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