             mc1_r = matrix_coeffs[s1 * 2 + 1];
484             mc2_l = matrix_coeffs[s2 * 2    ];
485             mc2_r = matrix_coeffs[s2 * 2 + 1];
486
487             /* Interpolation is done over the first eight samples. */
488             for (; nsample < band + 8; nsample++) {
489                 float c1 = su1[nsample];
490                 float c2 = su2[nsample];
491                 c2 = c1 * INTERPOLATE(mc1_l, mc2_l, nsample - band) +
492                      c2 * INTERPOLATE(mc1_r, mc2_r, nsample - band);
493                 su1[nsample] = c2;
494                 su2[nsample] = c1 * 2.0 - c2;
495             }
496         }
497
498         /* Apply the matrix without interpolation. */
499         switch (s2) {
500         case 0:     /* M/S decoding */
501             for (; nsample < band + 256; nsample++) {
502                 float c1 = su1[nsample];
503                 float c2 = su2[nsample];
504                 su1[nsample] =  c2       * 2.0;
505                 su2[nsample] = (c1 - c2) * 2.0;
506             }
507             break;
508         case 1:
509             for (; nsample < band + 256; nsample++) {
510                 float c1 = su1[nsample];
511                 float c2 = su2[nsample];
512                 su1[nsample] = (c1 + c2) *  2.0;
513                 su2[nsample] =  c2       * -2.0;
514             }
515             break;
516         case 2:
517         case 3:
518             for (; nsample < band + 256; nsample++) {
519                 float c1 = su1[nsample];
520                 float c2 = su2[nsample];
521                 su1[nsample] = c1 + c2;
522                 su2[nsample] = c1 - c2;
523             }
524             break;
525         default:
526             assert(0);
527         }
528     }
529 }
530
531 static void get_channel_weights(int index, int flag, float ch[2])
532 {
533     if (index == 7) {
534         ch[0] = 1.0;
535         ch[1] = 1.0;
536     } else {
537         ch[0] = (index & 7) / 7.0;
538         ch[1] = sqrt(2 - ch[0] * ch[0]);
539         if (flag)
540             FFSWAP(float, ch[0], ch[1]);
541     }
542 }
543
544 static void channel_weighting(float *su1, float *su2, int *p3)
545 {
546     int band, nsample;
547     /* w[x][y] y=0 is left y=1 is right */
548     float w[2][2];
549
550     if (p3[1] != 7 || p3[3] != 7) {
551         get_channel_weights(p3[1], p3[0], w[0]);
552         get_channel_weights(p3[3], p3[2], w[1]);
553
554         for (band = 256; band < 4 * 256; band += 256) {
555             for (nsample = band; nsample < band + 8; nsample++) {
556                 su1[nsample] *= INTERPOLATE(w[0][0], w[0][1], nsample - band);
557                 su2[nsample] *= INTERPOLATE(w[1][0], w[1][1], nsample - band);
558             }
559             for(; nsample < band + 256; nsample++) {
560                 su1[nsample] *= w[1][0];
561                 su2[nsample] *= w[1][1];
562             }
563         }
564     }
565 }
566
567 /**
568  * Decode a Sound Unit
569  *
570  * @param snd           the channel unit to be used
571  * @param output        the decoded samples before IQMF in float representation
572  * @param channel_num   channel number
573  * @param coding_mode   the coding mode (JOINT_STEREO or regular stereo/mono)
574  */
575 static int decode_channel_sound_unit(ATRAC3Context *q, GetBitContext *gb,
576                                      ChannelUnit *snd, float *output,
577                                      int channel_num, int coding_mode)
578 {
579     int band, ret, num_subbands, last_tonal, num_bands;
580     GainBlock *gain1 = &snd->gain_block[    snd->gc_blk_switch];
581     GainBlock *gain2 = &snd->gain_block[1 - snd->gc_blk_switch];
582
583     if (coding_mode == JOINT_STEREO && channel_num == 1) {
584         if (get_bits(gb, 2) != 3) {
585             av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"JS mono Sound Unit id != 3.\n");
586             return AVERROR_INVALIDDATA;
587         }
588     } else {
589         if (get_bits(gb, 6) != 0x28) {
590             av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"Sound Unit id != 0x28.\n");
591             return AVERROR_INVALIDDATA;
592         }
593     }
594
595     /* number of coded QMF bands */
596     snd->bands_coded = get_bits(gb, 2);
597
598     ret = decode_gain_control(gb, gain2, snd->bands_coded);
599     if (ret)
600         return ret;
601
602     snd->num_components = decode_tonal_components(gb, snd->components,
603                                                   snd->bands_coded);
604     if (snd->num_components < 0)
605         return snd->num_components;
606
607     num_subbands = decode_spectrum(gb, snd->spectrum);
608
609     /* Merge the decoded spectrum and tonal components. */
610     last_tonal = add_tonal_components(snd->spectrum, snd->num_components,
611                                       snd->components);
612
613
614     /* calculate number of used MLT/QMF bands according to the amount of coded
615        spectral lines */
616     num_bands = (subband_tab[num_subbands] - 1) >> 8;
617     if (last_tonal >= 0)
618         num_bands = FFMAX((last_tonal + 256) >> 8, num_bands);
619
620
621     /* Reconstruct time domain samples. */
622     for (band = 0; band < 4; band++) {
623         /* Perform the IMDCT step without overlapping. */
624         if (band <= num_bands)
625             imlt(q, &snd->spectrum[band * 256], snd->imdct_buf, band & 1);
626         else
627             memset(snd->imdct_buf, 0, 512 * sizeof(*snd->imdct_buf));
628
629         /* gain compensation and overlapping */
630         ff_atrac_gain_compensation(&q->gainc_ctx, snd->imdct_buf,
631                                    &snd->prev_frame[band * 256],
632                                    &gain1->g_block[band], &gain2->g_block[band],
633                                    256, &output[band * 256]);
634     }
635
636     /* Swap the gain control buffers for the next frame. */
637     snd->gc_blk_switch ^= 1;
638
639     return 0;
640 }
641
642 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx, const uint8_t *databuf,
643                         float **out_samples)
644 {
645     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
646     int ret, i;
647     uint8_t *ptr1;
648
649     if (q->coding_mode == JOINT_STEREO) {
650         /* channel coupling mode */
651         /* decode Sound Unit 1 */
652         init_get_bits(&q->gb, databuf, avctx->block_align * 8);
653
654         ret = decode_channel_sound_unit(q, &q->gb, q->units, out_samples[0], 0,
655                                         JOINT_STEREO);
656         if (ret != 0)
657             return ret;
658
659         /* Framedata of the su2 in the joint-stereo mode is encoded in
660          * reverse byte order so we need to swap it first. */
661         if (databuf == q->decoded_bytes_buffer) {
662             uint8_t *ptr2 = q->decoded_bytes_buffer + avctx->block_align - 1;
663             ptr1          = q->decoded_bytes_buffer;
664             for (i = 0; i < avctx->block_align / 2; i++, ptr1++, ptr2--)
665                 FFSWAP(uint8_t, *ptr1, *ptr2);
666         } else {
667             const uint8_t *ptr2 = databuf + avctx->block_align - 1;
668             for (i = 0; i < avctx->block_align; i++)
669                 q->decoded_bytes_buffer[i] = *ptr2--;
670         }
671
672         /* Skip the sync codes (0xF8). */
673         ptr1 = q->decoded_bytes_buffer;
674         for (i = 4; *ptr1 == 0xF8; i++, ptr1++) {
675             if (i >= avctx->block_align)
676                 return AVERROR_INVALIDDATA;
677         }
678
679
680         /* set the bitstream reader at the start of the second Sound Unit*/
681         init_get_bits(&q->gb, ptr1, (avctx->block_align - i) * 8);
682
683         /* Fill the Weighting coeffs delay buffer */
684         memmove(q->weighting_delay, &q->weighting_delay[2],
685                 4 * sizeof(*q->weighting_delay));
686         q->weighting_delay[4] = get_bits1(&q->gb);
687         q->weighting_delay[5] = get_bits(&q->gb, 3);
688
689         for (i = 0; i < 4; i++) {
690             q->matrix_coeff_index_prev[i] = q->matrix_coeff_index_now[i];
691             q->matrix_coeff_index_now[i]  = q->matrix_coeff_index_next[i];
692             q->matrix_coeff_index_next[i] = get_bits(&q->gb, 2);
693         }
694
695         /* Decode Sound Unit 2. */
696         ret = decode_channel_sound_unit(q, &q->gb, &q->units[1],
697                                         out_samples[1], 1, JOINT_STEREO);
698         if (ret != 0)
699             return ret;
700
701         /* Reconstruct the channel coefficients. */
702         reverse_matrixing(out_samples[0], out_samples[1],
703                           q->matrix_coeff_index_prev,
704                           q->matrix_coeff_index_now);
705
706         channel_weighting(out_samples[0], out_samples[1], q->weighting_delay);
707     } else {
708         /* normal stereo mode or mono */
709         /* Decode the channel sound units. */
710         for (i = 0; i < avctx->channels; i++) {
711             /* Set the bitstream reader at the start of a channel sound unit. */
712             init_get_bits(&q->gb,
713                           databuf + i * avctx->block_align / avctx->channels,
714                           avctx->block_align * 8 / avctx->channels);
715
716             ret = decode_channel_sound_unit(q, &q->gb, &q->units[i],
717                                             out_samples[i], i, q->coding_mode);
718             if (ret != 0)
719                 return ret;
720         }
721     }
722
723     /* Apply the iQMF synthesis filter. */
724     for (i = 0; i < avctx->channels; i++) {
725         float *p1 = out_samples[i];
726         float *p2 = p1 + 256;
727         float *p3 = p2 + 256;
728         float *p4 = p3 + 256;
729         ff_atrac_iqmf(p1, p2, 256, p1, q->units[i].delay_buf1, q->temp_buf);
730         ff_atrac_iqmf(p4, p3, 256, p3, q->units[i].delay_buf2, q->temp_buf);
731         ff_atrac_iqmf(p1, p3, 512, p1, q->units[i].delay_buf3, q->temp_buf);
732     }
733
734     return 0;
735 }
736
737 static int atrac3_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
738                                int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
739 {
740     AVFrame *frame     = data;
741     const uint8_t *buf = avpkt->data;
742     int buf_size = avpkt->size;
743     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
744     int ret;
745     const uint8_t *databuf;
746
747     if (buf_size < avctx->block_align) {
748         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
749                "Frame too small (%d bytes). Truncated file?\n", buf_size);
750         return AVERROR_INVALIDDATA;
751     }
752
753     /* get output buffer */
754     frame->nb_samples = SAMPLES_PER_FRAME;
755     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0) {
756         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
757         return ret;
758     }
759
760     /* Check if we need to descramble and what buffer to pass on. */
761     if (q->scrambled_stream) {
762         decode_bytes(buf, q->decoded_bytes_buffer, avctx->block_align);
763         databuf = q->decoded_bytes_buffer;
764     } else {
765         databuf = buf;
766     }
767
768     ret = decode_frame(avctx, databuf, (float **)frame->extended_data);
769     if (ret) {
770         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Frame decoding error!\n");
771         return ret;
772     }
773
774     *got_frame_ptr = 1;
775
776     return avctx->block_align;
777 }
778
779 static av_cold void atrac3_init_static_data(AVCodec *codec)
780 {
781     int i;
782
783     init_atrac3_window();
784     ff_atrac_generate_tables();
785
786     /* Initialize the VLC tables. */
787     for (i = 0; i < 7; i++) {
788         spectral_coeff_tab[i].table = &atrac3_vlc_table[atrac3_vlc_offs[i]];
789         spectral_coeff_tab[i].table_allocated = atrac3_vlc_offs[i + 1] -
790                                                 atrac3_vlc_offs[i    ];
791         init_vlc(&spectral_coeff_tab[i], 9, huff_tab_sizes[i],
792                  huff_bits[i],  1, 1,
793                  huff_codes[i], 1, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC);
794     }
795
796     /* Generate gain tables */
797     for (i = 0; i < 16; i++)
798         gain_tab1[i] = powf(2.0, (4 - i));
799
800     for (i = -15; i < 16; i++)
801         gain_tab2[i + 15] = powf(2.0, i * -0.125);
802 }
803
804 static av_cold int atrac3_decode_init(AVCodecContext *avctx)
805 {
806     int i, ret;
807     int version, delay, samples_per_frame, frame_factor;
808     const uint8_t *edata_ptr = avctx->extradata;
809     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
810
811     if (avctx->channels <= 0 || avctx->channels > 2) {
812         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Channel configuration error!\n");
813         return AVERROR(EINVAL);
814     }
815
816     /* Take care of the codec-specific extradata. */
817     if (avctx->extradata_size == 14) {
818         /* Parse the extradata, WAV format */
819         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "[0-1] %d\n",
820                bytestream_get_le16(&edata_ptr));  // Unknown value always 1
821         edata_ptr += 4;                             // samples per channel
822         q->coding_mode = bytestream_get_le16(&edata_ptr);
823         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG,"[8-9] %d\n",
824                bytestream_get_le16(&edata_ptr));  //Dupe of coding mode
825         frame_factor = bytestream_get_le16(&edata_ptr);  // Unknown always 1
826         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG,"[12-13] %d\n",
827                bytestream_get_le16(&edata_ptr));  // Unknown always 0
828
829         /* setup */
830         samples_per_frame    = SAMPLES_PER_FRAME * avctx->channels;
831         version              = 4;
832         delay                = 0x88E;
833         q->coding_mode       = q->coding_mode ? JOINT_STEREO : STEREO;
834         q->scrambled_stream  = 0;
835
836         if (avctx->block_align !=  96 * avctx->channels * frame_factor &&
837             avctx->block_align != 152 * avctx->channels * frame_factor &&
838             avctx->block_align != 192 * avctx->channels * frame_factor) {
839             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown frame/channel/frame_factor "
840                    "configuration %d/%d/%d\n", avctx->block_align,
841                    avctx->channels, frame_factor);
842             return AVERROR_INVALIDDATA;
843         }
844     } else if (avctx->extradata_size == 10) {
845         /* Parse the extradata, RM format. */
846         version                = bytestream_get_be32(&edata_ptr);
847         samples_per_frame      = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
848         delay                  = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
849         q->coding_mode         = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
850         q->scrambled_stream    = 1;
851
852     } else {
853         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Unknown extradata size %d.\n",
854                avctx->extradata_size);
855         return AVERROR(EINVAL);
856     }
857
858     /* Check the extradata */
859
860     if (version != 4) {
861         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Version %d != 4.\n", version);
862         return AVERROR_INVALIDDATA;
863     }
864
865     if (samples_per_frame != SAMPLES_PER_FRAME &&
866         samples_per_frame != SAMPLES_PER_FRAME * 2) {
867         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown amount of samples per frame %d.\n",
868                samples_per_frame);
869         return AVERROR_INVALIDDATA;
870     }
871
872     if (delay != 0x88E) {
873         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown amount of delay %x != 0x88E.\n",
874                delay);
875         return AVERROR_INVALIDDATA;
876     }
877
878     if (q->coding_mode == STEREO)
879         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Normal stereo detected.\n");
880     else if (q->coding_mode == JOINT_STEREO) {
881         if (avctx->channels != 2)
882             return AVERROR_INVALIDDATA;
883         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Joint stereo detected.\n");
884     } else {
885         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown channel coding mode %x!\n",
886                q->coding_mode);
887         return AVERROR_INVALIDDATA;
888     }
889
890     if (avctx->block_align >= UINT_MAX / 2)
891         return AVERROR(EINVAL);
892
893     q->decoded_bytes_buffer = av_mallocz(FFALIGN(avctx->block_align, 4) +
894                                          FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
895     if (q->decoded_bytes_buffer == NULL)
896         return AVERROR(ENOMEM);
897
898     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLTP;
899
900     /* initialize the MDCT transform */
901     if ((ret = ff_mdct_init(&q->mdct_ctx, 9, 1, 1.0 / 32768)) < 0) {
902         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error initializing MDCT\n");
903         av_freep(&q->decoded_bytes_buffer);
904         return ret;
905     }
906
907     /* init the joint-stereo decoding data */
908     q->weighting_delay[0] = 0;
909     q->weighting_delay[1] = 7;
910     q->weighting_delay[2] = 0;
911     q->weighting_delay[3] = 7;
912     q->weighting_delay[4] = 0;
913     q->weighting_delay[5] = 7;
914
915     for (i = 0; i < 4; i++) {
916         q->matrix_coeff_index_prev[i] = 3;
917         q->matrix_coeff_index_now[i]  = 3;
918         q->matrix_coeff_index_next[i] = 3;
919     }
920
921     ff_atrac_init_gain_compensation(&q->gainc_ctx, 4, 3);
922     avpriv_float_dsp_init(&q->fdsp, avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT);
923     ff_fmt_convert_init(&q->fmt_conv, avctx);
924
925     q->units = av_mallocz(sizeof(*q->units) * avctx->channels);
926     if (!q->units) {
927         atrac3_decode_close(avctx);
928         return AVERROR(ENOMEM);
929     }
930
931     return 0;
932 }
933
934 AVCodec ff_atrac3_decoder = {
935     .name             = "atrac3",
936     .long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATRAC3 (Adaptive TRansform Acoustic Coding 3)"),
937     .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
938     .id               = AV_CODEC_ID_ATRAC3,
939     .priv_data_size   = sizeof(ATRAC3Context),
940     .init             = atrac3_decode_init,
941     .init_static_data = atrac3_init_static_data,
942     .close            = atrac3_decode_close,
943     .decode           = atrac3_decode_frame,
944     .capabilities     = CODEC_CAP_SUBFRAMES | CODEC_CAP_DR1,
945     .sample_fmts      = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
946                                                         AV_SAMPLE_FMT_NONE },
947 };