* started to cleanup name clashes for onetime compilation
[ffmpeg.git] / libavcodec / mpegaudiodec.c
1 /*
2  * MPEG Audio decoder
3  * Copyright (c) 2001, 2002 Fabrice Bellard.
4  *
5  * This library is free software; you can redistribute it and/or
6  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
7  * License as published by the Free Software Foundation; either
8  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
9  *
10  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
13  * Lesser General Public License for more details.
14  *
15  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
16  * License along with this library; if not, write to the Free Software
17  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
18  */
19 //#define DEBUG
20 #include "avcodec.h"
21 #include "mpegaudio.h"
22
23 /*
24  * TODO:
25  *  - in low precision mode, use more 16 bit multiplies in synth filter
26  *  - test lsf / mpeg25 extensively.
27  */
28
29 /* define USE_HIGHPRECISION to have a bit exact (but slower) mpeg
30    audio decoder */
31 //#define USE_HIGHPRECISION
32
33 #ifdef USE_HIGHPRECISION
34 #define FRAC_BITS   23   /* fractional bits for sb_samples and dct */
35 #define WFRAC_BITS  16   /* fractional bits for window */
36 #else
37 #define FRAC_BITS   15   /* fractional bits for sb_samples and dct */
38 #define WFRAC_BITS  14   /* fractional bits for window */
39 #endif
40
41 #define FRAC_ONE    (1 << FRAC_BITS)
42
43 #define MULL(a,b) (((INT64)(a) * (INT64)(b)) >> FRAC_BITS)
44 #define MUL64(a,b) ((INT64)(a) * (INT64)(b))
45 #define FIX(a)   ((int)((a) * FRAC_ONE))
46 /* WARNING: only correct for posititive numbers */
47 #define FIXR(a)   ((int)((a) * FRAC_ONE + 0.5))
48 #define FRAC_RND(a) (((a) + (FRAC_ONE/2)) >> FRAC_BITS)
49
50 #if FRAC_BITS <= 15
51 typedef INT16 MPA_INT;
52 #else
53 typedef INT32 MPA_INT;
54 #endif
55
56 /****************/
57
58 #define HEADER_SIZE 4
59 #define BACKSTEP_SIZE 512
60
61 typedef struct MPADecodeContext {
62     UINT8 inbuf1[2][MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE + BACKSTEP_SIZE];  /* input buffer */
63     int inbuf_index;
64     UINT8 *inbuf_ptr, *inbuf;
65     int frame_size;
66     int free_format_frame_size; /* frame size in case of free format
67                                    (zero if currently unknown) */
68     /* next header (used in free format parsing) */
69     UINT32 free_format_next_header; 
70     int error_protection;
71     int layer;
72     int sample_rate;
73     int sample_rate_index; /* between 0 and 8 */
74     int bit_rate;
75     int old_frame_size;
76     GetBitContext gb;
77     int nb_channels;
78     int mode;
79     int mode_ext;
80     int lsf;
81     MPA_INT synth_buf[MPA_MAX_CHANNELS][512 * 2];
82     int synth_buf_offset[MPA_MAX_CHANNELS];
83     INT32 sb_samples[MPA_MAX_CHANNELS][36][SBLIMIT];
84     INT32 mdct_buf[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT * 18]; /* previous samples, for layer 3 MDCT */
85 #ifdef DEBUG
86     int frame_count;
87 #endif
88 } MPADecodeContext;
89
90 /* layer 3 "granule" */
91 typedef struct GranuleDef {
92     UINT8 scfsi;
93     int part2_3_length;
94     int big_values;
95     int global_gain;
96     int scalefac_compress;
97     UINT8 block_type;
98     UINT8 switch_point;
99     int table_select[3];
100     int subblock_gain[3];
101     UINT8 scalefac_scale;
102     UINT8 count1table_select;
103     int region_size[3]; /* number of huffman codes in each region */
104     int preflag;
105     int short_start, long_end; /* long/short band indexes */
106     UINT8 scale_factors[40];
107     INT32 sb_hybrid[SBLIMIT * 18]; /* 576 samples */
108 } GranuleDef;
109
110 #define MODE_EXT_MS_STEREO 2
111 #define MODE_EXT_I_STEREO  1
112
113 /* layer 3 huffman tables */
114 typedef struct HuffTable {
115     int xsize;
116     const UINT8 *bits;
117     const UINT16 *codes;
118 } HuffTable;
119
120 #include "mpegaudiodectab.h"
121
122 /* vlc structure for decoding layer 3 huffman tables */
123 static VLC huff_vlc[16]; 
124 static UINT8 *huff_code_table[16];
125 static VLC huff_quad_vlc[2];
126 /* computed from band_size_long */
127 static UINT16 band_index_long[9][23];
128 /* XXX: free when all decoders are closed */
129 #define TABLE_4_3_SIZE (8191 + 16)
130 static INT8  *table_4_3_exp;
131 #if FRAC_BITS <= 15
132 static UINT16 *table_4_3_value;
133 #else
134 static UINT32 *table_4_3_value;
135 #endif
136 /* intensity stereo coef table */
137 static INT32 is_table[2][16];
138 static INT32 is_table_lsf[2][2][16];
139 static INT32 csa_table[8][2];
140 static INT32 mdct_win[8][36];
141
142 /* lower 2 bits: modulo 3, higher bits: shift */
143 static UINT16 scale_factor_modshift[64];
144 /* [i][j]:  2^(-j/3) * FRAC_ONE * 2^(i+2) / (2^(i+2) - 1) */
145 static INT32 scale_factor_mult[15][3];
146 /* mult table for layer 2 group quantization */
147
148 #define SCALE_GEN(v) \
149 { FIXR(1.0 * (v)), FIXR(0.7937005259 * (v)), FIXR(0.6299605249 * (v)) }
150
151 static INT32 scale_factor_mult2[3][3] = {
152     SCALE_GEN(1.0 / 3.0), /* 3 steps */
153     SCALE_GEN(1.0 / 5.0), /* 5 steps */
154     SCALE_GEN(1.0 / 9.0), /* 9 steps */
155 };
156
157 /* 2^(n/4) */
158 static UINT32 scale_factor_mult3[4] = {
159     FIXR(1.0),
160     FIXR(1.18920711500272106671),
161     FIXR(1.41421356237309504880),
162     FIXR(1.68179283050742908605),
163 };
164
165 static MPA_INT window[512];
166     
167 /* layer 1 unscaling */
168 /* n = number of bits of the mantissa minus 1 */
169 static inline int l1_unscale(int n, int mant, int scale_factor)
170 {
171     int shift, mod;
172     INT64 val;
173
174     shift = scale_factor_modshift[scale_factor];
175     mod = shift & 3;
176     shift >>= 2;
177     val = MUL64(mant + (-1 << n) + 1, scale_factor_mult[n-1][mod]);
178     shift += n;
179     return (int)((val + (1 << (shift - 1))) >> shift);
180 }
181
182 static inline int l2_unscale_group(int steps, int mant, int scale_factor)
183 {
184     int shift, mod, val;
185
186     shift = scale_factor_modshift[scale_factor];
187     mod = shift & 3;
188     shift >>= 2;
189     /* XXX: store the result directly */
190     val = (2 * (mant - (steps >> 1))) * scale_factor_mult2[steps >> 2][mod];
191     return (val + (1 << (shift - 1))) >> shift;
192 }
193
194 /* compute value^(4/3) * 2^(exponent/4). It normalized to FRAC_BITS */
195 static inline int l3_unscale(int value, int exponent)
196 {
197 #if FRAC_BITS <= 15    
198     unsigned int m;
199 #else
200     UINT64 m;
201 #endif
202     int e;
203
204     e = table_4_3_exp[value];
205     e += (exponent >> 2);
206     e = FRAC_BITS - e;
207 #if FRAC_BITS <= 15    
208     if (e > 31)
209         e = 31;
210 #endif
211     m = table_4_3_value[value];
212 #if FRAC_BITS <= 15    
213     m = (m * scale_factor_mult3[exponent & 3]);
214     m = (m + (1 << (e-1))) >> e;
215     return m;
216 #else
217     m = MUL64(m, scale_factor_mult3[exponent & 3]);
218     m = (m + (UINT64_C(1) << (e-1))) >> e;
219     return m;
220 #endif
221 }
222
223 /* all integer n^(4/3) computation code */
224 #define DEV_ORDER 13
225
226 #define POW_FRAC_BITS 24
227 #define POW_FRAC_ONE    (1 << POW_FRAC_BITS)
228 #define POW_FIX(a)   ((int)((a) * POW_FRAC_ONE))
229 #define POW_MULL(a,b) (((INT64)(a) * (INT64)(b)) >> POW_FRAC_BITS)
230
231 static int dev_4_3_coefs[DEV_ORDER];
232
233 static int pow_mult3[3] = {
234     POW_FIX(1.0),
235     POW_FIX(1.25992104989487316476),
236     POW_FIX(1.58740105196819947474),
237 };
238
239 static void int_pow_init(void)
240 {
241     int i, a;
242
243     a = POW_FIX(1.0);
244     for(i=0;i<DEV_ORDER;i++) {
245         a = POW_MULL(a, POW_FIX(4.0 / 3.0) - i * POW_FIX(1.0)) / (i + 1);
246         dev_4_3_coefs[i] = a;
247     }
248 }
249
250 /* return the mantissa and the binary exponent */
251 static int int_pow(int i, int *exp_ptr)
252 {
253     int e, er, eq, j;
254     int a, a1;
255     
256     /* renormalize */
257     a = i;
258     e = POW_FRAC_BITS;
259     while (a < (1 << (POW_FRAC_BITS - 1))) {
260         a = a << 1;
261         e--;
262     }
263     a -= (1 << POW_FRAC_BITS);
264     a1 = 0;
265     for(j = DEV_ORDER - 1; j >= 0; j--)
266         a1 = POW_MULL(a, dev_4_3_coefs[j] + a1);
267     a = (1 << POW_FRAC_BITS) + a1;
268     /* exponent compute (exact) */
269     e = e * 4;
270     er = e % 3;
271     eq = e / 3;
272     a = POW_MULL(a, pow_mult3[er]);
273     while (a >= 2 * POW_FRAC_ONE) {
274         a = a >> 1;
275         eq++;
276     }
277     /* convert to float */
278     while (a < POW_FRAC_ONE) {
279         a = a << 1;
280         eq--;
281     }
282     /* now POW_FRAC_ONE <= a < 2 * POW_FRAC_ONE */
283 #if (POW_FRAC_BITS - 1) > FRAC_BITS
284     a = (a + (1 << (POW_FRAC_BITS - FRAC_BITS - 1))) >> (POW_FRAC_BITS - FRAC_BITS);
285     /* correct overflow */
286     if (a >= 2 * (1 << FRAC_BITS)) {
287         a = a >> 1;
288         eq++;
289     }
290 #endif
291     *exp_ptr = eq;
292     return a;
293 }
294
295 static int decode_init(AVCodecContext * avctx)
296 {
297     MPADecodeContext *s = avctx->priv_data;
298     static int init;
299     int i, j, k;
300
301     if(!init) {
302         /* scale factors table for layer 1/2 */
303         for(i=0;i<64;i++) {
304             int shift, mod;
305             /* 1.0 (i = 3) is normalized to 2 ^ FRAC_BITS */
306             shift = (i / 3) - 1;
307             mod = i % 3;
308 #if FRAC_BITS <= 15
309             if (shift > 31)
310                 shift = 31;
311 #endif
312             scale_factor_modshift[i] = mod | (shift << 2);
313         }
314
315         /* scale factor multiply for layer 1 */
316         for(i=0;i<15;i++) {
317             int n, norm;
318             n = i + 2;
319             norm = ((INT64_C(1) << n) * FRAC_ONE) / ((1 << n) - 1);
320             scale_factor_mult[i][0] = MULL(FIXR(1.0), norm);
321             scale_factor_mult[i][1] = MULL(FIXR(0.7937005259), norm);
322             scale_factor_mult[i][2] = MULL(FIXR(0.6299605249), norm);
323             dprintf("%d: norm=%x s=%x %x %x\n",
324                     i, norm, 
325                     scale_factor_mult[i][0],
326                     scale_factor_mult[i][1],
327                     scale_factor_mult[i][2]);
328         }
329         
330         /* window */
331         /* max = 18760, max sum over all 16 coefs : 44736 */
332         for(i=0;i<257;i++) {
333             int v;
334             v = mpa_enwindow[i];
335 #if WFRAC_BITS < 16
336             v = (v + (1 << (16 - WFRAC_BITS - 1))) >> (16 - WFRAC_BITS);
337 #endif
338             window[i] = v;
339             if ((i & 63) != 0)
340                 v = -v;
341             if (i != 0)
342                 window[512 - i] = v;
343         }
344         
345         /* huffman decode tables */
346         huff_code_table[0] = NULL;
347         for(i=1;i<16;i++) {
348             const HuffTable *h = &mpa_huff_tables[i];
349             int xsize, n, x, y;
350             UINT8 *code_table;
351
352             xsize = h->xsize;
353             n = xsize * xsize;
354             /* XXX: fail test */
355             init_vlc(&huff_vlc[i], 8, n, 
356                      h->bits, 1, 1, h->codes, 2, 2);
357             
358             code_table = av_mallocz(n);
359             j = 0;
360             for(x=0;x<xsize;x++) {
361                 for(y=0;y<xsize;y++)
362                     code_table[j++] = (x << 4) | y;
363             }
364             huff_code_table[i] = code_table;
365         }
366         for(i=0;i<2;i++) {
367             init_vlc(&huff_quad_vlc[i], i == 0 ? 7 : 4, 16, 
368                      mpa_quad_bits[i], 1, 1, mpa_quad_codes[i], 1, 1);
369         }
370
371         for(i=0;i<9;i++) {
372             k = 0;
373             for(j=0;j<22;j++) {
374                 band_index_long[i][j] = k;
375                 k += band_size_long[i][j];
376             }
377             band_index_long[i][22] = k;
378         }
379
380         /* compute n ^ (4/3) and store it in mantissa/exp format */
381         table_4_3_exp = av_mallocz(TABLE_4_3_SIZE * 
382                                    sizeof(table_4_3_exp[0]));
383         if (!table_4_3_exp)
384             return -1;
385         table_4_3_value = av_mallocz(TABLE_4_3_SIZE * 
386                                      sizeof(table_4_3_value[0]));
387         if (!table_4_3_value) {
388             av_free(table_4_3_exp);
389             return -1;
390         }
391         
392         int_pow_init();
393         for(i=1;i<TABLE_4_3_SIZE;i++) {
394             int e, m;
395             m = int_pow(i, &e);
396 #if 0
397             /* test code */
398             {
399                 double f, fm;
400                 int e1, m1;
401                 f = pow((double)i, 4.0 / 3.0);
402                 fm = frexp(f, &e1);
403                 m1 = FIXR(2 * fm);
404 #if FRAC_BITS <= 15
405                 if ((unsigned short)m1 != m1) {
406                     m1 = m1 >> 1;
407                     e1++;
408                 }
409 #endif
410                 e1--;
411                 if (m != m1 || e != e1) {
412                     printf("%4d: m=%x m1=%x e=%d e1=%d\n",
413                            i, m, m1, e, e1);
414                 }
415             }
416 #endif
417             /* normalized to FRAC_BITS */
418             table_4_3_value[i] = m;
419             table_4_3_exp[i] = e;
420         }
421         
422         for(i=0;i<7;i++) {
423             float f;
424             int v;
425             if (i != 6) {
426                 f = tan((double)i * M_PI / 12.0);
427                 v = FIXR(f / (1.0 + f));
428             } else {
429                 v = FIXR(1.0);
430             }
431             is_table[0][i] = v;
432             is_table[1][6 - i] = v;
433         }
434         /* invalid values */
435         for(i=7;i<16;i++)
436             is_table[0][i] = is_table[1][i] = 0.0;
437
438         for(i=0;i<16;i++) {
439             double f;
440             int e, k;
441
442             for(j=0;j<2;j++) {
443                 e = -(j + 1) * ((i + 1) >> 1);
444                 f = pow(2.0, e / 4.0);
445                 k = i & 1;
446                 is_table_lsf[j][k ^ 1][i] = FIXR(f);
447                 is_table_lsf[j][k][i] = FIXR(1.0);
448                 dprintf("is_table_lsf %d %d: %x %x\n", 
449                         i, j, is_table_lsf[j][0][i], is_table_lsf[j][1][i]);
450             }
451         }
452
453         for(i=0;i<8;i++) {
454             float ci, cs, ca;
455             ci = ci_table[i];
456             cs = 1.0 / sqrt(1.0 + ci * ci);
457             ca = cs * ci;
458             csa_table[i][0] = FIX(cs);
459             csa_table[i][1] = FIX(ca);
460         }
461
462         /* compute mdct windows */
463         for(i=0;i<36;i++) {
464             int v;
465             v = FIXR(sin(M_PI * (i + 0.5) / 36.0));
466             mdct_win[0][i] = v;
467             mdct_win[1][i] = v;
468             mdct_win[3][i] = v;
469         }
470         for(i=0;i<6;i++) {
471             mdct_win[1][18 + i] = FIXR(1.0);
472             mdct_win[1][24 + i] = FIXR(sin(M_PI * ((i + 6) + 0.5) / 12.0));
473             mdct_win[1][30 + i] = FIXR(0.0);
474
475             mdct_win[3][i] = FIXR(0.0);
476             mdct_win[3][6 + i] = FIXR(sin(M_PI * (i + 0.5) / 12.0));
477             mdct_win[3][12 + i] = FIXR(1.0);
478         }
479
480         for(i=0;i<12;i++)
481             mdct_win[2][i] = FIXR(sin(M_PI * (i + 0.5) / 12.0));
482         
483         /* NOTE: we do frequency inversion adter the MDCT by changing
484            the sign of the right window coefs */
485         for(j=0;j<4;j++) {
486             for(i=0;i<36;i+=2) {
487                 mdct_win[j + 4][i] = mdct_win[j][i];
488                 mdct_win[j + 4][i + 1] = -mdct_win[j][i + 1];
489             }
490         }
491
492 #if defined(DEBUG)
493         for(j=0;j<8;j++) {
494             printf("win%d=\n", j);
495             for(i=0;i<36;i++)
496                 printf("%f, ", (double)mdct_win[j][i] / FRAC_ONE);
497             printf("\n");
498         }
499 #endif
500         init = 1;
501     }
502
503     s->inbuf_index = 0;
504     s->inbuf = &s->inbuf1[s->inbuf_index][BACKSTEP_SIZE];
505     s->inbuf_ptr = s->inbuf;
506 #ifdef DEBUG
507     s->frame_count = 0;
508 #endif
509     return 0;
510 }
511
512 /* tab[i][j] = 1.0 / (2.0 * cos(pi*(2*k+1) / 2^(6 - j))) */;
513
514 /* cos(i*pi/64) */
515
516 #define COS0_0  FIXR(0.50060299823519630134)
517 #define COS0_1  FIXR(0.50547095989754365998)
518 #define COS0_2  FIXR(0.51544730992262454697)
519 #define COS0_3  FIXR(0.53104259108978417447)
520 #define COS0_4  FIXR(0.55310389603444452782)
521 #define COS0_5  FIXR(0.58293496820613387367)
522 #define COS0_6  FIXR(0.62250412303566481615)
523 #define COS0_7  FIXR(0.67480834145500574602)
524 #define COS0_8  FIXR(0.74453627100229844977)
525 #define COS0_9  FIXR(0.83934964541552703873)
526 #define COS0_10 FIXR(0.97256823786196069369)
527 #define COS0_11 FIXR(1.16943993343288495515)
528 #define COS0_12 FIXR(1.48416461631416627724)
529 #define COS0_13 FIXR(2.05778100995341155085)
530 #define COS0_14 FIXR(3.40760841846871878570)
531 #define COS0_15 FIXR(10.19000812354805681150)
532
533 #define COS1_0 FIXR(0.50241928618815570551)
534 #define COS1_1 FIXR(0.52249861493968888062)
535 #define COS1_2 FIXR(0.56694403481635770368)
536 #define COS1_3 FIXR(0.64682178335999012954)
537 #define COS1_4 FIXR(0.78815462345125022473)
538 #define COS1_5 FIXR(1.06067768599034747134)
539 #define COS1_6 FIXR(1.72244709823833392782)
540 #define COS1_7 FIXR(5.10114861868916385802)
541
542 #define COS2_0 FIXR(0.50979557910415916894)
543 #define COS2_1 FIXR(0.60134488693504528054)
544 #define COS2_2 FIXR(0.89997622313641570463)
545 #define COS2_3 FIXR(2.56291544774150617881)
546
547 #define COS3_0 FIXR(0.54119610014619698439)
548 #define COS3_1 FIXR(1.30656296487637652785)
549
550 #define COS4_0 FIXR(0.70710678118654752439)
551
552 /* butterfly operator */
553 #define BF(a, b, c)\
554 {\
555     tmp0 = tab[a] + tab[b];\
556     tmp1 = tab[a] - tab[b];\
557     tab[a] = tmp0;\
558     tab[b] = MULL(tmp1, c);\
559 }
560
561 #define BF1(a, b, c, d)\
562 {\
563     BF(a, b, COS4_0);\
564     BF(c, d, -COS4_0);\
565     tab[c] += tab[d];\
566 }
567
568 #define BF2(a, b, c, d)\
569 {\
570     BF(a, b, COS4_0);\
571     BF(c, d, -COS4_0);\
572     tab[c] += tab[d];\
573     tab[a] += tab[c];\
574     tab[c] += tab[b];\
575     tab[b] += tab[d];\
576 }
577
578 #define ADD(a, b) tab[a] += tab[b]
579
580 /* DCT32 without 1/sqrt(2) coef zero scaling. */
581 static void dct32(INT32 *out, INT32 *tab)
582 {
583     int tmp0, tmp1;
584
585     /* pass 1 */
586     BF(0, 31, COS0_0);
587     BF(1, 30, COS0_1);
588     BF(2, 29, COS0_2);
589     BF(3, 28, COS0_3);
590     BF(4, 27, COS0_4);
591     BF(5, 26, COS0_5);
592     BF(6, 25, COS0_6);
593     BF(7, 24, COS0_7);
594     BF(8, 23, COS0_8);
595     BF(9, 22, COS0_9);
596     BF(10, 21, COS0_10);
597     BF(11, 20, COS0_11);
598     BF(12, 19, COS0_12);
599     BF(13, 18, COS0_13);
600     BF(14, 17, COS0_14);
601     BF(15, 16, COS0_15);
602
603     /* pass 2 */
604     BF(0, 15, COS1_0);
605     BF(1, 14, COS1_1);
606     BF(2, 13, COS1_2);
607     BF(3, 12, COS1_3);
608     BF(4, 11, COS1_4);
609     BF(5, 10, COS1_5);
610     BF(6,  9, COS1_6);
611     BF(7,  8, COS1_7);
612     
613     BF(16, 31, -COS1_0);
614     BF(17, 30, -COS1_1);
615     BF(18, 29, -COS1_2);
616     BF(19, 28, -COS1_3);
617     BF(20, 27, -COS1_4);
618     BF(21, 26, -COS1_5);
619     BF(22, 25, -COS1_6);
620     BF(23, 24, -COS1_7);
621     
622     /* pass 3 */
623     BF(0, 7, COS2_0);
624     BF(1, 6, COS2_1);
625     BF(2, 5, COS2_2);
626     BF(3, 4, COS2_3);
627     
628     BF(8, 15, -COS2_0);
629     BF(9, 14, -COS2_1);
630     BF(10, 13, -COS2_2);
631     BF(11, 12, -COS2_3);
632     
633     BF(16, 23, COS2_0);
634     BF(17, 22, COS2_1);
635     BF(18, 21, COS2_2);
636     BF(19, 20, COS2_3);
637     
638     BF(24, 31, -COS2_0);
639     BF(25, 30, -COS2_1);
640     BF(26, 29, -COS2_2);
641     BF(27, 28, -COS2_3);
642
643     /* pass 4 */
644     BF(0, 3, COS3_0);
645     BF(1, 2, COS3_1);
646     
647     BF(4, 7, -COS3_0);
648     BF(5, 6, -COS3_1);
649     
650     BF(8, 11, COS3_0);
651     BF(9, 10, COS3_1);
652     
653     BF(12, 15, -COS3_0);
654     BF(13, 14, -COS3_1);
655     
656     BF(16, 19, COS3_0);
657     BF(17, 18, COS3_1);
658     
659     BF(20, 23, -COS3_0);
660     BF(21, 22, -COS3_1);
661     
662     BF(24, 27, COS3_0);
663     BF(25, 26, COS3_1);
664     
665     BF(28, 31, -COS3_0);
666     BF(29, 30, -COS3_1);
667     
668     /* pass 5 */
669     BF1(0, 1, 2, 3);
670     BF2(4, 5, 6, 7);
671     BF1(8, 9, 10, 11);
672     BF2(12, 13, 14, 15);
673     BF1(16, 17, 18, 19);
674     BF2(20, 21, 22, 23);
675     BF1(24, 25, 26, 27);
676     BF2(28, 29, 30, 31);
677     
678     /* pass 6 */
679     
680     ADD( 8, 12);
681     ADD(12, 10);
682     ADD(10, 14);
683     ADD(14,  9);
684     ADD( 9, 13);
685     ADD(13, 11);
686     ADD(11, 15);
687
688     out[ 0] = tab[0];
689     out[16] = tab[1];
690     out[ 8] = tab[2];
691     out[24] = tab[3];
692     out[ 4] = tab[4];
693     out[20] = tab[5];
694     out[12] = tab[6];
695     out[28] = tab[7];
696     out[ 2] = tab[8];
697     out[18] = tab[9];
698     out[10] = tab[10];
699     out[26] = tab[11];
700     out[ 6] = tab[12];
701     out[22] = tab[13];
702     out[14] = tab[14];
703     out[30] = tab[15];
704     
705     ADD(24, 28);
706     ADD(28, 26);
707     ADD(26, 30);
708     ADD(30, 25);
709     ADD(25, 29);
710     ADD(29, 27);
711     ADD(27, 31);
712
713     out[ 1] = tab[16] + tab[24];
714     out[17] = tab[17] + tab[25];
715     out[ 9] = tab[18] + tab[26];
716     out[25] = tab[19] + tab[27];
717     out[ 5] = tab[20] + tab[28];
718     out[21] = tab[21] + tab[29];
719     out[13] = tab[22] + tab[30];
720     out[29] = tab[23] + tab[31];
721     out[ 3] = tab[24] + tab[20];
722     out[19] = tab[25] + tab[21];
723     out[11] = tab[26] + tab[22];
724     out[27] = tab[27] + tab[23];
725     out[ 7] = tab[28] + tab[18];
726     out[23] = tab[29] + tab[19];
727     out[15] = tab[30] + tab[17];
728     out[31] = tab[31];
729 }
730
731 #define OUT_SHIFT (WFRAC_BITS + FRAC_BITS - 15)
732
733 #if FRAC_BITS <= 15
734
735 #define OUT_SAMPLE(sum)\
736 {\
737     int sum1;\
738     sum1 = (sum + (1 << (OUT_SHIFT - 1))) >> OUT_SHIFT;\
739     if (sum1 < -32768)\
740         sum1 = -32768;\
741     else if (sum1 > 32767)\
742         sum1 = 32767;\
743     *samples = sum1;\
744     samples += incr;\
745 }
746
747 #define SUM8(off, op)                           \
748 {                                               \
749     sum op w[0 * 64 + off] * p[0 * 64];\
750     sum op w[1 * 64 + off] * p[1 * 64];\
751     sum op w[2 * 64 + off] * p[2 * 64];\
752     sum op w[3 * 64 + off] * p[3 * 64];\
753     sum op w[4 * 64 + off] * p[4 * 64];\
754     sum op w[5 * 64 + off] * p[5 * 64];\
755     sum op w[6 * 64 + off] * p[6 * 64];\
756     sum op w[7 * 64 + off] * p[7 * 64];\
757 }
758
759 #else
760
761 #define OUT_SAMPLE(sum)\
762 {\
763     int sum1;\
764     sum1 = (int)((sum + (INT64_C(1) << (OUT_SHIFT - 1))) >> OUT_SHIFT);\
765     if (sum1 < -32768)\
766         sum1 = -32768;\
767     else if (sum1 > 32767)\
768         sum1 = 32767;\
769     *samples = sum1;\
770     samples += incr;\
771 }
772
773 #define SUM8(off, op)                           \
774 {                                               \
775     sum op MUL64(w[0 * 64 + off], p[0 * 64]);\
776     sum op MUL64(w[1 * 64 + off], p[1 * 64]);\
777     sum op MUL64(w[2 * 64 + off], p[2 * 64]);\
778     sum op MUL64(w[3 * 64 + off], p[3 * 64]);\
779     sum op MUL64(w[4 * 64 + off], p[4 * 64]);\
780     sum op MUL64(w[5 * 64 + off], p[5 * 64]);\
781     sum op MUL64(w[6 * 64 + off], p[6 * 64]);\
782     sum op MUL64(w[7 * 64 + off], p[7 * 64]);\
783 }
784
785 #endif
786
787 /* 32 sub band synthesis filter. Input: 32 sub band samples, Output:
788    32 samples. */
789 /* XXX: optimize by avoiding ring buffer usage */
790 static void synth_filter(MPADecodeContext *s1,
791                          int ch, INT16 *samples, int incr, 
792                          INT32 sb_samples[SBLIMIT])
793 {
794     INT32 tmp[32];
795     register MPA_INT *synth_buf, *p;
796     register MPA_INT *w;
797     int j, offset, v;
798 #if FRAC_BITS <= 15
799     int sum;
800 #else
801     INT64 sum;
802 #endif
803
804     dct32(tmp, sb_samples);
805     
806     offset = s1->synth_buf_offset[ch];
807     synth_buf = s1->synth_buf[ch] + offset;
808
809     for(j=0;j<32;j++) {
810         v = tmp[j];
811 #if FRAC_BITS <= 15
812         if (v > 32767)
813             v = 32767;
814         else if (v < -32768)
815             v = -32768;
816 #endif
817         synth_buf[j] = v;
818     }
819     /* copy to avoid wrap */
820     memcpy(synth_buf + 512, synth_buf, 32 * sizeof(MPA_INT));
821
822     w = window;
823     for(j=0;j<16;j++) {
824         sum = 0;
825         p = synth_buf + 16 + j;    /* 0-15  */
826         SUM8(0, +=);
827         p = synth_buf + 48 - j;    /* 32-47 */
828         SUM8(32, -=);
829         OUT_SAMPLE(sum);
830         w++;
831     }
832     
833     p = synth_buf + 32; /* 48 */
834     sum = 0;
835     SUM8(32, -=);
836     OUT_SAMPLE(sum);
837     w++;
838
839     for(j=17;j<32;j++) {
840         sum = 0;
841         p = synth_buf + 48 - j; /* 17-31 */
842         SUM8(0, -=);
843         p = synth_buf + 16 + j; /* 49-63 */
844         SUM8(32, -=);
845         OUT_SAMPLE(sum);
846         w++;
847     }
848     offset = (offset - 32) & 511;
849     s1->synth_buf_offset[ch] = offset;
850 }
851
852 /* cos(pi*i/24) */
853 #define C1  FIXR(0.99144486137381041114)
854 #define C3  FIXR(0.92387953251128675612)
855 #define C5  FIXR(0.79335334029123516458)
856 #define C7  FIXR(0.60876142900872063941)
857 #define C9  FIXR(0.38268343236508977173)
858 #define C11 FIXR(0.13052619222005159154)
859
860 /* 12 points IMDCT. We compute it "by hand" by factorizing obvious
861    cases. */
862 static void imdct12(int *out, int *in)
863 {
864     int tmp;
865     INT64 in1_3, in1_9, in4_3, in4_9;
866
867     in1_3 = MUL64(in[1], C3);
868     in1_9 = MUL64(in[1], C9);
869     in4_3 = MUL64(in[4], C3);
870     in4_9 = MUL64(in[4], C9);
871     
872     tmp = FRAC_RND(MUL64(in[0], C7) - in1_3 - MUL64(in[2], C11) + 
873                    MUL64(in[3], C1) - in4_9 - MUL64(in[5], C5));
874     out[0] = tmp;
875     out[5] = -tmp;
876     tmp = FRAC_RND(MUL64(in[0] - in[3], C9) - in1_3 + 
877                    MUL64(in[2] + in[5], C3) - in4_9);
878     out[1] = tmp;
879     out[4] = -tmp;
880     tmp = FRAC_RND(MUL64(in[0], C11) - in1_9 + MUL64(in[2], C7) -
881                    MUL64(in[3], C5) + in4_3 - MUL64(in[5], C1));
882     out[2] = tmp;
883     out[3] = -tmp;
884     tmp = FRAC_RND(MUL64(-in[0], C5) + in1_9 + MUL64(in[2], C1) + 
885                    MUL64(in[3], C11) - in4_3 - MUL64(in[5], C7));
886     out[6] = tmp;
887     out[11] = tmp;
888     tmp = FRAC_RND(MUL64(-in[0] + in[3], C3) - in1_9 + 
889                    MUL64(in[2] + in[5], C9) + in4_3);
890     out[7] = tmp;
891     out[10] = tmp;
892     tmp = FRAC_RND(-MUL64(in[0], C1) - in1_3 - MUL64(in[2], C5) -
893                    MUL64(in[3], C7) - in4_9 - MUL64(in[5], C11));
894     out[8] = tmp;
895     out[9] = tmp;
896 }
897
898 #undef C1
899 #undef C3
900 #undef C5
901 #undef C7
902 #undef C9
903 #undef C11
904
905 /* cos(pi*i/18) */
906 #define C1 FIXR(0.98480775301220805936)
907 #define C2 FIXR(0.93969262078590838405)
908 #define C3 FIXR(0.86602540378443864676)
909 #define C4 FIXR(0.76604444311897803520)
910 #define C5 FIXR(0.64278760968653932632)
911 #define C6 FIXR(0.5)
912 #define C7 FIXR(0.34202014332566873304)
913 #define C8 FIXR(0.17364817766693034885)
914
915 /* 0.5 / cos(pi*(2*i+1)/36) */
916 static const int icos36[9] = {
917     FIXR(0.50190991877167369479),
918     FIXR(0.51763809020504152469),
919     FIXR(0.55168895948124587824),
920     FIXR(0.61038729438072803416),
921     FIXR(0.70710678118654752439),
922     FIXR(0.87172339781054900991),
923     FIXR(1.18310079157624925896),
924     FIXR(1.93185165257813657349),
925     FIXR(5.73685662283492756461),
926 };
927
928 static const int icos72[18] = {
929     /* 0.5 / cos(pi*(2*i+19)/72) */
930     FIXR(0.74009361646113053152),
931     FIXR(0.82133981585229078570),
932     FIXR(0.93057949835178895673),
933     FIXR(1.08284028510010010928),
934     FIXR(1.30656296487637652785),
935     FIXR(1.66275476171152078719),
936     FIXR(2.31011315767264929558),
937     FIXR(3.83064878777019433457),
938     FIXR(11.46279281302667383546),
939
940     /* 0.5 / cos(pi*(2*(i + 18) +19)/72) */
941     FIXR(-0.67817085245462840086),
942     FIXR(-0.63023620700513223342),
943     FIXR(-0.59284452371708034528),
944     FIXR(-0.56369097343317117734),
945     FIXR(-0.54119610014619698439),
946     FIXR(-0.52426456257040533932),
947     FIXR(-0.51213975715725461845),
948     FIXR(-0.50431448029007636036),
949     FIXR(-0.50047634258165998492),
950 };
951
952 /* using Lee like decomposition followed by hand coded 9 points DCT */
953 static void imdct36(int *out, int *in)
954 {
955     int i, j, t0, t1, t2, t3, s0, s1, s2, s3;
956     int tmp[18], *tmp1, *in1;
957     INT64 in3_3, in6_6;
958
959     for(i=17;i>=1;i--)
960         in[i] += in[i-1];
961     for(i=17;i>=3;i-=2)
962         in[i] += in[i-2];
963
964     for(j=0;j<2;j++) {
965         tmp1 = tmp + j;
966         in1 = in + j;
967
968         in3_3 = MUL64(in1[2*3], C3);
969         in6_6 = MUL64(in1[2*6], C6);
970
971         tmp1[0] = FRAC_RND(MUL64(in1[2*1], C1) + in3_3 + 
972                            MUL64(in1[2*5], C5) + MUL64(in1[2*7], C7));
973         tmp1[2] = in1[2*0] + FRAC_RND(MUL64(in1[2*2], C2) + 
974                                       MUL64(in1[2*4], C4) + in6_6 + 
975                                       MUL64(in1[2*8], C8));
976         tmp1[4] = FRAC_RND(MUL64(in1[2*1] - in1[2*5] - in1[2*7], C3));
977         tmp1[6] = FRAC_RND(MUL64(in1[2*2] - in1[2*4] - in1[2*8], C6)) - 
978             in1[2*6] + in1[2*0];
979         tmp1[8] = FRAC_RND(MUL64(in1[2*1], C5) - in3_3 - 
980                            MUL64(in1[2*5], C7) + MUL64(in1[2*7], C1));
981         tmp1[10] = in1[2*0] + FRAC_RND(MUL64(-in1[2*2], C8) - 
982                                        MUL64(in1[2*4], C2) + in6_6 + 
983                                        MUL64(in1[2*8], C4));
984         tmp1[12] = FRAC_RND(MUL64(in1[2*1], C7) - in3_3 + 
985                             MUL64(in1[2*5], C1) - 
986                             MUL64(in1[2*7], C5));
987         tmp1[14] = in1[2*0] + FRAC_RND(MUL64(-in1[2*2], C4) + 
988                                        MUL64(in1[2*4], C8) + in6_6 - 
989                                        MUL64(in1[2*8], C2));
990         tmp1[16] = in1[2*0] - in1[2*2] + in1[2*4] - in1[2*6] + in1[2*8];
991     }
992
993     i = 0;
994     for(j=0;j<4;j++) {
995         t0 = tmp[i];
996         t1 = tmp[i + 2];
997         s0 = t1 + t0;
998         s2 = t1 - t0;
999
1000         t2 = tmp[i + 1];
1001         t3 = tmp[i + 3];
1002         s1 = MULL(t3 + t2, icos36[j]);
1003         s3 = MULL(t3 - t2, icos36[8 - j]);
1004         
1005         t0 = MULL(s0 + s1, icos72[9 + 8 - j]);
1006         t1 = MULL(s0 - s1, icos72[8 - j]);
1007         out[18 + 9 + j] = t0;
1008         out[18 + 8 - j] = t0;
1009         out[9 + j] = -t1;
1010         out[8 - j] = t1;
1011         
1012         t0 = MULL(s2 + s3, icos72[9+j]);
1013         t1 = MULL(s2 - s3, icos72[j]);
1014         out[18 + 9 + (8 - j)] = t0;
1015         out[18 + j] = t0;
1016         out[9 + (8 - j)] = -t1;
1017         out[j] = t1;
1018         i += 4;
1019     }
1020
1021     s0 = tmp[16];
1022     s1 = MULL(tmp[17], icos36[4]);
1023     t0 = MULL(s0 + s1, icos72[9 + 4]);
1024     t1 = MULL(s0 - s1, icos72[4]);
1025     out[18 + 9 + 4] = t0;
1026     out[18 + 8 - 4] = t0;
1027     out[9 + 4] = -t1;
1028     out[8 - 4] = t1;
1029 }
1030
1031 /* fast header check for resync */
1032 static int check_header(UINT32 header)
1033 {
1034     /* header */
1035     if ((header & 0xffe00000) != 0xffe00000)
1036         return -1;
1037     /* layer check */
1038     if (((header >> 17) & 3) == 0)
1039         return -1;
1040     /* bit rate */
1041     if (((header >> 12) & 0xf) == 0xf)
1042         return -1;
1043     /* frequency */
1044     if (((header >> 10) & 3) == 3)
1045         return -1;
1046     return 0;
1047 }
1048
1049 /* header + layer + bitrate + freq + lsf/mpeg25 */
1050 #define SAME_HEADER_MASK \
1051    (0xffe00000 | (3 << 17) | (0xf << 12) | (3 << 10) | (3 << 19))
1052
1053 /* header decoding. MUST check the header before because no
1054    consistency check is done there. Return 1 if free format found and
1055    that the frame size must be computed externally */
1056 static int decode_header(MPADecodeContext *s, UINT32 header)
1057 {
1058     int sample_rate, frame_size, mpeg25, padding;
1059     int sample_rate_index, bitrate_index;
1060     if (header & (1<<20)) {
1061         s->lsf = (header & (1<<19)) ? 0 : 1;
1062         mpeg25 = 0;
1063     } else {
1064         s->lsf = 1;
1065         mpeg25 = 1;
1066     }
1067     
1068     s->layer = 4 - ((header >> 17) & 3);
1069     /* extract frequency */
1070     sample_rate_index = (header >> 10) & 3;
1071     sample_rate = mpa_freq_tab[sample_rate_index] >> (s->lsf + mpeg25);
1072     if (sample_rate == 0)
1073         return 1;
1074     sample_rate_index += 3 * (s->lsf + mpeg25);
1075     s->sample_rate_index = sample_rate_index;
1076     s->error_protection = ((header >> 16) & 1) ^ 1;
1077
1078     bitrate_index = (header >> 12) & 0xf;
1079     padding = (header >> 9) & 1;
1080     //extension = (header >> 8) & 1;
1081     s->mode = (header >> 6) & 3;
1082     s->mode_ext = (header >> 4) & 3;
1083     //copyright = (header >> 3) & 1;
1084     //original = (header >> 2) & 1;
1085     //emphasis = header & 3;
1086
1087     if (s->mode == MPA_MONO)
1088         s->nb_channels = 1;
1089     else
1090         s->nb_channels = 2;
1091     
1092     if (bitrate_index != 0) {
1093         frame_size = mpa_bitrate_tab[s->lsf][s->layer - 1][bitrate_index];
1094         s->bit_rate = frame_size * 1000;
1095         switch(s->layer) {
1096         case 1:
1097             frame_size = (frame_size * 12000) / sample_rate;
1098             frame_size = (frame_size + padding) * 4;
1099             break;
1100         case 2:
1101             frame_size = (frame_size * 144000) / sample_rate;
1102             frame_size += padding;
1103             break;
1104         default:
1105         case 3:
1106             frame_size = (frame_size * 144000) / (sample_rate << s->lsf);
1107             frame_size += padding;
1108             break;
1109         }
1110         s->frame_size = frame_size;
1111     } else {
1112         /* if no frame size computed, signal it */
1113         if (!s->free_format_frame_size)
1114             return 1;
1115         /* free format: compute bitrate and real frame size from the
1116            frame size we extracted by reading the bitstream */
1117         s->frame_size = s->free_format_frame_size;
1118         switch(s->layer) {
1119         case 1:
1120             s->frame_size += padding  * 4;
1121             s->bit_rate = (s->frame_size * sample_rate) / 48000;
1122             break;
1123         case 2:
1124             s->frame_size += padding;
1125             s->bit_rate = (s->frame_size * sample_rate) / 144000;
1126             break;
1127         default:
1128         case 3:
1129             s->frame_size += padding;
1130             s->bit_rate = (s->frame_size * (sample_rate << s->lsf)) / 144000;
1131             break;
1132         }
1133     }
1134     s->sample_rate = sample_rate;
1135     
1136 #if defined(DEBUG)
1137     printf("layer%d, %d Hz, %d kbits/s, ",
1138            s->layer, s->sample_rate, s->bit_rate);
1139     if (s->nb_channels == 2) {
1140         if (s->layer == 3) {
1141             if (s->mode_ext & MODE_EXT_MS_STEREO)
1142                 printf("ms-");
1143             if (s->mode_ext & MODE_EXT_I_STEREO)
1144                 printf("i-");
1145         }
1146         printf("stereo");
1147     } else {
1148         printf("mono");
1149     }
1150     printf("\n");
1151 #endif
1152     return 0;
1153 }
1154
1155 /* return the number of decoded frames */
1156 static int mp_decode_layer1(MPADecodeContext *s)
1157 {
1158     int bound, i, v, n, ch, j, mant;
1159     UINT8 allocation[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
1160     UINT8 scale_factors[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
1161
1162     if (s->mode == MPA_JSTEREO) 
1163         bound = (s->mode_ext + 1) * 4;
1164     else
1165         bound = SBLIMIT;
1166
1167     /* allocation bits */
1168     for(i=0;i<bound;i++) {
1169         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1170             allocation[ch][i] = get_bits(&s->gb, 4);
1171         }
1172     }
1173     for(i=bound;i<SBLIMIT;i++) {
1174         allocation[0][i] = get_bits(&s->gb, 4);
1175     }
1176
1177     /* scale factors */
1178     for(i=0;i<bound;i++) {
1179         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1180             if (allocation[ch][i])
1181                 scale_factors[ch][i] = get_bits(&s->gb, 6);
1182         }
1183     }
1184     for(i=bound;i<SBLIMIT;i++) {
1185         if (allocation[0][i]) {
1186             scale_factors[0][i] = get_bits(&s->gb, 6);
1187             scale_factors[1][i] = get_bits(&s->gb, 6);
1188         }
1189     }
1190     
1191     /* compute samples */
1192     for(j=0;j<12;j++) {
1193         for(i=0;i<bound;i++) {
1194             for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1195                 n = allocation[ch][i];
1196                 if (n) {
1197                     mant = get_bits(&s->gb, n + 1);
1198                     v = l1_unscale(n, mant, scale_factors[ch][i]);
1199                 } else {
1200                     v = 0;
1201                 }
1202                 s->sb_samples[ch][j][i] = v;
1203             }
1204         }
1205         for(i=bound;i<SBLIMIT;i++) {
1206             n = allocation[0][i];
1207             if (n) {
1208                 mant = get_bits(&s->gb, n + 1);
1209                 v = l1_unscale(n, mant, scale_factors[0][i]);
1210                 s->sb_samples[0][j][i] = v;
1211                 v = l1_unscale(n, mant, scale_factors[1][i]);
1212                 s->sb_samples[1][j][i] = v;
1213             } else {
1214                 s->sb_samples[0][j][i] = 0;
1215                 s->sb_samples[1][j][i] = 0;
1216             }
1217         }
1218     }
1219     return 12;
1220 }
1221
1222 /* bitrate is in kb/s */
1223 int l2_select_table(int bitrate, int nb_channels, int freq, int lsf)
1224 {
1225     int ch_bitrate, table;
1226     
1227     ch_bitrate = bitrate / nb_channels;
1228     if (!lsf) {
1229         if ((freq == 48000 && ch_bitrate >= 56) ||
1230             (ch_bitrate >= 56 && ch_bitrate <= 80)) 
1231             table = 0;
1232         else if (freq != 48000 && ch_bitrate >= 96) 
1233             table = 1;
1234         else if (freq != 32000 && ch_bitrate <= 48) 
1235             table = 2;
1236         else 
1237             table = 3;
1238     } else {
1239         table = 4;
1240     }
1241     return table;
1242 }
1243
1244 static int mp_decode_layer2(MPADecodeContext *s)
1245 {
1246     int sblimit; /* number of used subbands */
1247     const unsigned char *alloc_table;
1248     int table, bit_alloc_bits, i, j, ch, bound, v;
1249     unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
1250     unsigned char scale_code[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
1251     unsigned char scale_factors[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT][3], *sf;
1252     int scale, qindex, bits, steps, k, l, m, b;
1253
1254     /* select decoding table */
1255     table = l2_select_table(s->bit_rate / 1000, s->nb_channels, 
1256                             s->sample_rate, s->lsf);
1257     sblimit = sblimit_table[table];
1258     alloc_table = alloc_tables[table];
1259
1260     if (s->mode == MPA_JSTEREO) 
1261         bound = (s->mode_ext + 1) * 4;
1262     else
1263         bound = sblimit;
1264
1265     dprintf("bound=%d sblimit=%d\n", bound, sblimit);
1266     /* parse bit allocation */
1267     j = 0;
1268     for(i=0;i<bound;i++) {
1269         bit_alloc_bits = alloc_table[j];
1270         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1271             bit_alloc[ch][i] = get_bits(&s->gb, bit_alloc_bits);
1272         }
1273         j += 1 << bit_alloc_bits;
1274     }
1275     for(i=bound;i<sblimit;i++) {
1276         bit_alloc_bits = alloc_table[j];
1277         v = get_bits(&s->gb, bit_alloc_bits);
1278         bit_alloc[0][i] = v;
1279         bit_alloc[1][i] = v;
1280         j += 1 << bit_alloc_bits;
1281     }
1282
1283 #ifdef DEBUG
1284     {
1285         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1286             for(i=0;i<sblimit;i++)
1287                 printf(" %d", bit_alloc[ch][i]);
1288             printf("\n");
1289         }
1290     }
1291 #endif
1292
1293     /* scale codes */
1294     for(i=0;i<sblimit;i++) {
1295         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1296             if (bit_alloc[ch][i]) 
1297                 scale_code[ch][i] = get_bits(&s->gb, 2);
1298         }
1299     }
1300     
1301     /* scale factors */
1302     for(i=0;i<sblimit;i++) {
1303         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1304             if (bit_alloc[ch][i]) {
1305                 sf = scale_factors[ch][i];
1306                 switch(scale_code[ch][i]) {
1307                 default:
1308                 case 0:
1309                     sf[0] = get_bits(&s->gb, 6);
1310                     sf[1] = get_bits(&s->gb, 6);
1311                     sf[2] = get_bits(&s->gb, 6);
1312                     break;
1313                 case 2:
1314                     sf[0] = get_bits(&s->gb, 6);
1315                     sf[1] = sf[0];
1316                     sf[2] = sf[0];
1317                     break;
1318                 case 1:
1319                     sf[0] = get_bits(&s->gb, 6);
1320                     sf[2] = get_bits(&s->gb, 6);
1321                     sf[1] = sf[0];
1322                     break;
1323                 case 3:
1324                     sf[0] = get_bits(&s->gb, 6);
1325                     sf[2] = get_bits(&s->gb, 6);
1326                     sf[1] = sf[2];
1327                     break;
1328                 }
1329             }
1330         }
1331     }
1332
1333 #ifdef DEBUG
1334     for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1335         for(i=0;i<sblimit;i++) {
1336             if (bit_alloc[ch][i]) {
1337                 sf = scale_factors[ch][i];
1338                 printf(" %d %d %d", sf[0], sf[1], sf[2]);
1339             } else {
1340                 printf(" -");
1341             }
1342         }
1343         printf("\n");
1344     }
1345 #endif
1346
1347     /* samples */
1348     for(k=0;k<3;k++) {
1349         for(l=0;l<12;l+=3) {
1350             j = 0;
1351             for(i=0;i<bound;i++) {
1352                 bit_alloc_bits = alloc_table[j];
1353                 for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1354                     b = bit_alloc[ch][i];
1355                     if (b) {
1356                         scale = scale_factors[ch][i][k];
1357                         qindex = alloc_table[j+b];
1358                         bits = quant_bits[qindex];
1359                         if (bits < 0) {
1360                             /* 3 values at the same time */
1361                             v = get_bits(&s->gb, -bits);
1362                             steps = quant_steps[qindex];
1363                             s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 0][i] = 
1364                                 l2_unscale_group(steps, v % steps, scale);
1365                             v = v / steps;
1366                             s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 1][i] = 
1367                                 l2_unscale_group(steps, v % steps, scale);
1368                             v = v / steps;
1369                             s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 2][i] = 
1370                                 l2_unscale_group(steps, v, scale);
1371                         } else {
1372                             for(m=0;m<3;m++) {
1373                                 v = get_bits(&s->gb, bits);
1374                                 v = l1_unscale(bits - 1, v, scale);
1375                                 s->sb_samples[ch][k * 12 + l + m][i] = v;
1376                             }
1377                         }
1378                     } else {
1379                         s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 0][i] = 0;
1380                         s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 1][i] = 0;
1381                         s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 2][i] = 0;
1382                     }
1383                 }
1384                 /* next subband in alloc table */
1385                 j += 1 << bit_alloc_bits; 
1386             }
1387             /* XXX: find a way to avoid this duplication of code */
1388             for(i=bound;i<sblimit;i++) {
1389                 bit_alloc_bits = alloc_table[j];
1390                 b = bit_alloc[0][i];
1391                 if (b) {
1392                     int mant, scale0, scale1;
1393                     scale0 = scale_factors[0][i][k];
1394                     scale1 = scale_factors[1][i][k];
1395                     qindex = alloc_table[j+b];
1396                     bits = quant_bits[qindex];
1397                     if (bits < 0) {
1398                         /* 3 values at the same time */
1399                         v = get_bits(&s->gb, -bits);
1400                         steps = quant_steps[qindex];
1401                         mant = v % steps;
1402                         v = v / steps;
1403                         s->sb_samples[0][k * 12 + l + 0][i] = 
1404                             l2_unscale_group(steps, mant, scale0);
1405                         s->sb_samples[1][k * 12 + l + 0][i] = 
1406                             l2_unscale_group(steps, mant, scale1);
1407                         mant = v % steps;
1408                         v = v / steps;
1409                         s->sb_samples[0][k * 12 + l + 1][i] = 
1410                             l2_unscale_group(steps, mant, scale0);
1411                         s->sb_samples[1][k * 12 + l + 1][i] = 
1412                             l2_unscale_group(steps, mant, scale1);
1413                         s->sb_samples[0][k * 12 + l + 2][i] = 
1414                             l2_unscale_group(steps, v, scale0);
1415                         s->sb_samples[1][k * 12 + l + 2][i] = 
1416                             l2_unscale_group(steps, v, scale1);
1417                     } else {
1418                         for(m=0;m<3;m++) {
1419                             mant = get_bits(&s->gb, bits);
1420                             s->sb_samples[0][k * 12 + l + m][i] = 
1421                                 l1_unscale(bits - 1, mant, scale0);
1422                             s->sb_samples[1][k * 12 + l + m][i] = 
1423                                 l1_unscale(bits - 1, mant, scale1);
1424                         }
1425                     }
1426                 } else {
1427                     s->sb_samples[0][k * 12 + l + 0][i] = 0;
1428                     s->sb_samples[0][k * 12 + l + 1][i] = 0;
1429                     s->sb_samples[0][k * 12 + l + 2][i] = 0;
1430                     s->sb_samples[1][k * 12 + l + 0][i] = 0;
1431                     s->sb_samples[1][k * 12 + l + 1][i] = 0;
1432                     s->sb_samples[1][k * 12 + l + 2][i] = 0;
1433                 }
1434                 /* next subband in alloc table */
1435                 j += 1 << bit_alloc_bits; 
1436             }
1437             /* fill remaining samples to zero */
1438             for(i=sblimit;i<SBLIMIT;i++) {
1439                 for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1440                     s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 0][i] = 0;
1441                     s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 1][i] = 0;
1442                     s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 2][i] = 0;
1443                 }
1444             }
1445         }
1446     }
1447     return 3 * 12;
1448 }
1449
1450 /*
1451  * Seek back in the stream for backstep bytes (at most 511 bytes)
1452  */
1453 static void seek_to_maindata(MPADecodeContext *s, long backstep)
1454 {
1455     UINT8 *ptr;
1456
1457     /* compute current position in stream */
1458 #ifdef ALT_BITSTREAM_READER
1459     ptr = s->gb.buffer + (s->gb.index>>3);
1460 #else
1461     ptr = s->gb.buf_ptr - (s->gb.bit_cnt >> 3);
1462 #endif    
1463     /* copy old data before current one */
1464     ptr -= backstep;
1465     memcpy(ptr, s->inbuf1[s->inbuf_index ^ 1] + 
1466            BACKSTEP_SIZE + s->old_frame_size - backstep, backstep);
1467     /* init get bits again */
1468     init_get_bits(&s->gb, ptr, s->frame_size + backstep);
1469
1470     /* prepare next buffer */
1471     s->inbuf_index ^= 1;
1472     s->inbuf = &s->inbuf1[s->inbuf_index][BACKSTEP_SIZE];
1473     s->old_frame_size = s->frame_size;
1474 }
1475
1476 static inline void lsf_sf_expand(int *slen,
1477                                  int sf, int n1, int n2, int n3)
1478 {
1479     if (n3) {
1480         slen[3] = sf % n3;
1481         sf /= n3;
1482     } else {
1483         slen[3] = 0;
1484     }
1485     if (n2) {
1486         slen[2] = sf % n2;
1487         sf /= n2;
1488     } else {
1489         slen[2] = 0;
1490     }
1491     slen[1] = sf % n1;
1492     sf /= n1;
1493     slen[0] = sf;
1494 }
1495
1496 static void exponents_from_scale_factors(MPADecodeContext *s, 
1497                                          GranuleDef *g,
1498                                          INT16 *exponents)
1499 {
1500     const UINT8 *bstab, *pretab;
1501     int len, i, j, k, l, v0, shift, gain, gains[3];
1502     INT16 *exp_ptr;
1503
1504     exp_ptr = exponents;
1505     gain = g->global_gain - 210;
1506     shift = g->scalefac_scale + 1;
1507
1508     bstab = band_size_long[s->sample_rate_index];
1509     pretab = mpa_pretab[g->preflag];
1510     for(i=0;i<g->long_end;i++) {
1511         v0 = gain - ((g->scale_factors[i] + pretab[i]) << shift);
1512         len = bstab[i];
1513         for(j=len;j>0;j--)
1514             *exp_ptr++ = v0;
1515     }
1516
1517     if (g->short_start < 13) {
1518         bstab = band_size_short[s->sample_rate_index];
1519         gains[0] = gain - (g->subblock_gain[0] << 3);
1520         gains[1] = gain - (g->subblock_gain[1] << 3);
1521         gains[2] = gain - (g->subblock_gain[2] << 3);
1522         k = g->long_end;
1523         for(i=g->short_start;i<13;i++) {
1524             len = bstab[i];
1525             for(l=0;l<3;l++) {
1526                 v0 = gains[l] - (g->scale_factors[k++] << shift);
1527                 for(j=len;j>0;j--)
1528                 *exp_ptr++ = v0;
1529             }
1530         }
1531     }
1532 }
1533
1534 /* handle n = 0 too */
1535 static inline int get_bitsz(GetBitContext *s, int n)
1536 {
1537     if (n == 0)
1538         return 0;
1539     else
1540         return get_bits(s, n);
1541 }
1542
1543 static int huffman_decode(MPADecodeContext *s, GranuleDef *g,
1544                           INT16 *exponents, int end_pos)
1545 {
1546     int s_index;
1547     int linbits, code, x, y, l, v, i, j, k, pos;
1548     UINT8 *last_buf_ptr;
1549     UINT32 last_bit_buf;
1550     int last_bit_cnt;
1551     VLC *vlc;
1552     UINT8 *code_table;
1553
1554     /* low frequencies (called big values) */
1555     s_index = 0;
1556     for(i=0;i<3;i++) {
1557         j = g->region_size[i];
1558         if (j == 0)
1559             continue;
1560         /* select vlc table */
1561         k = g->table_select[i];
1562         l = mpa_huff_data[k][0];
1563         linbits = mpa_huff_data[k][1];
1564         vlc = &huff_vlc[l];
1565         code_table = huff_code_table[l];
1566
1567         /* read huffcode and compute each couple */
1568         for(;j>0;j--) {
1569             if (get_bits_count(&s->gb) >= end_pos)
1570                 break;
1571             if (code_table) {
1572                 code = get_vlc(&s->gb, vlc);
1573                 if (code < 0)
1574                     return -1;
1575                 y = code_table[code];
1576                 x = y >> 4;
1577                 y = y & 0x0f;
1578             } else {
1579                 x = 0;
1580                 y = 0;
1581             }
1582             dprintf("region=%d n=%d x=%d y=%d exp=%d\n", 
1583                     i, g->region_size[i] - j, x, y, exponents[s_index]);
1584             if (x) {
1585                 if (x == 15)
1586                     x += get_bitsz(&s->gb, linbits);
1587                 v = l3_unscale(x, exponents[s_index]);
1588                 if (get_bits1(&s->gb))
1589                     v = -v;
1590             } else {
1591                 v = 0;
1592             }
1593             g->sb_hybrid[s_index++] = v;
1594             if (y) {
1595                 if (y == 15)
1596                     y += get_bitsz(&s->gb, linbits);
1597                 v = l3_unscale(y, exponents[s_index]);
1598                 if (get_bits1(&s->gb))
1599                     v = -v;
1600             } else {
1601                 v = 0;
1602             }
1603             g->sb_hybrid[s_index++] = v;
1604         }
1605     }
1606             
1607     /* high frequencies */
1608     vlc = &huff_quad_vlc[g->count1table_select];
1609     last_buf_ptr = NULL;
1610     last_bit_buf = 0;
1611     last_bit_cnt = 0;
1612     while (s_index <= 572) {
1613         pos = get_bits_count(&s->gb);
1614         if (pos >= end_pos) {
1615             if (pos > end_pos && last_buf_ptr != NULL) {
1616                 /* some encoders generate an incorrect size for this
1617                    part. We must go back into the data */
1618                 s_index -= 4;
1619 #ifdef ALT_BITSTREAM_READER
1620                 s->gb.buffer = last_buf_ptr;
1621                 s->gb.index = last_bit_cnt;
1622 #else
1623                 s->gb.buf_ptr = last_buf_ptr;
1624                 s->gb.bit_buf = last_bit_buf;
1625                 s->gb.bit_cnt = last_bit_cnt;
1626 #endif            
1627             }
1628             break;
1629         }
1630 #ifdef ALT_BITSTREAM_READER
1631         last_buf_ptr = s->gb.buffer;
1632         last_bit_cnt = s->gb.index;
1633 #else
1634         last_buf_ptr = s->gb.buf_ptr;
1635         last_bit_buf = s->gb.bit_buf;
1636         last_bit_cnt = s->gb.bit_cnt;
1637 #endif
1638         
1639         code = get_vlc(&s->gb, vlc);
1640         dprintf("t=%d code=%d\n", g->count1table_select, code);
1641         if (code < 0)
1642             return -1;
1643         for(i=0;i<4;i++) {
1644             if (code & (8 >> i)) {
1645                 /* non zero value. Could use a hand coded function for
1646                    'one' value */
1647                 v = l3_unscale(1, exponents[s_index]);
1648                 if(get_bits1(&s->gb))
1649                     v = -v;
1650             } else {
1651                 v = 0;
1652             }
1653             g->sb_hybrid[s_index++] = v;
1654         }
1655     }
1656     while (s_index < 576)
1657         g->sb_hybrid[s_index++] = 0;
1658     return 0;
1659 }
1660
1661 /* Reorder short blocks from bitstream order to interleaved order. It
1662    would be faster to do it in parsing, but the code would be far more
1663    complicated */
1664 static void reorder_block(MPADecodeContext *s, GranuleDef *g)
1665 {
1666     int i, j, k, len;
1667     INT32 *ptr, *dst, *ptr1;
1668     INT32 tmp[576];
1669
1670     if (g->block_type != 2)
1671         return;
1672
1673     if (g->switch_point) {
1674         if (s->sample_rate_index != 8) {
1675             ptr = g->sb_hybrid + 36;
1676         } else {
1677             ptr = g->sb_hybrid + 48;
1678         }
1679     } else {
1680         ptr = g->sb_hybrid;
1681     }
1682     
1683     for(i=g->short_start;i<13;i++) {
1684         len = band_size_short[s->sample_rate_index][i];
1685         ptr1 = ptr;
1686         for(k=0;k<3;k++) {
1687             dst = tmp + k;
1688             for(j=len;j>0;j--) {
1689                 *dst = *ptr++;
1690                 dst += 3;
1691             }
1692         }
1693         memcpy(ptr1, tmp, len * 3 * sizeof(INT32));
1694     }
1695 }
1696
1697 #define ISQRT2 FIXR(0.70710678118654752440)
1698
1699 static void compute_stereo(MPADecodeContext *s,
1700                            GranuleDef *g0, GranuleDef *g1)
1701 {
1702     int i, j, k, l;
1703     INT32 v1, v2;
1704     int sf_max, tmp0, tmp1, sf, len, non_zero_found;
1705     INT32 (*is_tab)[16];
1706     INT32 *tab0, *tab1;
1707     int non_zero_found_short[3];
1708
1709     /* intensity stereo */
1710     if (s->mode_ext & MODE_EXT_I_STEREO) {
1711         if (!s->lsf) {
1712             is_tab = is_table;
1713             sf_max = 7;
1714         } else {
1715             is_tab = is_table_lsf[g1->scalefac_compress & 1];
1716             sf_max = 16;
1717         }
1718             
1719         tab0 = g0->sb_hybrid + 576;
1720         tab1 = g1->sb_hybrid + 576;
1721
1722         non_zero_found_short[0] = 0;
1723         non_zero_found_short[1] = 0;
1724         non_zero_found_short[2] = 0;
1725         k = (13 - g1->short_start) * 3 + g1->long_end - 3;
1726         for(i = 12;i >= g1->short_start;i--) {
1727             /* for last band, use previous scale factor */
1728             if (i != 11)
1729                 k -= 3;
1730             len = band_size_short[s->sample_rate_index][i];
1731             for(l=2;l>=0;l--) {
1732                 tab0 -= len;
1733                 tab1 -= len;
1734                 if (!non_zero_found_short[l]) {
1735                     /* test if non zero band. if so, stop doing i-stereo */
1736                     for(j=0;j<len;j++) {
1737                         if (tab1[j] != 0) {
1738                             non_zero_found_short[l] = 1;
1739                             goto found1;
1740                         }
1741                     }
1742                     sf = g1->scale_factors[k + l];
1743                     if (sf >= sf_max)
1744                         goto found1;
1745
1746                     v1 = is_tab[0][sf];
1747                     v2 = is_tab[1][sf];
1748                     for(j=0;j<len;j++) {
1749                         tmp0 = tab0[j];
1750                         tab0[j] = MULL(tmp0, v1);
1751                         tab1[j] = MULL(tmp0, v2);
1752                     }
1753                 } else {
1754                 found1:
1755                     if (s->mode_ext & MODE_EXT_MS_STEREO) {
1756                         /* lower part of the spectrum : do ms stereo
1757                            if enabled */
1758                         for(j=0;j<len;j++) {
1759                             tmp0 = tab0[j];
1760                             tmp1 = tab1[j];
1761                             tab0[j] = MULL(tmp0 + tmp1, ISQRT2);
1762                             tab1[j] = MULL(tmp0 - tmp1, ISQRT2);
1763                         }
1764                     }
1765                 }
1766             }
1767         }
1768
1769         non_zero_found = non_zero_found_short[0] | 
1770             non_zero_found_short[1] | 
1771             non_zero_found_short[2];
1772
1773         for(i = g1->long_end - 1;i >= 0;i--) {
1774             len = band_size_long[s->sample_rate_index][i];
1775             tab0 -= len;
1776             tab1 -= len;
1777             /* test if non zero band. if so, stop doing i-stereo */
1778             if (!non_zero_found) {
1779                 for(j=0;j<len;j++) {
1780                     if (tab1[j] != 0) {
1781                         non_zero_found = 1;
1782                         goto found2;
1783                     }
1784                 }
1785                 /* for last band, use previous scale factor */
1786                 k = (i == 21) ? 20 : i;
1787                 sf = g1->scale_factors[k];
1788                 if (sf >= sf_max)
1789                     goto found2;
1790                 v1 = is_tab[0][sf];
1791                 v2 = is_tab[1][sf];
1792                 for(j=0;j<len;j++) {
1793                     tmp0 = tab0[j];
1794                     tab0[j] = MULL(tmp0, v1);
1795                     tab1[j] = MULL(tmp0, v2);
1796                 }
1797             } else {
1798             found2:
1799                 if (s->mode_ext & MODE_EXT_MS_STEREO) {
1800                     /* lower part of the spectrum : do ms stereo
1801                        if enabled */
1802                     for(j=0;j<len;j++) {
1803                         tmp0 = tab0[j];
1804                         tmp1 = tab1[j];
1805                         tab0[j] = MULL(tmp0 + tmp1, ISQRT2);
1806                         tab1[j] = MULL(tmp0 - tmp1, ISQRT2);
1807                     }
1808                 }
1809             }
1810         }
1811     } else if (s->mode_ext & MODE_EXT_MS_STEREO) {
1812         /* ms stereo ONLY */
1813         /* NOTE: the 1/sqrt(2) normalization factor is included in the
1814            global gain */
1815         tab0 = g0->sb_hybrid;
1816         tab1 = g1->sb_hybrid;
1817         for(i=0;i<576;i++) {
1818             tmp0 = tab0[i];
1819             tmp1 = tab1[i];
1820             tab0[i] = tmp0 + tmp1;
1821             tab1[i] = tmp0 - tmp1;
1822         }
1823     }
1824 }
1825
1826 static void compute_antialias(MPADecodeContext *s,
1827                               GranuleDef *g)
1828 {
1829     INT32 *ptr, *p0, *p1, *csa;
1830     int n, tmp0, tmp1, i, j;
1831
1832     /* we antialias only "long" bands */
1833     if (g->block_type == 2) {
1834         if (!g->switch_point)
1835             return;
1836         /* XXX: check this for 8000Hz case */
1837         n = 1;
1838     } else {
1839         n = SBLIMIT - 1;
1840     }
1841     
1842     ptr = g->sb_hybrid + 18;
1843     for(i = n;i > 0;i--) {
1844         p0 = ptr - 1;
1845         p1 = ptr;
1846         csa = &csa_table[0][0];
1847         for(j=0;j<8;j++) {
1848             tmp0 = *p0;
1849             tmp1 = *p1;
1850             *p0 = FRAC_RND(MUL64(tmp0, csa[0]) - MUL64(tmp1, csa[1]));
1851             *p1 = FRAC_RND(MUL64(tmp0, csa[1]) + MUL64(tmp1, csa[0]));
1852             p0--;
1853             p1++;
1854             csa += 2;
1855         }
1856         ptr += 18;
1857     }
1858 }
1859
1860 static void compute_imdct(MPADecodeContext *s,
1861                           GranuleDef *g, 
1862                           INT32 *sb_samples,
1863                           INT32 *mdct_buf)
1864 {
1865     INT32 *ptr, *win, *win1, *buf, *buf2, *out_ptr, *ptr1;
1866     INT32 in[6];
1867     INT32 out[36];
1868     INT32 out2[12];
1869     int i, j, k, mdct_long_end, v, sblimit;
1870
1871     /* find last non zero block */
1872     ptr = g->sb_hybrid + 576;
1873     ptr1 = g->sb_hybrid + 2 * 18;
1874     while (ptr >= ptr1) {
1875         ptr -= 6;
1876         v = ptr[0] | ptr[1] | ptr[2] | ptr[3] | ptr[4] | ptr[5];
1877         if (v != 0)
1878             break;
1879     }
1880     sblimit = ((ptr - g->sb_hybrid) / 18) + 1;
1881
1882     if (g->block_type == 2) {
1883         /* XXX: check for 8000 Hz */
1884         if (g->switch_point)
1885             mdct_long_end = 2;
1886         else
1887             mdct_long_end = 0;
1888     } else {
1889         mdct_long_end = sblimit;
1890     }
1891
1892     buf = mdct_buf;
1893     ptr = g->sb_hybrid;
1894     for(j=0;j<mdct_long_end;j++) {
1895         imdct36(out, ptr);
1896         /* apply window & overlap with previous buffer */
1897         out_ptr = sb_samples + j;
1898         /* select window */
1899         if (g->switch_point && j < 2)
1900             win1 = mdct_win[0];
1901         else
1902             win1 = mdct_win[g->block_type];
1903         /* select frequency inversion */
1904         win = win1 + ((4 * 36) & -(j & 1));
1905         for(i=0;i<18;i++) {
1906             *out_ptr = MULL(out[i], win[i]) + buf[i];
1907             buf[i] = MULL(out[i + 18], win[i + 18]);
1908             out_ptr += SBLIMIT;
1909         }
1910         ptr += 18;
1911         buf += 18;
1912     }
1913     for(j=mdct_long_end;j<sblimit;j++) {
1914         for(i=0;i<6;i++) {
1915             out[i] = 0;
1916             out[6 + i] = 0;
1917             out[30+i] = 0;
1918         }
1919         /* select frequency inversion */
1920         win = mdct_win[2] + ((4 * 36) & -(j & 1));
1921         buf2 = out + 6;
1922         for(k=0;k<3;k++) {
1923             /* reorder input for short mdct */
1924             ptr1 = ptr + k;
1925             for(i=0;i<6;i++) {
1926                 in[i] = *ptr1;
1927                 ptr1 += 3;
1928             }
1929             imdct12(out2, in);
1930             /* apply 12 point window and do small overlap */
1931             for(i=0;i<6;i++) {
1932                 buf2[i] = MULL(out2[i], win[i]) + buf2[i];
1933                 buf2[i + 6] = MULL(out2[i + 6], win[i + 6]);
1934             }
1935             buf2 += 6;
1936         }
1937         /* overlap */
1938         out_ptr = sb_samples + j;
1939         for(i=0;i<18;i++) {
1940             *out_ptr = out[i] + buf[i];
1941             buf[i] = out[i + 18];
1942             out_ptr += SBLIMIT;
1943         }
1944         ptr += 18;
1945         buf += 18;
1946     }
1947     /* zero bands */
1948     for(j=sblimit;j<SBLIMIT;j++) {
1949         /* overlap */
1950         out_ptr = sb_samples + j;
1951         for(i=0;i<18;i++) {
1952             *out_ptr = buf[i];
1953             buf[i] = 0;
1954             out_ptr += SBLIMIT;
1955         }
1956         buf += 18;
1957     }
1958 }
1959
1960 #if defined(DEBUG)
1961 void sample_dump(int fnum, INT32 *tab, int n)
1962 {
1963     static FILE *files[16], *f;
1964     char buf[512];
1965
1966     f = files[fnum];
1967     if (!f) {
1968         sprintf(buf, "/tmp/out%d.pcm", fnum);
1969         f = fopen(buf, "w");
1970         if (!f)
1971             return;
1972         files[fnum] = f;
1973     }
1974     
1975     if (fnum == 0) {
1976         int i;
1977         static int pos = 0;
1978         printf("pos=%d\n", pos);
1979         for(i=0;i<n;i++) {
1980             printf(" %f", (double)tab[i] / 32768.0);
1981             if ((i % 18) == 17)
1982                 printf("\n");
1983         }
1984         pos += n;
1985     }
1986
1987     fwrite(tab, 1, n * sizeof(INT32), f);
1988 }
1989 #endif
1990
1991
1992 /* main layer3 decoding function */
1993 static int mp_decode_layer3(MPADecodeContext *s)
1994 {
1995     int nb_granules, main_data_begin, private_bits;
1996     int gr, ch, blocksplit_flag, i, j, k, n, bits_pos, bits_left;
1997     GranuleDef granules[2][2], *g;
1998     INT16 exponents[576];
1999
2000     /* read side info */
2001     if (s->lsf) {
2002         main_data_begin = get_bits(&s->gb, 8);
2003         if (s->nb_channels == 2)
2004             private_bits = get_bits(&s->gb, 2);
2005         else
2006             private_bits = get_bits(&s->gb, 1);
2007         nb_granules = 1;
2008     } else {
2009         main_data_begin = get_bits(&s->gb, 9);
2010         if (s->nb_channels == 2)
2011             private_bits = get_bits(&s->gb, 3);
2012         else
2013             private_bits = get_bits(&s->gb, 5);
2014         nb_granules = 2;
2015         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
2016             granules[ch][0].scfsi = 0; /* all scale factors are transmitted */
2017             granules[ch][1].scfsi = get_bits(&s->gb, 4);
2018         }
2019     }
2020     
2021     for(gr=0;gr<nb_granules;gr++) {
2022         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
2023             dprintf("gr=%d ch=%d: side_info\n", gr, ch);
2024             g = &granules[ch][gr];
2025             g->part2_3_length = get_bits(&s->gb, 12);
2026             g->big_values = get_bits(&s->gb, 9);
2027             g->global_gain = get_bits(&s->gb, 8);
2028             /* if MS stereo only is selected, we precompute the
2029                1/sqrt(2) renormalization factor */
2030             if ((s->mode_ext & (MODE_EXT_MS_STEREO | MODE_EXT_I_STEREO)) == 
2031                 MODE_EXT_MS_STEREO)
2032                 g->global_gain -= 2;
2033             if (s->lsf)
2034                 g->scalefac_compress = get_bits(&s->gb, 9);
2035             else
2036                 g->scalefac_compress = get_bits(&s->gb, 4);
2037             blocksplit_flag = get_bits(&s->gb, 1);
2038             if (blocksplit_flag) {
2039                 g->block_type = get_bits(&s->gb, 2);
2040                 if (g->block_type == 0)
2041                     return -1;
2042                 g->switch_point = get_bits(&s->gb, 1);
2043                 for(i=0;i<2;i++)
2044                     g->table_select[i] = get_bits(&s->gb, 5);
2045                 for(i=0;i<3;i++) 
2046                     g->subblock_gain[i] = get_bits(&s->gb, 3);
2047                 /* compute huffman coded region sizes */
2048                 if (g->block_type == 2)
2049                     g->region_size[0] = (36 / 2);
2050                 else {
2051                     if (s->sample_rate_index <= 2) 
2052                         g->region_size[0] = (36 / 2);
2053                     else if (s->sample_rate_index != 8) 
2054                         g->region_size[0] = (54 / 2);
2055                     else
2056                         g->region_size[0] = (108 / 2);
2057                 }
2058                 g->region_size[1] = (576 / 2);
2059             } else {
2060                 int region_address1, region_address2, l;
2061                 g->block_type = 0;
2062                 g->switch_point = 0;
2063                 for(i=0;i<3;i++)
2064                     g->table_select[i] = get_bits(&s->gb, 5);
2065                 /* compute huffman coded region sizes */
2066                 region_address1 = get_bits(&s->gb, 4);
2067                 region_address2 = get_bits(&s->gb, 3);
2068                 dprintf("region1=%d region2=%d\n", 
2069                         region_address1, region_address2);
2070                 g->region_size[0] = 
2071                     band_index_long[s->sample_rate_index][region_address1 + 1] >> 1;
2072                 l = region_address1 + region_address2 + 2;
2073                 /* should not overflow */
2074                 if (l > 22)
2075                     l = 22;
2076                 g->region_size[1] = 
2077                     band_index_long[s->sample_rate_index][l] >> 1;
2078             }
2079             /* convert region offsets to region sizes and truncate
2080                size to big_values */
2081             g->region_size[2] = (576 / 2);
2082             j = 0;
2083             for(i=0;i<3;i++) {
2084                 k = g->region_size[i];
2085                 if (k > g->big_values)
2086                     k = g->big_values;
2087                 g->region_size[i] = k - j;
2088                 j = k;
2089             }
2090
2091             /* compute band indexes */
2092             if (g->block_type == 2) {
2093                 if (g->switch_point) {
2094                     /* if switched mode, we handle the 36 first samples as
2095                        long blocks.  For 8000Hz, we handle the 48 first
2096                        exponents as long blocks (XXX: check this!) */
2097                     if (s->sample_rate_index <= 2)
2098                         g->long_end = 8;
2099                     else if (s->sample_rate_index != 8)
2100                         g->long_end = 6;
2101                     else
2102                         g->long_end = 4; /* 8000 Hz */
2103                     
2104                     if (s->sample_rate_index != 8)
2105                         g->short_start = 3;
2106                     else
2107                         g->short_start = 2; 
2108                 } else {
2109                     g->long_end = 0;
2110                     g->short_start = 0;
2111                 }
2112             } else {
2113                 g->short_start = 13;
2114                 g->long_end = 22;
2115             }
2116             
2117             g->preflag = 0;
2118             if (!s->lsf)
2119                 g->preflag = get_bits(&s->gb, 1);
2120             g->scalefac_scale = get_bits(&s->gb, 1);
2121             g->count1table_select = get_bits(&s->gb, 1);
2122             dprintf("block_type=%d switch_point=%d\n",
2123                     g->block_type, g->switch_point);
2124         }
2125     }
2126
2127     /* now we get bits from the main_data_begin offset */
2128     dprintf("seekback: %d\n", main_data_begin);
2129     seek_to_maindata(s, main_data_begin);
2130
2131     for(gr=0;gr<nb_granules;gr++) {
2132         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
2133             g = &granules[ch][gr];
2134             
2135             bits_pos = get_bits_count(&s->gb);
2136             
2137             if (!s->lsf) {
2138                 UINT8 *sc;
2139                 int slen, slen1, slen2;
2140
2141                 /* MPEG1 scale factors */
2142                 slen1 = slen_table[0][g->scalefac_compress];
2143                 slen2 = slen_table[1][g->scalefac_compress];
2144                 dprintf("slen1=%d slen2=%d\n", slen1, slen2);
2145                 if (g->block_type == 2) {
2146                     n = g->switch_point ? 17 : 18;
2147                     j = 0;
2148                     for(i=0;i<n;i++)
2149                         g->scale_factors[j++] = get_bitsz(&s->gb, slen1);
2150                     for(i=0;i<18;i++)
2151                         g->scale_factors[j++] = get_bitsz(&s->gb, slen2);
2152                     for(i=0;i<3;i++)
2153                         g->scale_factors[j++] = 0;
2154                 } else {
2155                     sc = granules[ch][0].scale_factors;
2156                     j = 0;
2157                     for(k=0;k<4;k++) {
2158                         n = (k == 0 ? 6 : 5);
2159                         if ((g->scfsi & (0x8 >> k)) == 0) {
2160                             slen = (k < 2) ? slen1 : slen2;
2161                             for(i=0;i<n;i++)
2162                                 g->scale_factors[j++] = get_bitsz(&s->gb, slen);
2163                         } else {
2164                             /* simply copy from last granule */
2165                             for(i=0;i<n;i++) {
2166                                 g->scale_factors[j] = sc[j];
2167                                 j++;
2168                             }
2169                         }
2170                     }
2171                     g->scale_factors[j++] = 0;
2172                 }
2173 #if defined(DEBUG)
2174                 {
2175                     printf("scfsi=%x gr=%d ch=%d scale_factors:\n", 
2176                            g->scfsi, gr, ch);
2177                     for(i=0;i<j;i++)
2178                         printf(" %d", g->scale_factors[i]);
2179                     printf("\n");
2180                 }
2181 #endif
2182             } else {
2183                 int tindex, tindex2, slen[4], sl, sf;
2184
2185                 /* LSF scale factors */
2186                 if (g->block_type == 2) {
2187                     tindex = g->switch_point ? 2 : 1;
2188                 } else {
2189                     tindex = 0;
2190                 }
2191                 sf = g->scalefac_compress;
2192                 if ((s->mode_ext & MODE_EXT_I_STEREO) && ch == 1) {
2193                     /* intensity stereo case */
2194                     sf >>= 1;
2195                     if (sf < 180) {
2196                         lsf_sf_expand(slen, sf, 6, 6, 0);
2197                         tindex2 = 3;
2198                     } else if (sf < 244) {
2199                         lsf_sf_expand(slen, sf - 180, 4, 4, 0);
2200                         tindex2 = 4;
2201                     } else {
2202                         lsf_sf_expand(slen, sf - 244, 3, 0, 0);
2203                         tindex2 = 5;
2204                     }
2205                 } else {
2206                     /* normal case */
2207                     if (sf < 400) {
2208                         lsf_sf_expand(slen, sf, 5, 4, 4);
2209                         tindex2 = 0;
2210                     } else if (sf < 500) {
2211                         lsf_sf_expand(slen, sf - 400, 5, 4, 0);
2212                         tindex2 = 1;
2213                     } else {
2214                         lsf_sf_expand(slen, sf - 500, 3, 0, 0);
2215                         tindex2 = 2;
2216                         g->preflag = 1;
2217                     }
2218                 }
2219
2220                 j = 0;
2221                 for(k=0;k<4;k++) {
2222                     n = lsf_nsf_table[tindex2][tindex][k];
2223                     sl = slen[k];
2224                     for(i=0;i<n;i++)
2225                         g->scale_factors[j++] = get_bitsz(&s->gb, sl);
2226                 }
2227                 /* XXX: should compute exact size */
2228                 for(;j<40;j++)
2229                     g->scale_factors[j] = 0;
2230 #if defined(DEBUG)
2231                 {
2232                     printf("gr=%d ch=%d scale_factors:\n", 
2233                            gr, ch);
2234                     for(i=0;i<40;i++)
2235                         printf(" %d", g->scale_factors[i]);
2236                     printf("\n");
2237                 }
2238 #endif
2239             }
2240
2241             exponents_from_scale_factors(s, g, exponents);
2242
2243             /* read Huffman coded residue */
2244             if (huffman_decode(s, g, exponents,
2245                                bits_pos + g->part2_3_length) < 0)
2246                 return -1;
2247 #if defined(DEBUG)
2248             sample_dump(0, g->sb_hybrid, 576);
2249 #endif
2250
2251             /* skip extension bits */
2252             bits_left = g->part2_3_length - (get_bits_count(&s->gb) - bits_pos);
2253             if (bits_left < 0) {
2254                 dprintf("bits_left=%d\n", bits_left);
2255                 return -1;
2256             }
2257             while (bits_left >= 16) {
2258                 skip_bits(&s->gb, 16);
2259                 bits_left -= 16;
2260             }
2261             if (bits_left > 0)
2262                 skip_bits(&s->gb, bits_left);
2263         } /* ch */
2264
2265         if (s->nb_channels == 2)
2266             compute_stereo(s, &granules[0][gr], &granules[1][gr]);
2267
2268         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
2269             g = &granules[ch][gr];
2270
2271             reorder_block(s, g);
2272 #if defined(DEBUG)
2273             sample_dump(0, g->sb_hybrid, 576);
2274 #endif
2275             compute_antialias(s, g);
2276 #ifdef DEBUG
2277             sample_dump(1, g->sb_hybrid, 576);
2278 #endif
2279             compute_imdct(s, g, &s->sb_samples[ch][18 * gr][0], s->mdct_buf[ch]); 
2280 #ifdef DEBUG
2281             sample_dump(2, &s->sb_samples[ch][18 * gr][0], 576);
2282 #endif
2283         }
2284     } /* gr */
2285     return nb_granules * 18;
2286 }
2287
2288 static int mp_decode_frame(MPADecodeContext *s, 
2289                            short *samples)
2290 {
2291     int i, nb_frames, ch;
2292     short *samples_ptr;
2293
2294     init_get_bits(&s->gb, s->inbuf + HEADER_SIZE, 
2295                   s->inbuf_ptr - s->inbuf - HEADER_SIZE);
2296     
2297     /* skip error protection field */
2298     if (s->error_protection)
2299         get_bits(&s->gb, 16);
2300
2301     dprintf("frame %d:\n", s->frame_count);
2302     switch(s->layer) {
2303     case 1:
2304         nb_frames = mp_decode_layer1(s);
2305         break;
2306     case 2:
2307         nb_frames = mp_decode_layer2(s);
2308         break;
2309     case 3:
2310     default:
2311         nb_frames = mp_decode_layer3(s);
2312         break;
2313     }
2314 #if defined(DEBUG)
2315     for(i=0;i<nb_frames;i++) {
2316         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
2317             int j;
2318             printf("%d-%d:", i, ch);
2319             for(j=0;j<SBLIMIT;j++)
2320                 printf(" %0.6f", (double)s->sb_samples[ch][i][j] / FRAC_ONE);
2321             printf("\n");
2322         }
2323     }
2324 #endif
2325     /* apply the synthesis filter */
2326     for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
2327         samples_ptr = samples + ch;
2328         for(i=0;i<nb_frames;i++) {
2329             synth_filter(s, ch, samples_ptr, s->nb_channels,
2330                          s->sb_samples[ch][i]);
2331             samples_ptr += 32 * s->nb_channels;
2332         }
2333     }
2334 #ifdef DEBUG
2335     s->frame_count++;        
2336 #endif
2337     return nb_frames * 32 * sizeof(short) * s->nb_channels;
2338 }
2339
2340 static int decode_frame(AVCodecContext * avctx,
2341                         void *data, int *data_size,
2342                         UINT8 * buf, int buf_size)
2343 {
2344     MPADecodeContext *s = avctx->priv_data;
2345     UINT32 header;
2346     UINT8 *buf_ptr;
2347     int len, out_size;
2348     short *out_samples = data;
2349
2350     *data_size = 0;
2351     buf_ptr = buf;
2352     while (buf_size > 0) {
2353         len = s->inbuf_ptr - s->inbuf;
2354         if (s->frame_size == 0) {
2355             /* special case for next header for first frame in free
2356                format case (XXX: find a simpler method) */
2357             if (s->free_format_next_header != 0) {
2358                 s->inbuf[0] = s->free_format_next_header >> 24;
2359                 s->inbuf[1] = s->free_format_next_header >> 16;
2360                 s->inbuf[2] = s->free_format_next_header >> 8;
2361                 s->inbuf[3] = s->free_format_next_header;
2362                 s->inbuf_ptr = s->inbuf + 4;
2363                 s->free_format_next_header = 0;
2364                 goto got_header;
2365             }
2366             /* no header seen : find one. We need at least HEADER_SIZE
2367                bytes to parse it */
2368             len = HEADER_SIZE - len;
2369             if (len > buf_size)
2370                 len = buf_size;
2371             if (len > 0) {
2372                 memcpy(s->inbuf_ptr, buf_ptr, len);
2373                 buf_ptr += len;
2374                 buf_size -= len;
2375                 s->inbuf_ptr += len;
2376             }
2377             if ((s->inbuf_ptr - s->inbuf) >= HEADER_SIZE) {
2378             got_header:
2379                 header = (s->inbuf[0] << 24) | (s->inbuf[1] << 16) |
2380                     (s->inbuf[2] << 8) | s->inbuf[3];
2381
2382                 if (check_header(header) < 0) {
2383                     /* no sync found : move by one byte (inefficient, but simple!) */
2384                     memcpy(s->inbuf, s->inbuf + 1, s->inbuf_ptr - s->inbuf - 1);
2385                     s->inbuf_ptr--;
2386                     dprintf("skip %x\n", header);
2387                     /* reset free format frame size to give a chance
2388                        to get a new bitrate */
2389                     s->free_format_frame_size = 0;
2390                 } else {
2391                     if (decode_header(s, header) == 1) {
2392                         /* free format: compute frame size */
2393                         s->frame_size = -1;
2394                         memcpy(s->inbuf, s->inbuf + 1, s->inbuf_ptr - s->inbuf - 1);
2395                         s->inbuf_ptr--;
2396                     } else {
2397                         /* update codec info */
2398                         avctx->sample_rate = s->sample_rate;
2399                         avctx->channels = s->nb_channels;
2400                         avctx->bit_rate = s->bit_rate;
2401                         avctx->frame_size = s->frame_size;
2402                     }
2403                 }
2404             }
2405         } else if (s->frame_size == -1) {
2406             /* free format : find next sync to compute frame size */
2407             len = MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE - len;
2408             if (len > buf_size)
2409                 len = buf_size;
2410             if (len == 0) {
2411                 /* frame too long: resync */
2412                 s->frame_size = 0;
2413             } else {
2414                 UINT8 *p, *pend;
2415                 UINT32 header1;
2416                 int padding;
2417
2418                 memcpy(s->inbuf_ptr, buf_ptr, len);
2419                 /* check for header */
2420                 p = s->inbuf_ptr - 3;
2421                 pend = s->inbuf_ptr + len - 4;
2422                 while (p <= pend) {
2423                     header = (p[0] << 24) | (p[1] << 16) |
2424                         (p[2] << 8) | p[3];
2425                     header1 = (s->inbuf[0] << 24) | (s->inbuf[1] << 16) |
2426                         (s->inbuf[2] << 8) | s->inbuf[3];
2427                     /* check with high probability that we have a
2428                        valid header */
2429                     if ((header & SAME_HEADER_MASK) ==
2430                         (header1 & SAME_HEADER_MASK)) {
2431                         /* header found: update pointers */
2432                         len = (p + 4) - s->inbuf_ptr;
2433                         buf_ptr += len;
2434                         buf_size -= len;
2435                         s->inbuf_ptr = p;
2436                         /* compute frame size */
2437                         s->free_format_next_header = header;
2438                         s->free_format_frame_size = s->inbuf_ptr - s->inbuf;
2439                         padding = (header1 >> 9) & 1;
2440                         if (s->layer == 1)
2441                             s->free_format_frame_size -= padding * 4;
2442                         else
2443                             s->free_format_frame_size -= padding;
2444                         dprintf("free frame size=%d padding=%d\n", 
2445                                 s->free_format_frame_size, padding);
2446                         decode_header(s, header1);
2447                         goto next_data;
2448                     }
2449                     p++;
2450                 }
2451                 /* not found: simply increase pointers */
2452                 buf_ptr += len;
2453                 s->inbuf_ptr += len;
2454                 buf_size -= len;
2455             }
2456         } else if (len < s->frame_size) {
2457             if (s->frame_size > MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE)
2458                 s->frame_size = MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE;
2459             len = s->frame_size - len;
2460             if (len > buf_size)
2461                 len = buf_size;
2462             memcpy(s->inbuf_ptr, buf_ptr, len);
2463             buf_ptr += len;
2464             s->inbuf_ptr += len;
2465             buf_size -= len;
2466         } else {
2467             out_size = mp_decode_frame(s, out_samples);
2468             s->inbuf_ptr = s->inbuf;
2469             s->frame_size = 0;
2470             *data_size = out_size;
2471             break;
2472         }
2473     next_data:
2474     }
2475     return buf_ptr - buf;
2476 }
2477
2478 AVCodec mp2_decoder =
2479 {
2480     "mp2",
2481     CODEC_TYPE_AUDIO,
2482     CODEC_ID_MP2,
2483     sizeof(MPADecodeContext),
2484     decode_init,
2485     NULL,
2486     NULL,
2487     decode_frame,
2488 };
2489
2490 AVCodec mp3_decoder =
2491 {
2492     "mp3",
2493     CODEC_TYPE_AUDIO,
2494     CODEC_ID_MP3LAME,
2495     sizeof(MPADecodeContext),
2496     decode_init,
2497     NULL,
2498     NULL,
2499     decode_frame,
2500 };
2501
2502 #undef C1
2503 #undef C2
2504 #undef C3
2505 #undef C4
2506 #undef C5
2507 #undef C6
2508 #undef C7
2509 #undef C8
2510 #undef FRAC_BITS
2511 #undef HEADER_SIZE