per file doxy
[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
20 /**
21  * @file mpegaudiodec.c
22  * MPEG Audio decoder.
23  */ 
24
25 //#define DEBUG
26 #include "avcodec.h"
27 #include "mpegaudio.h"
28
29 /*
30  * TODO:
31  *  - in low precision mode, use more 16 bit multiplies in synth filter
32  *  - test lsf / mpeg25 extensively.
33  */
34
35 /* define USE_HIGHPRECISION to have a bit exact (but slower) mpeg
36    audio decoder */
37 #ifdef CONFIG_MPEGAUDIO_HP
38 #define USE_HIGHPRECISION
39 #endif
40
41 #ifdef USE_HIGHPRECISION
42 #define FRAC_BITS   23   /* fractional bits for sb_samples and dct */
43 #define WFRAC_BITS  16   /* fractional bits for window */
44 #else
45 #define FRAC_BITS   15   /* fractional bits for sb_samples and dct */
46 #define WFRAC_BITS  14   /* fractional bits for window */
47 #endif
48
49 #define FRAC_ONE    (1 << FRAC_BITS)
50
51 #define MULL(a,b) (((int64_t)(a) * (int64_t)(b)) >> FRAC_BITS)
52 #define MUL64(a,b) ((int64_t)(a) * (int64_t)(b))
53 #define FIX(a)   ((int)((a) * FRAC_ONE))
54 /* WARNING: only correct for posititive numbers */
55 #define FIXR(a)   ((int)((a) * FRAC_ONE + 0.5))
56 #define FRAC_RND(a) (((a) + (FRAC_ONE/2)) >> FRAC_BITS)
57
58 #if FRAC_BITS <= 15
59 typedef int16_t MPA_INT;
60 #else
61 typedef int32_t MPA_INT;
62 #endif
63
64 /****************/
65
66 #define HEADER_SIZE 4
67 #define BACKSTEP_SIZE 512
68
69 typedef struct MPADecodeContext {
70     uint8_t inbuf1[2][MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE + BACKSTEP_SIZE];        /* input buffer */
71     int inbuf_index;
72     uint8_t *inbuf_ptr, *inbuf;
73     int frame_size;
74     int free_format_frame_size; /* frame size in case of free format
75                                    (zero if currently unknown) */
76     /* next header (used in free format parsing) */
77     uint32_t free_format_next_header; 
78     int error_protection;
79     int layer;
80     int sample_rate;
81     int sample_rate_index; /* between 0 and 8 */
82     int bit_rate;
83     int old_frame_size;
84     GetBitContext gb;
85     int nb_channels;
86     int mode;
87     int mode_ext;
88     int lsf;
89     MPA_INT synth_buf[MPA_MAX_CHANNELS][512 * 2];
90     int synth_buf_offset[MPA_MAX_CHANNELS];
91     int32_t sb_samples[MPA_MAX_CHANNELS][36][SBLIMIT];
92     int32_t mdct_buf[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT * 18]; /* previous samples, for layer 3 MDCT */
93 #ifdef DEBUG
94     int frame_count;
95 #endif
96 } MPADecodeContext;
97
98 /* layer 3 "granule" */
99 typedef struct GranuleDef {
100     uint8_t scfsi;
101     int part2_3_length;
102     int big_values;
103     int global_gain;
104     int scalefac_compress;
105     uint8_t block_type;
106     uint8_t switch_point;
107     int table_select[3];
108     int subblock_gain[3];
109     uint8_t scalefac_scale;
110     uint8_t count1table_select;
111     int region_size[3]; /* number of huffman codes in each region */
112     int preflag;
113     int short_start, long_end; /* long/short band indexes */
114     uint8_t scale_factors[40];
115     int32_t sb_hybrid[SBLIMIT * 18]; /* 576 samples */
116 } GranuleDef;
117
118 #define MODE_EXT_MS_STEREO 2
119 #define MODE_EXT_I_STEREO  1
120
121 /* layer 3 huffman tables */
122 typedef struct HuffTable {
123     int xsize;
124     const uint8_t *bits;
125     const uint16_t *codes;
126 } HuffTable;
127
128 #include "mpegaudiodectab.h"
129
130 /* vlc structure for decoding layer 3 huffman tables */
131 static VLC huff_vlc[16]; 
132 static uint8_t *huff_code_table[16];
133 static VLC huff_quad_vlc[2];
134 /* computed from band_size_long */
135 static uint16_t band_index_long[9][23];
136 /* XXX: free when all decoders are closed */
137 #define TABLE_4_3_SIZE (8191 + 16)
138 static int8_t  *table_4_3_exp;
139 #if FRAC_BITS <= 15
140 static uint16_t *table_4_3_value;
141 #else
142 static uint32_t *table_4_3_value;
143 #endif
144 /* intensity stereo coef table */
145 static int32_t is_table[2][16];
146 static int32_t is_table_lsf[2][2][16];
147 static int32_t csa_table[8][2];
148 static int32_t mdct_win[8][36];
149
150 /* lower 2 bits: modulo 3, higher bits: shift */
151 static uint16_t scale_factor_modshift[64];
152 /* [i][j]:  2^(-j/3) * FRAC_ONE * 2^(i+2) / (2^(i+2) - 1) */
153 static int32_t scale_factor_mult[15][3];
154 /* mult table for layer 2 group quantization */
155
156 #define SCALE_GEN(v) \
157 { FIXR(1.0 * (v)), FIXR(0.7937005259 * (v)), FIXR(0.6299605249 * (v)) }
158
159 static int32_t scale_factor_mult2[3][3] = {
160     SCALE_GEN(4.0 / 3.0), /* 3 steps */
161     SCALE_GEN(4.0 / 5.0), /* 5 steps */
162     SCALE_GEN(4.0 / 9.0), /* 9 steps */
163 };
164
165 /* 2^(n/4) */
166 static uint32_t scale_factor_mult3[4] = {
167     FIXR(1.0),
168     FIXR(1.18920711500272106671),
169     FIXR(1.41421356237309504880),
170     FIXR(1.68179283050742908605),
171 };
172
173 static MPA_INT window[512];
174     
175 /* layer 1 unscaling */
176 /* n = number of bits of the mantissa minus 1 */
177 static inline int l1_unscale(int n, int mant, int scale_factor)
178 {
179     int shift, mod;
180     int64_t val;
181
182     shift = scale_factor_modshift[scale_factor];
183     mod = shift & 3;
184     shift >>= 2;
185     val = MUL64(mant + (-1 << n) + 1, scale_factor_mult[n-1][mod]);
186     shift += n;
187     /* NOTE: at this point, 1 <= shift >= 21 + 15 */
188     return (int)((val + (1LL << (shift - 1))) >> shift);
189 }
190
191 static inline int l2_unscale_group(int steps, int mant, int scale_factor)
192 {
193     int shift, mod, val;
194
195     shift = scale_factor_modshift[scale_factor];
196     mod = shift & 3;
197     shift >>= 2;
198
199     val = (mant - (steps >> 1)) * scale_factor_mult2[steps >> 2][mod];
200     /* NOTE: at this point, 0 <= shift <= 21 */
201     if (shift > 0)
202         val = (val + (1 << (shift - 1))) >> shift;
203     return val;
204 }
205
206 /* compute value^(4/3) * 2^(exponent/4). It normalized to FRAC_BITS */
207 static inline int l3_unscale(int value, int exponent)
208 {
209 #if FRAC_BITS <= 15    
210     unsigned int m;
211 #else
212     uint64_t m;
213 #endif
214     int e;
215
216     e = table_4_3_exp[value];
217     e += (exponent >> 2);
218     e = FRAC_BITS - e;
219 #if FRAC_BITS <= 15    
220     if (e > 31)
221         e = 31;
222 #endif
223     m = table_4_3_value[value];
224 #if FRAC_BITS <= 15    
225     m = (m * scale_factor_mult3[exponent & 3]);
226     m = (m + (1 << (e-1))) >> e;
227     return m;
228 #else
229     m = MUL64(m, scale_factor_mult3[exponent & 3]);
230     m = (m + (uint64_t_C(1) << (e-1))) >> e;
231     return m;
232 #endif
233 }
234
235 /* all integer n^(4/3) computation code */
236 #define DEV_ORDER 13
237
238 #define POW_FRAC_BITS 24
239 #define POW_FRAC_ONE    (1 << POW_FRAC_BITS)
240 #define POW_FIX(a)   ((int)((a) * POW_FRAC_ONE))
241 #define POW_MULL(a,b) (((int64_t)(a) * (int64_t)(b)) >> POW_FRAC_BITS)
242
243 static int dev_4_3_coefs[DEV_ORDER];
244
245 static int pow_mult3[3] = {
246     POW_FIX(1.0),
247     POW_FIX(1.25992104989487316476),
248     POW_FIX(1.58740105196819947474),
249 };
250
251 static void int_pow_init(void)
252 {
253     int i, a;
254
255     a = POW_FIX(1.0);
256     for(i=0;i<DEV_ORDER;i++) {
257         a = POW_MULL(a, POW_FIX(4.0 / 3.0) - i * POW_FIX(1.0)) / (i + 1);
258         dev_4_3_coefs[i] = a;
259     }
260 }
261
262 /* return the mantissa and the binary exponent */
263 static int int_pow(int i, int *exp_ptr)
264 {
265     int e, er, eq, j;
266     int a, a1;
267     
268     /* renormalize */
269     a = i;
270     e = POW_FRAC_BITS;
271     while (a < (1 << (POW_FRAC_BITS - 1))) {
272         a = a << 1;
273         e--;
274     }
275     a -= (1 << POW_FRAC_BITS);
276     a1 = 0;
277     for(j = DEV_ORDER - 1; j >= 0; j--)
278         a1 = POW_MULL(a, dev_4_3_coefs[j] + a1);
279     a = (1 << POW_FRAC_BITS) + a1;
280     /* exponent compute (exact) */
281     e = e * 4;
282     er = e % 3;
283     eq = e / 3;
284     a = POW_MULL(a, pow_mult3[er]);
285     while (a >= 2 * POW_FRAC_ONE) {
286         a = a >> 1;
287         eq++;
288     }
289     /* convert to float */
290     while (a < POW_FRAC_ONE) {
291         a = a << 1;
292         eq--;
293     }
294     /* now POW_FRAC_ONE <= a < 2 * POW_FRAC_ONE */
295 #if POW_FRAC_BITS > FRAC_BITS
296     a = (a + (1 << (POW_FRAC_BITS - FRAC_BITS - 1))) >> (POW_FRAC_BITS - FRAC_BITS);
297     /* correct overflow */
298     if (a >= 2 * (1 << FRAC_BITS)) {
299         a = a >> 1;
300         eq++;
301     }
302 #endif
303     *exp_ptr = eq;
304     return a;
305 }
306
307 static int decode_init(AVCodecContext * avctx)
308 {
309     MPADecodeContext *s = avctx->priv_data;
310     static int init=0;
311     int i, j, k;
312
313     if(!init) {
314         /* scale factors table for layer 1/2 */
315         for(i=0;i<64;i++) {
316             int shift, mod;
317             /* 1.0 (i = 3) is normalized to 2 ^ FRAC_BITS */
318             shift = (i / 3);
319             mod = i % 3;
320             scale_factor_modshift[i] = mod | (shift << 2);
321         }
322
323         /* scale factor multiply for layer 1 */
324         for(i=0;i<15;i++) {
325             int n, norm;
326             n = i + 2;
327             norm = ((int64_t_C(1) << n) * FRAC_ONE) / ((1 << n) - 1);
328             scale_factor_mult[i][0] = MULL(FIXR(1.0 * 2.0), norm);
329             scale_factor_mult[i][1] = MULL(FIXR(0.7937005259 * 2.0), norm);
330             scale_factor_mult[i][2] = MULL(FIXR(0.6299605249 * 2.0), norm);
331             dprintf("%d: norm=%x s=%x %x %x\n",
332                     i, norm, 
333                     scale_factor_mult[i][0],
334                     scale_factor_mult[i][1],
335                     scale_factor_mult[i][2]);
336         }
337         
338         /* window */
339         /* max = 18760, max sum over all 16 coefs : 44736 */
340         for(i=0;i<257;i++) {
341             int v;
342             v = mpa_enwindow[i];
343 #if WFRAC_BITS < 16
344             v = (v + (1 << (16 - WFRAC_BITS - 1))) >> (16 - WFRAC_BITS);
345 #endif
346             window[i] = v;
347             if ((i & 63) != 0)
348                 v = -v;
349             if (i != 0)
350                 window[512 - i] = v;
351         }
352         
353         /* huffman decode tables */
354         huff_code_table[0] = NULL;
355         for(i=1;i<16;i++) {
356             const HuffTable *h = &mpa_huff_tables[i];
357             int xsize, x, y;
358             unsigned int n;
359             uint8_t *code_table;
360
361             xsize = h->xsize;
362             n = xsize * xsize;
363             /* XXX: fail test */
364             init_vlc(&huff_vlc[i], 8, n, 
365                      h->bits, 1, 1, h->codes, 2, 2);
366             
367             code_table = av_mallocz(n);
368             j = 0;
369             for(x=0;x<xsize;x++) {
370                 for(y=0;y<xsize;y++)
371                     code_table[j++] = (x << 4) | y;
372             }
373             huff_code_table[i] = code_table;
374         }
375         for(i=0;i<2;i++) {
376             init_vlc(&huff_quad_vlc[i], i == 0 ? 7 : 4, 16, 
377                      mpa_quad_bits[i], 1, 1, mpa_quad_codes[i], 1, 1);
378         }
379
380         for(i=0;i<9;i++) {
381             k = 0;
382             for(j=0;j<22;j++) {
383                 band_index_long[i][j] = k;
384                 k += band_size_long[i][j];
385             }
386             band_index_long[i][22] = k;
387         }
388
389         /* compute n ^ (4/3) and store it in mantissa/exp format */
390         if (!av_mallocz_static(&table_4_3_exp,
391                                TABLE_4_3_SIZE * sizeof(table_4_3_exp[0])))
392             return -1;
393         if (!av_mallocz_static(&table_4_3_value,
394                                TABLE_4_3_SIZE * sizeof(table_4_3_value[0])))
395             return -1;
396         
397         int_pow_init();
398         for(i=1;i<TABLE_4_3_SIZE;i++) {
399             int e, m;
400             m = int_pow(i, &e);
401 #if 0
402             /* test code */
403             {
404                 double f, fm;
405                 int e1, m1;
406                 f = pow((double)i, 4.0 / 3.0);
407                 fm = frexp(f, &e1);
408                 m1 = FIXR(2 * fm);
409 #if FRAC_BITS <= 15
410                 if ((unsigned short)m1 != m1) {
411                     m1 = m1 >> 1;
412                     e1++;
413                 }
414 #endif
415                 e1--;
416                 if (m != m1 || e != e1) {
417                     printf("%4d: m=%x m1=%x e=%d e1=%d\n",
418                            i, m, m1, e, e1);
419                 }
420             }
421 #endif
422             /* normalized to FRAC_BITS */
423             table_4_3_value[i] = m;
424             table_4_3_exp[i] = e;
425         }
426         
427         for(i=0;i<7;i++) {
428             float f;
429             int v;
430             if (i != 6) {
431                 f = tan((double)i * M_PI / 12.0);
432                 v = FIXR(f / (1.0 + f));
433             } else {
434                 v = FIXR(1.0);
435             }
436             is_table[0][i] = v;
437             is_table[1][6 - i] = v;
438         }
439         /* invalid values */
440         for(i=7;i<16;i++)
441             is_table[0][i] = is_table[1][i] = 0.0;
442
443         for(i=0;i<16;i++) {
444             double f;
445             int e, k;
446
447             for(j=0;j<2;j++) {
448                 e = -(j + 1) * ((i + 1) >> 1);
449                 f = pow(2.0, e / 4.0);
450                 k = i & 1;
451                 is_table_lsf[j][k ^ 1][i] = FIXR(f);
452                 is_table_lsf[j][k][i] = FIXR(1.0);
453                 dprintf("is_table_lsf %d %d: %x %x\n", 
454                         i, j, is_table_lsf[j][0][i], is_table_lsf[j][1][i]);
455             }
456         }
457
458         for(i=0;i<8;i++) {
459             float ci, cs, ca;
460             ci = ci_table[i];
461             cs = 1.0 / sqrt(1.0 + ci * ci);
462             ca = cs * ci;
463             csa_table[i][0] = FIX(cs);
464             csa_table[i][1] = FIX(ca);
465         }
466
467         /* compute mdct windows */
468         for(i=0;i<36;i++) {
469             int v;
470             v = FIXR(sin(M_PI * (i + 0.5) / 36.0));
471             mdct_win[0][i] = v;
472             mdct_win[1][i] = v;
473             mdct_win[3][i] = v;
474         }
475         for(i=0;i<6;i++) {
476             mdct_win[1][18 + i] = FIXR(1.0);
477             mdct_win[1][24 + i] = FIXR(sin(M_PI * ((i + 6) + 0.5) / 12.0));
478             mdct_win[1][30 + i] = FIXR(0.0);
479
480             mdct_win[3][i] = FIXR(0.0);
481             mdct_win[3][6 + i] = FIXR(sin(M_PI * (i + 0.5) / 12.0));
482             mdct_win[3][12 + i] = FIXR(1.0);
483         }
484
485         for(i=0;i<12;i++)
486             mdct_win[2][i] = FIXR(sin(M_PI * (i + 0.5) / 12.0));
487         
488         /* NOTE: we do frequency inversion adter the MDCT by changing
489            the sign of the right window coefs */
490         for(j=0;j<4;j++) {
491             for(i=0;i<36;i+=2) {
492                 mdct_win[j + 4][i] = mdct_win[j][i];
493                 mdct_win[j + 4][i + 1] = -mdct_win[j][i + 1];
494             }
495         }
496
497 #if defined(DEBUG)
498         for(j=0;j<8;j++) {
499             printf("win%d=\n", j);
500             for(i=0;i<36;i++)
501                 printf("%f, ", (double)mdct_win[j][i] / FRAC_ONE);
502             printf("\n");
503         }
504 #endif
505         init = 1;
506     }
507
508     s->inbuf_index = 0;
509     s->inbuf = &s->inbuf1[s->inbuf_index][BACKSTEP_SIZE];
510     s->inbuf_ptr = s->inbuf;
511 #ifdef DEBUG
512     s->frame_count = 0;
513 #endif
514     return 0;
515 }
516
517 /* tab[i][j] = 1.0 / (2.0 * cos(pi*(2*k+1) / 2^(6 - j))) */
518
519 /* cos(i*pi/64) */
520
521 #define COS0_0  FIXR(0.50060299823519630134)
522 #define COS0_1  FIXR(0.50547095989754365998)
523 #define COS0_2  FIXR(0.51544730992262454697)
524 #define COS0_3  FIXR(0.53104259108978417447)
525 #define COS0_4  FIXR(0.55310389603444452782)
526 #define COS0_5  FIXR(0.58293496820613387367)
527 #define COS0_6  FIXR(0.62250412303566481615)
528 #define COS0_7  FIXR(0.67480834145500574602)
529 #define COS0_8  FIXR(0.74453627100229844977)
530 #define COS0_9  FIXR(0.83934964541552703873)
531 #define COS0_10 FIXR(0.97256823786196069369)
532 #define COS0_11 FIXR(1.16943993343288495515)
533 #define COS0_12 FIXR(1.48416461631416627724)
534 #define COS0_13 FIXR(2.05778100995341155085)
535 #define COS0_14 FIXR(3.40760841846871878570)
536 #define COS0_15 FIXR(10.19000812354805681150)
537
538 #define COS1_0 FIXR(0.50241928618815570551)
539 #define COS1_1 FIXR(0.52249861493968888062)
540 #define COS1_2 FIXR(0.56694403481635770368)
541 #define COS1_3 FIXR(0.64682178335999012954)
542 #define COS1_4 FIXR(0.78815462345125022473)
543 #define COS1_5 FIXR(1.06067768599034747134)
544 #define COS1_6 FIXR(1.72244709823833392782)
545 #define COS1_7 FIXR(5.10114861868916385802)
546
547 #define COS2_0 FIXR(0.50979557910415916894)
548 #define COS2_1 FIXR(0.60134488693504528054)
549 #define COS2_2 FIXR(0.89997622313641570463)
550 #define COS2_3 FIXR(2.56291544774150617881)
551
552 #define COS3_0 FIXR(0.54119610014619698439)
553 #define COS3_1 FIXR(1.30656296487637652785)
554
555 #define COS4_0 FIXR(0.70710678118654752439)
556
557 /* butterfly operator */
558 #define BF(a, b, c)\
559 {\
560     tmp0 = tab[a] + tab[b];\
561     tmp1 = tab[a] - tab[b];\
562     tab[a] = tmp0;\
563     tab[b] = MULL(tmp1, c);\
564 }
565
566 #define BF1(a, b, c, d)\
567 {\
568     BF(a, b, COS4_0);\
569     BF(c, d, -COS4_0);\
570     tab[c] += tab[d];\
571 }
572
573 #define BF2(a, b, c, d)\
574 {\
575     BF(a, b, COS4_0);\
576     BF(c, d, -COS4_0);\
577     tab[c] += tab[d];\
578     tab[a] += tab[c];\
579     tab[c] += tab[b];\
580     tab[b] += tab[d];\
581 }
582
583 #define ADD(a, b) tab[a] += tab[b]
584
585 /* DCT32 without 1/sqrt(2) coef zero scaling. */
586 static void dct32(int32_t *out, int32_t *tab)
587 {
588     int tmp0, tmp1;
589
590     /* pass 1 */
591     BF(0, 31, COS0_0);
592     BF(1, 30, COS0_1);
593     BF(2, 29, COS0_2);
594     BF(3, 28, COS0_3);
595     BF(4, 27, COS0_4);
596     BF(5, 26, COS0_5);
597     BF(6, 25, COS0_6);
598     BF(7, 24, COS0_7);
599     BF(8, 23, COS0_8);
600     BF(9, 22, COS0_9);
601     BF(10, 21, COS0_10);
602     BF(11, 20, COS0_11);
603     BF(12, 19, COS0_12);
604     BF(13, 18, COS0_13);
605     BF(14, 17, COS0_14);
606     BF(15, 16, COS0_15);
607
608     /* pass 2 */
609     BF(0, 15, COS1_0);
610     BF(1, 14, COS1_1);
611     BF(2, 13, COS1_2);
612     BF(3, 12, COS1_3);
613     BF(4, 11, COS1_4);
614     BF(5, 10, COS1_5);
615     BF(6,  9, COS1_6);
616     BF(7,  8, COS1_7);
617     
618     BF(16, 31, -COS1_0);
619     BF(17, 30, -COS1_1);
620     BF(18, 29, -COS1_2);
621     BF(19, 28, -COS1_3);
622     BF(20, 27, -COS1_4);
623     BF(21, 26, -COS1_5);
624     BF(22, 25, -COS1_6);
625     BF(23, 24, -COS1_7);
626     
627     /* pass 3 */
628     BF(0, 7, COS2_0);
629     BF(1, 6, COS2_1);
630     BF(2, 5, COS2_2);
631     BF(3, 4, COS2_3);
632     
633     BF(8, 15, -COS2_0);
634     BF(9, 14, -COS2_1);
635     BF(10, 13, -COS2_2);
636     BF(11, 12, -COS2_3);
637     
638     BF(16, 23, COS2_0);
639     BF(17, 22, COS2_1);
640     BF(18, 21, COS2_2);
641     BF(19, 20, COS2_3);
642     
643     BF(24, 31, -COS2_0);
644     BF(25, 30, -COS2_1);
645     BF(26, 29, -COS2_2);
646     BF(27, 28, -COS2_3);
647
648     /* pass 4 */
649     BF(0, 3, COS3_0);
650     BF(1, 2, COS3_1);
651     
652     BF(4, 7, -COS3_0);
653     BF(5, 6, -COS3_1);
654     
655     BF(8, 11, COS3_0);
656     BF(9, 10, COS3_1);
657     
658     BF(12, 15, -COS3_0);
659     BF(13, 14, -COS3_1);
660     
661     BF(16, 19, COS3_0);
662     BF(17, 18, COS3_1);
663     
664     BF(20, 23, -COS3_0);
665     BF(21, 22, -COS3_1);
666     
667     BF(24, 27, COS3_0);
668     BF(25, 26, COS3_1);
669     
670     BF(28, 31, -COS3_0);
671     BF(29, 30, -COS3_1);
672     
673     /* pass 5 */
674     BF1(0, 1, 2, 3);
675     BF2(4, 5, 6, 7);
676     BF1(8, 9, 10, 11);
677     BF2(12, 13, 14, 15);
678     BF1(16, 17, 18, 19);
679     BF2(20, 21, 22, 23);
680     BF1(24, 25, 26, 27);
681     BF2(28, 29, 30, 31);
682     
683     /* pass 6 */
684     
685     ADD( 8, 12);
686     ADD(12, 10);
687     ADD(10, 14);
688     ADD(14,  9);
689     ADD( 9, 13);
690     ADD(13, 11);
691     ADD(11, 15);
692
693     out[ 0] = tab[0];
694     out[16] = tab[1];
695     out[ 8] = tab[2];
696     out[24] = tab[3];
697     out[ 4] = tab[4];
698     out[20] = tab[5];
699     out[12] = tab[6];
700     out[28] = tab[7];
701     out[ 2] = tab[8];
702     out[18] = tab[9];
703     out[10] = tab[10];
704     out[26] = tab[11];
705     out[ 6] = tab[12];
706     out[22] = tab[13];
707     out[14] = tab[14];
708     out[30] = tab[15];
709     
710     ADD(24, 28);
711     ADD(28, 26);
712     ADD(26, 30);
713     ADD(30, 25);
714     ADD(25, 29);
715     ADD(29, 27);
716     ADD(27, 31);
717
718     out[ 1] = tab[16] + tab[24];
719     out[17] = tab[17] + tab[25];
720     out[ 9] = tab[18] + tab[26];
721     out[25] = tab[19] + tab[27];
722     out[ 5] = tab[20] + tab[28];
723     out[21] = tab[21] + tab[29];
724     out[13] = tab[22] + tab[30];
725     out[29] = tab[23] + tab[31];
726     out[ 3] = tab[24] + tab[20];
727     out[19] = tab[25] + tab[21];
728     out[11] = tab[26] + tab[22];
729     out[27] = tab[27] + tab[23];
730     out[ 7] = tab[28] + tab[18];
731     out[23] = tab[29] + tab[19];
732     out[15] = tab[30] + tab[17];
733     out[31] = tab[31];
734 }
735
736 #define OUT_SHIFT (WFRAC_BITS + FRAC_BITS - 15)
737
738 #if FRAC_BITS <= 15
739
740 #define OUT_SAMPLE(sum)\
741 {\
742     int sum1;\
743     sum1 = (sum + (1 << (OUT_SHIFT - 1))) >> OUT_SHIFT;\
744     if (sum1 < -32768)\
745         sum1 = -32768;\
746     else if (sum1 > 32767)\
747         sum1 = 32767;\
748     *samples = sum1;\
749     samples += incr;\
750 }
751
752 #define SUM8(off, op)                           \
753 {                                               \
754     sum op w[0 * 64 + off] * p[0 * 64];\
755     sum op w[1 * 64 + off] * p[1 * 64];\
756     sum op w[2 * 64 + off] * p[2 * 64];\
757     sum op w[3 * 64 + off] * p[3 * 64];\
758     sum op w[4 * 64 + off] * p[4 * 64];\
759     sum op w[5 * 64 + off] * p[5 * 64];\
760     sum op w[6 * 64 + off] * p[6 * 64];\
761     sum op w[7 * 64 + off] * p[7 * 64];\
762 }
763
764 #else
765
766 #define OUT_SAMPLE(sum)\
767 {\
768     int sum1;\
769     sum1 = (int)((sum + (int64_t_C(1) << (OUT_SHIFT - 1))) >> OUT_SHIFT);\
770     if (sum1 < -32768)\
771         sum1 = -32768;\
772     else if (sum1 > 32767)\
773         sum1 = 32767;\
774     *samples = sum1;\
775     samples += incr;\
776 }
777
778 #define SUM8(off, op)                           \
779 {                                               \
780     sum op MUL64(w[0 * 64 + off], p[0 * 64]);\
781     sum op MUL64(w[1 * 64 + off], p[1 * 64]);\
782     sum op MUL64(w[2 * 64 + off], p[2 * 64]);\
783     sum op MUL64(w[3 * 64 + off], p[3 * 64]);\
784     sum op MUL64(w[4 * 64 + off], p[4 * 64]);\
785     sum op MUL64(w[5 * 64 + off], p[5 * 64]);\
786     sum op MUL64(w[6 * 64 + off], p[6 * 64]);\
787     sum op MUL64(w[7 * 64 + off], p[7 * 64]);\
788 }
789
790 #endif
791
792 /* 32 sub band synthesis filter. Input: 32 sub band samples, Output:
793    32 samples. */
794 /* XXX: optimize by avoiding ring buffer usage */
795 static void synth_filter(MPADecodeContext *s1,
796                          int ch, int16_t *samples, int incr, 
797                          int32_t sb_samples[SBLIMIT])
798 {
799     int32_t tmp[32];
800     register MPA_INT *synth_buf, *p;
801     register MPA_INT *w;
802     int j, offset, v;
803 #if FRAC_BITS <= 15
804     int sum;
805 #else
806     int64_t sum;
807 #endif
808
809     dct32(tmp, sb_samples);
810     
811     offset = s1->synth_buf_offset[ch];
812     synth_buf = s1->synth_buf[ch] + offset;
813
814     for(j=0;j<32;j++) {
815         v = tmp[j];
816 #if FRAC_BITS <= 15
817         /* NOTE: can cause a loss in precision if very high amplitude
818            sound */
819         if (v > 32767)
820             v = 32767;
821         else if (v < -32768)
822             v = -32768;
823 #endif
824         synth_buf[j] = v;
825     }
826     /* copy to avoid wrap */
827     memcpy(synth_buf + 512, synth_buf, 32 * sizeof(MPA_INT));
828
829     w = window;
830     for(j=0;j<16;j++) {
831         sum = 0;
832         p = synth_buf + 16 + j;    /* 0-15  */
833         SUM8(0, +=);
834         p = synth_buf + 48 - j;    /* 32-47 */
835         SUM8(32, -=);
836         OUT_SAMPLE(sum);
837         w++;
838     }
839     
840     p = synth_buf + 32; /* 48 */
841     sum = 0;
842     SUM8(32, -=);
843     OUT_SAMPLE(sum);
844     w++;
845
846     for(j=17;j<32;j++) {
847         sum = 0;
848         p = synth_buf + 48 - j; /* 17-31 */
849         SUM8(0, -=);
850         p = synth_buf + 16 + j; /* 49-63 */
851         SUM8(32, -=);
852         OUT_SAMPLE(sum);
853         w++;
854     }
855     offset = (offset - 32) & 511;
856     s1->synth_buf_offset[ch] = offset;
857 }
858
859 /* cos(pi*i/24) */
860 #define C1  FIXR(0.99144486137381041114)
861 #define C3  FIXR(0.92387953251128675612)
862 #define C5  FIXR(0.79335334029123516458)
863 #define C7  FIXR(0.60876142900872063941)
864 #define C9  FIXR(0.38268343236508977173)
865 #define C11 FIXR(0.13052619222005159154)
866
867 /* 12 points IMDCT. We compute it "by hand" by factorizing obvious
868    cases. */
869 static void imdct12(int *out, int *in)
870 {
871     int tmp;
872     int64_t in1_3, in1_9, in4_3, in4_9;
873
874     in1_3 = MUL64(in[1], C3);
875     in1_9 = MUL64(in[1], C9);
876     in4_3 = MUL64(in[4], C3);
877     in4_9 = MUL64(in[4], C9);
878     
879     tmp = FRAC_RND(MUL64(in[0], C7) - in1_3 - MUL64(in[2], C11) + 
880                    MUL64(in[3], C1) - in4_9 - MUL64(in[5], C5));
881     out[0] = tmp;
882     out[5] = -tmp;
883     tmp = FRAC_RND(MUL64(in[0] - in[3], C9) - in1_3 + 
884                    MUL64(in[2] + in[5], C3) - in4_9);
885     out[1] = tmp;
886     out[4] = -tmp;
887     tmp = FRAC_RND(MUL64(in[0], C11) - in1_9 + MUL64(in[2], C7) -
888                    MUL64(in[3], C5) + in4_3 - MUL64(in[5], C1));
889     out[2] = tmp;
890     out[3] = -tmp;
891     tmp = FRAC_RND(MUL64(-in[0], C5) + in1_9 + MUL64(in[2], C1) + 
892                    MUL64(in[3], C11) - in4_3 - MUL64(in[5], C7));
893     out[6] = tmp;
894     out[11] = tmp;
895     tmp = FRAC_RND(MUL64(-in[0] + in[3], C3) - in1_9 + 
896                    MUL64(in[2] + in[5], C9) + in4_3);
897     out[7] = tmp;
898     out[10] = tmp;
899     tmp = FRAC_RND(-MUL64(in[0], C1) - in1_3 - MUL64(in[2], C5) -
900                    MUL64(in[3], C7) - in4_9 - MUL64(in[5], C11));
901     out[8] = tmp;
902     out[9] = tmp;
903 }
904
905 #undef C1
906 #undef C3
907 #undef C5
908 #undef C7
909 #undef C9
910 #undef C11
911
912 /* cos(pi*i/18) */
913 #define C1 FIXR(0.98480775301220805936)
914 #define C2 FIXR(0.93969262078590838405)
915 #define C3 FIXR(0.86602540378443864676)
916 #define C4 FIXR(0.76604444311897803520)
917 #define C5 FIXR(0.64278760968653932632)
918 #define C6 FIXR(0.5)
919 #define C7 FIXR(0.34202014332566873304)
920 #define C8 FIXR(0.17364817766693034885)
921
922 /* 0.5 / cos(pi*(2*i+1)/36) */
923 static const int icos36[9] = {
924     FIXR(0.50190991877167369479),
925     FIXR(0.51763809020504152469),
926     FIXR(0.55168895948124587824),
927     FIXR(0.61038729438072803416),
928     FIXR(0.70710678118654752439),
929     FIXR(0.87172339781054900991),
930     FIXR(1.18310079157624925896),
931     FIXR(1.93185165257813657349),
932     FIXR(5.73685662283492756461),
933 };
934
935 static const int icos72[18] = {
936     /* 0.5 / cos(pi*(2*i+19)/72) */
937     FIXR(0.74009361646113053152),
938     FIXR(0.82133981585229078570),
939     FIXR(0.93057949835178895673),
940     FIXR(1.08284028510010010928),
941     FIXR(1.30656296487637652785),
942     FIXR(1.66275476171152078719),
943     FIXR(2.31011315767264929558),
944     FIXR(3.83064878777019433457),
945     FIXR(11.46279281302667383546),
946
947     /* 0.5 / cos(pi*(2*(i + 18) +19)/72) */
948     FIXR(-0.67817085245462840086),
949     FIXR(-0.63023620700513223342),
950     FIXR(-0.59284452371708034528),
951     FIXR(-0.56369097343317117734),
952     FIXR(-0.54119610014619698439),
953     FIXR(-0.52426456257040533932),
954     FIXR(-0.51213975715725461845),
955     FIXR(-0.50431448029007636036),
956     FIXR(-0.50047634258165998492),
957 };
958
959 /* using Lee like decomposition followed by hand coded 9 points DCT */
960 static void imdct36(int *out, int *in)
961 {
962     int i, j, t0, t1, t2, t3, s0, s1, s2, s3;
963     int tmp[18], *tmp1, *in1;
964     int64_t in3_3, in6_6;
965
966     for(i=17;i>=1;i--)
967         in[i] += in[i-1];
968     for(i=17;i>=3;i-=2)
969         in[i] += in[i-2];
970
971     for(j=0;j<2;j++) {
972         tmp1 = tmp + j;
973         in1 = in + j;
974
975         in3_3 = MUL64(in1[2*3], C3);
976         in6_6 = MUL64(in1[2*6], C6);
977
978         tmp1[0] = FRAC_RND(MUL64(in1[2*1], C1) + in3_3 + 
979                            MUL64(in1[2*5], C5) + MUL64(in1[2*7], C7));
980         tmp1[2] = in1[2*0] + FRAC_RND(MUL64(in1[2*2], C2) + 
981                                       MUL64(in1[2*4], C4) + in6_6 + 
982                                       MUL64(in1[2*8], C8));
983         tmp1[4] = FRAC_RND(MUL64(in1[2*1] - in1[2*5] - in1[2*7], C3));
984         tmp1[6] = FRAC_RND(MUL64(in1[2*2] - in1[2*4] - in1[2*8], C6)) - 
985             in1[2*6] + in1[2*0];
986         tmp1[8] = FRAC_RND(MUL64(in1[2*1], C5) - in3_3 - 
987                            MUL64(in1[2*5], C7) + MUL64(in1[2*7], C1));
988         tmp1[10] = in1[2*0] + FRAC_RND(MUL64(-in1[2*2], C8) - 
989                                        MUL64(in1[2*4], C2) + in6_6 + 
990                                        MUL64(in1[2*8], C4));
991         tmp1[12] = FRAC_RND(MUL64(in1[2*1], C7) - in3_3 + 
992                             MUL64(in1[2*5], C1) - 
993                             MUL64(in1[2*7], C5));
994         tmp1[14] = in1[2*0] + FRAC_RND(MUL64(-in1[2*2], C4) + 
995                                        MUL64(in1[2*4], C8) + in6_6 - 
996                                        MUL64(in1[2*8], C2));
997         tmp1[16] = in1[2*0] - in1[2*2] + in1[2*4] - in1[2*6] + in1[2*8];
998     }
999
1000     i = 0;
1001     for(j=0;j<4;j++) {
1002         t0 = tmp[i];
1003         t1 = tmp[i + 2];
1004         s0 = t1 + t0;
1005         s2 = t1 - t0;
1006
1007         t2 = tmp[i + 1];
1008         t3 = tmp[i + 3];
1009         s1 = MULL(t3 + t2, icos36[j]);
1010         s3 = MULL(t3 - t2, icos36[8 - j]);
1011         
1012         t0 = MULL(s0 + s1, icos72[9 + 8 - j]);
1013         t1 = MULL(s0 - s1, icos72[8 - j]);
1014         out[18 + 9 + j] = t0;
1015         out[18 + 8 - j] = t0;
1016         out[9 + j] = -t1;
1017         out[8 - j] = t1;
1018         
1019         t0 = MULL(s2 + s3, icos72[9+j]);
1020         t1 = MULL(s2 - s3, icos72[j]);
1021         out[18 + 9 + (8 - j)] = t0;
1022         out[18 + j] = t0;
1023         out[9 + (8 - j)] = -t1;
1024         out[j] = t1;
1025         i += 4;
1026     }
1027
1028     s0 = tmp[16];
1029     s1 = MULL(tmp[17], icos36[4]);
1030     t0 = MULL(s0 + s1, icos72[9 + 4]);
1031     t1 = MULL(s0 - s1, icos72[4]);
1032     out[18 + 9 + 4] = t0;
1033     out[18 + 8 - 4] = t0;
1034     out[9 + 4] = -t1;
1035     out[8 - 4] = t1;
1036 }
1037
1038 /* fast header check for resync */
1039 static int check_header(uint32_t header)
1040 {
1041     /* header */
1042     if ((header & 0xffe00000) != 0xffe00000)
1043         return -1;
1044     /* layer check */
1045     if (((header >> 17) & 3) == 0)
1046         return -1;
1047     /* bit rate */
1048     if (((header >> 12) & 0xf) == 0xf)
1049         return -1;
1050     /* frequency */
1051     if (((header >> 10) & 3) == 3)
1052         return -1;
1053     return 0;
1054 }
1055
1056 /* header + layer + bitrate + freq + lsf/mpeg25 */
1057 #define SAME_HEADER_MASK \
1058    (0xffe00000 | (3 << 17) | (0xf << 12) | (3 << 10) | (3 << 19))
1059
1060 /* header decoding. MUST check the header before because no
1061    consistency check is done there. Return 1 if free format found and
1062    that the frame size must be computed externally */
1063 static int decode_header(MPADecodeContext *s, uint32_t header)
1064 {
1065     int sample_rate, frame_size, mpeg25, padding;
1066     int sample_rate_index, bitrate_index;
1067     if (header & (1<<20)) {
1068         s->lsf = (header & (1<<19)) ? 0 : 1;
1069         mpeg25 = 0;
1070     } else {
1071         s->lsf = 1;
1072         mpeg25 = 1;
1073     }
1074     
1075     s->layer = 4 - ((header >> 17) & 3);
1076     /* extract frequency */
1077     sample_rate_index = (header >> 10) & 3;
1078     sample_rate = mpa_freq_tab[sample_rate_index] >> (s->lsf + mpeg25);
1079     sample_rate_index += 3 * (s->lsf + mpeg25);
1080     s->sample_rate_index = sample_rate_index;
1081     s->error_protection = ((header >> 16) & 1) ^ 1;
1082     s->sample_rate = sample_rate;
1083
1084     bitrate_index = (header >> 12) & 0xf;
1085     padding = (header >> 9) & 1;
1086     //extension = (header >> 8) & 1;
1087     s->mode = (header >> 6) & 3;
1088     s->mode_ext = (header >> 4) & 3;
1089     //copyright = (header >> 3) & 1;
1090     //original = (header >> 2) & 1;
1091     //emphasis = header & 3;
1092
1093     if (s->mode == MPA_MONO)
1094         s->nb_channels = 1;
1095     else
1096         s->nb_channels = 2;
1097     
1098     if (bitrate_index != 0) {
1099         frame_size = mpa_bitrate_tab[s->lsf][s->layer - 1][bitrate_index];
1100         s->bit_rate = frame_size * 1000;
1101         switch(s->layer) {
1102         case 1:
1103             frame_size = (frame_size * 12000) / sample_rate;
1104             frame_size = (frame_size + padding) * 4;
1105             break;
1106         case 2:
1107             frame_size = (frame_size * 144000) / sample_rate;
1108             frame_size += padding;
1109             break;
1110         default:
1111         case 3:
1112             frame_size = (frame_size * 144000) / (sample_rate << s->lsf);
1113             frame_size += padding;
1114             break;
1115         }
1116         s->frame_size = frame_size;
1117     } else {
1118         /* if no frame size computed, signal it */
1119         if (!s->free_format_frame_size)
1120             return 1;
1121         /* free format: compute bitrate and real frame size from the
1122            frame size we extracted by reading the bitstream */
1123         s->frame_size = s->free_format_frame_size;
1124         switch(s->layer) {
1125         case 1:
1126             s->frame_size += padding  * 4;
1127             s->bit_rate = (s->frame_size * sample_rate) / 48000;
1128             break;
1129         case 2:
1130             s->frame_size += padding;
1131             s->bit_rate = (s->frame_size * sample_rate) / 144000;
1132             break;
1133         default:
1134         case 3:
1135             s->frame_size += padding;
1136             s->bit_rate = (s->frame_size * (sample_rate << s->lsf)) / 144000;
1137             break;
1138         }
1139     }
1140     
1141 #if defined(DEBUG)
1142     printf("layer%d, %d Hz, %d kbits/s, ",
1143            s->layer, s->sample_rate, s->bit_rate);
1144     if (s->nb_channels == 2) {
1145         if (s->layer == 3) {
1146             if (s->mode_ext & MODE_EXT_MS_STEREO)
1147                 printf("ms-");
1148             if (s->mode_ext & MODE_EXT_I_STEREO)
1149                 printf("i-");
1150         }
1151         printf("stereo");
1152     } else {
1153         printf("mono");
1154     }
1155     printf("\n");
1156 #endif
1157     return 0;
1158 }
1159
1160 /* return the number of decoded frames */
1161 static int mp_decode_layer1(MPADecodeContext *s)
1162 {
1163     int bound, i, v, n, ch, j, mant;
1164     uint8_t allocation[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
1165     uint8_t scale_factors[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
1166
1167     if (s->mode == MPA_JSTEREO) 
1168         bound = (s->mode_ext + 1) * 4;
1169     else
1170         bound = SBLIMIT;
1171
1172     /* allocation bits */
1173     for(i=0;i<bound;i++) {
1174         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1175             allocation[ch][i] = get_bits(&s->gb, 4);
1176         }
1177     }
1178     for(i=bound;i<SBLIMIT;i++) {
1179         allocation[0][i] = get_bits(&s->gb, 4);
1180     }
1181
1182     /* scale factors */
1183     for(i=0;i<bound;i++) {
1184         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1185             if (allocation[ch][i])
1186                 scale_factors[ch][i] = get_bits(&s->gb, 6);
1187         }
1188     }
1189     for(i=bound;i<SBLIMIT;i++) {
1190         if (allocation[0][i]) {
1191             scale_factors[0][i] = get_bits(&s->gb, 6);
1192             scale_factors[1][i] = get_bits(&s->gb, 6);
1193         }
1194     }
1195     
1196     /* compute samples */
1197     for(j=0;j<12;j++) {
1198         for(i=0;i<bound;i++) {
1199             for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1200                 n = allocation[ch][i];
1201                 if (n) {
1202                     mant = get_bits(&s->gb, n + 1);
1203                     v = l1_unscale(n, mant, scale_factors[ch][i]);
1204                 } else {
1205                     v = 0;
1206                 }
1207                 s->sb_samples[ch][j][i] = v;
1208             }
1209         }
1210         for(i=bound;i<SBLIMIT;i++) {
1211             n = allocation[0][i];
1212             if (n) {
1213                 mant = get_bits(&s->gb, n + 1);
1214                 v = l1_unscale(n, mant, scale_factors[0][i]);
1215                 s->sb_samples[0][j][i] = v;
1216                 v = l1_unscale(n, mant, scale_factors[1][i]);
1217                 s->sb_samples[1][j][i] = v;
1218             } else {
1219                 s->sb_samples[0][j][i] = 0;
1220                 s->sb_samples[1][j][i] = 0;
1221             }
1222         }
1223     }
1224     return 12;
1225 }
1226
1227 /* bitrate is in kb/s */
1228 int l2_select_table(int bitrate, int nb_channels, int freq, int lsf)
1229 {
1230     int ch_bitrate, table;
1231     
1232     ch_bitrate = bitrate / nb_channels;
1233     if (!lsf) {
1234         if ((freq == 48000 && ch_bitrate >= 56) ||
1235             (ch_bitrate >= 56 && ch_bitrate <= 80)) 
1236             table = 0;
1237         else if (freq != 48000 && ch_bitrate >= 96) 
1238             table = 1;
1239         else if (freq != 32000 && ch_bitrate <= 48) 
1240             table = 2;
1241         else 
1242             table = 3;
1243     } else {
1244         table = 4;
1245     }
1246     return table;
1247 }
1248
1249 static int mp_decode_layer2(MPADecodeContext *s)
1250 {
1251     int sblimit; /* number of used subbands */
1252     const unsigned char *alloc_table;
1253     int table, bit_alloc_bits, i, j, ch, bound, v;
1254     unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
1255     unsigned char scale_code[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
1256     unsigned char scale_factors[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT][3], *sf;
1257     int scale, qindex, bits, steps, k, l, m, b;
1258
1259     /* select decoding table */
1260     table = l2_select_table(s->bit_rate / 1000, s->nb_channels, 
1261                             s->sample_rate, s->lsf);
1262     sblimit = sblimit_table[table];
1263     alloc_table = alloc_tables[table];
1264
1265     if (s->mode == MPA_JSTEREO) 
1266         bound = (s->mode_ext + 1) * 4;
1267     else
1268         bound = sblimit;
1269
1270     dprintf("bound=%d sblimit=%d\n", bound, sblimit);
1271     /* parse bit allocation */
1272     j = 0;
1273     for(i=0;i<bound;i++) {
1274         bit_alloc_bits = alloc_table[j];
1275         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1276             bit_alloc[ch][i] = get_bits(&s->gb, bit_alloc_bits);
1277         }
1278         j += 1 << bit_alloc_bits;
1279     }
1280     for(i=bound;i<sblimit;i++) {
1281         bit_alloc_bits = alloc_table[j];
1282         v = get_bits(&s->gb, bit_alloc_bits);
1283         bit_alloc[0][i] = v;
1284         bit_alloc[1][i] = v;
1285         j += 1 << bit_alloc_bits;
1286     }
1287
1288 #ifdef DEBUG
1289     {
1290         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1291             for(i=0;i<sblimit;i++)
1292                 printf(" %d", bit_alloc[ch][i]);
1293             printf("\n");
1294         }
1295     }
1296 #endif
1297
1298     /* scale codes */
1299     for(i=0;i<sblimit;i++) {
1300         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1301             if (bit_alloc[ch][i]) 
1302                 scale_code[ch][i] = get_bits(&s->gb, 2);
1303         }
1304     }
1305     
1306     /* scale factors */
1307     for(i=0;i<sblimit;i++) {
1308         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1309             if (bit_alloc[ch][i]) {
1310                 sf = scale_factors[ch][i];
1311                 switch(scale_code[ch][i]) {
1312                 default:
1313                 case 0:
1314                     sf[0] = get_bits(&s->gb, 6);
1315                     sf[1] = get_bits(&s->gb, 6);
1316                     sf[2] = get_bits(&s->gb, 6);
1317                     break;
1318                 case 2:
1319                     sf[0] = get_bits(&s->gb, 6);
1320                     sf[1] = sf[0];
1321                     sf[2] = sf[0];
1322                     break;
1323                 case 1:
1324                     sf[0] = get_bits(&s->gb, 6);
1325                     sf[2] = get_bits(&s->gb, 6);
1326                     sf[1] = sf[0];
1327                     break;
1328                 case 3:
1329                     sf[0] = get_bits(&s->gb, 6);
1330                     sf[2] = get_bits(&s->gb, 6);
1331                     sf[1] = sf[2];
1332                     break;
1333                 }
1334             }
1335         }
1336     }
1337
1338 #ifdef DEBUG
1339     for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1340         for(i=0;i<sblimit;i++) {
1341             if (bit_alloc[ch][i]) {
1342                 sf = scale_factors[ch][i];
1343                 printf(" %d %d %d", sf[0], sf[1], sf[2]);
1344             } else {
1345                 printf(" -");
1346             }
1347         }
1348         printf("\n");
1349     }
1350 #endif
1351
1352     /* samples */
1353     for(k=0;k<3;k++) {
1354         for(l=0;l<12;l+=3) {
1355             j = 0;
1356             for(i=0;i<bound;i++) {
1357                 bit_alloc_bits = alloc_table[j];
1358                 for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1359                     b = bit_alloc[ch][i];
1360                     if (b) {
1361                         scale = scale_factors[ch][i][k];
1362                         qindex = alloc_table[j+b];
1363                         bits = quant_bits[qindex];
1364                         if (bits < 0) {
1365                             /* 3 values at the same time */
1366                             v = get_bits(&s->gb, -bits);
1367                             steps = quant_steps[qindex];
1368                             s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 0][i] = 
1369                                 l2_unscale_group(steps, v % steps, scale);
1370                             v = v / steps;
1371                             s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 1][i] = 
1372                                 l2_unscale_group(steps, v % steps, scale);
1373                             v = v / steps;
1374                             s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 2][i] = 
1375                                 l2_unscale_group(steps, v, scale);
1376                         } else {
1377                             for(m=0;m<3;m++) {
1378                                 v = get_bits(&s->gb, bits);
1379                                 v = l1_unscale(bits - 1, v, scale);
1380                                 s->sb_samples[ch][k * 12 + l + m][i] = v;
1381                             }
1382                         }
1383                     } else {
1384                         s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 0][i] = 0;
1385                         s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 1][i] = 0;
1386                         s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 2][i] = 0;
1387                     }
1388                 }
1389                 /* next subband in alloc table */
1390                 j += 1 << bit_alloc_bits; 
1391             }
1392             /* XXX: find a way to avoid this duplication of code */
1393             for(i=bound;i<sblimit;i++) {
1394                 bit_alloc_bits = alloc_table[j];
1395                 b = bit_alloc[0][i];
1396                 if (b) {
1397                     int mant, scale0, scale1;
1398                     scale0 = scale_factors[0][i][k];
1399                     scale1 = scale_factors[1][i][k];
1400                     qindex = alloc_table[j+b];
1401                     bits = quant_bits[qindex];
1402                     if (bits < 0) {
1403                         /* 3 values at the same time */
1404                         v = get_bits(&s->gb, -bits);
1405                         steps = quant_steps[qindex];
1406                         mant = v % steps;
1407                         v = v / steps;
1408                         s->sb_samples[0][k * 12 + l + 0][i] = 
1409                             l2_unscale_group(steps, mant, scale0);
1410                         s->sb_samples[1][k * 12 + l + 0][i] = 
1411                             l2_unscale_group(steps, mant, scale1);
1412                         mant = v % steps;
1413                         v = v / steps;
1414                         s->sb_samples[0][k * 12 + l + 1][i] = 
1415                             l2_unscale_group(steps, mant, scale0);
1416                         s->sb_samples[1][k * 12 + l + 1][i] = 
1417                             l2_unscale_group(steps, mant, scale1);
1418                         s->sb_samples[0][k * 12 + l + 2][i] = 
1419                             l2_unscale_group(steps, v, scale0);
1420                         s->sb_samples[1][k * 12 + l + 2][i] = 
1421                             l2_unscale_group(steps, v, scale1);
1422                     } else {
1423                         for(m=0;m<3;m++) {
1424                             mant = get_bits(&s->gb, bits);
1425                             s->sb_samples[0][k * 12 + l + m][i] = 
1426                                 l1_unscale(bits - 1, mant, scale0);
1427                             s->sb_samples[1][k * 12 + l + m][i] = 
1428                                 l1_unscale(bits - 1, mant, scale1);
1429                         }
1430                     }
1431                 } else {
1432                     s->sb_samples[0][k * 12 + l + 0][i] = 0;
1433                     s->sb_samples[0][k * 12 + l + 1][i] = 0;
1434                     s->sb_samples[0][k * 12 + l + 2][i] = 0;
1435                     s->sb_samples[1][k * 12 + l + 0][i] = 0;
1436                     s->sb_samples[1][k * 12 + l + 1][i] = 0;
1437                     s->sb_samples[1][k * 12 + l + 2][i] = 0;
1438                 }
1439                 /* next subband in alloc table */
1440                 j += 1 << bit_alloc_bits; 
1441             }
1442             /* fill remaining samples to zero */
1443             for(i=sblimit;i<SBLIMIT;i++) {
1444                 for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1445                     s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 0][i] = 0;
1446                     s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 1][i] = 0;
1447                     s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 2][i] = 0;
1448                 }
1449             }
1450         }
1451     }
1452     return 3 * 12;
1453 }
1454
1455 /*
1456  * Seek back in the stream for backstep bytes (at most 511 bytes)
1457  */
1458 static void seek_to_maindata(MPADecodeContext *s, unsigned int backstep)
1459 {
1460     uint8_t *ptr;
1461
1462     /* compute current position in stream */
1463     ptr = s->gb.buffer + (get_bits_count(&s->gb)>>3);
1464
1465     /* copy old data before current one */
1466     ptr -= backstep;
1467     memcpy(ptr, s->inbuf1[s->inbuf_index ^ 1] + 
1468            BACKSTEP_SIZE + s->old_frame_size - backstep, backstep);
1469     /* init get bits again */
1470     init_get_bits(&s->gb, ptr, (s->frame_size + backstep)*8);
1471
1472     /* prepare next buffer */
1473     s->inbuf_index ^= 1;
1474     s->inbuf = &s->inbuf1[s->inbuf_index][BACKSTEP_SIZE];
1475     s->old_frame_size = s->frame_size;
1476 }
1477
1478 static inline void lsf_sf_expand(int *slen,
1479                                  int sf, int n1, int n2, int n3)
1480 {
1481     if (n3) {
1482         slen[3] = sf % n3;
1483         sf /= n3;
1484     } else {
1485         slen[3] = 0;
1486     }
1487     if (n2) {
1488         slen[2] = sf % n2;
1489         sf /= n2;
1490     } else {
1491         slen[2] = 0;
1492     }
1493     slen[1] = sf % n1;
1494     sf /= n1;
1495     slen[0] = sf;
1496 }
1497
1498 static void exponents_from_scale_factors(MPADecodeContext *s, 
1499                                          GranuleDef *g,
1500                                          int16_t *exponents)
1501 {
1502     const uint8_t *bstab, *pretab;
1503     int len, i, j, k, l, v0, shift, gain, gains[3];
1504     int16_t *exp_ptr;
1505
1506     exp_ptr = exponents;
1507     gain = g->global_gain - 210;
1508     shift = g->scalefac_scale + 1;
1509
1510     bstab = band_size_long[s->sample_rate_index];
1511     pretab = mpa_pretab[g->preflag];
1512     for(i=0;i<g->long_end;i++) {
1513         v0 = gain - ((g->scale_factors[i] + pretab[i]) << shift);
1514         len = bstab[i];
1515         for(j=len;j>0;j--)
1516             *exp_ptr++ = v0;
1517     }
1518
1519     if (g->short_start < 13) {
1520         bstab = band_size_short[s->sample_rate_index];
1521         gains[0] = gain - (g->subblock_gain[0] << 3);
1522         gains[1] = gain - (g->subblock_gain[1] << 3);
1523         gains[2] = gain - (g->subblock_gain[2] << 3);
1524         k = g->long_end;
1525         for(i=g->short_start;i<13;i++) {
1526             len = bstab[i];
1527             for(l=0;l<3;l++) {
1528                 v0 = gains[l] - (g->scale_factors[k++] << shift);
1529                 for(j=len;j>0;j--)
1530                 *exp_ptr++ = v0;
1531             }
1532         }
1533     }
1534 }
1535
1536 /* handle n = 0 too */
1537 static inline int get_bitsz(GetBitContext *s, int n)
1538 {
1539     if (n == 0)
1540         return 0;
1541     else
1542         return get_bits(s, n);
1543 }
1544
1545 static int huffman_decode(MPADecodeContext *s, GranuleDef *g,
1546                           int16_t *exponents, int end_pos)
1547 {
1548     int s_index;
1549     int linbits, code, x, y, l, v, i, j, k, pos;
1550     GetBitContext last_gb;
1551     VLC *vlc;
1552     uint8_t *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_gb.buffer = NULL;
1610     while (s_index <= 572) {
1611         pos = get_bits_count(&s->gb);
1612         if (pos >= end_pos) {
1613             if (pos > end_pos && last_gb.buffer != NULL) {
1614                 /* some encoders generate an incorrect size for this
1615                    part. We must go back into the data */
1616                 s_index -= 4;
1617                 s->gb = last_gb;
1618             }
1619             break;
1620         }
1621         last_gb= s->gb;
1622
1623         code = get_vlc(&s->gb, vlc);
1624         dprintf("t=%d code=%d\n", g->count1table_select, code);
1625         if (code < 0)
1626             return -1;
1627         for(i=0;i<4;i++) {
1628             if (code & (8 >> i)) {
1629                 /* non zero value. Could use a hand coded function for
1630                    'one' value */
1631                 v = l3_unscale(1, exponents[s_index]);
1632                 if(get_bits1(&s->gb))
1633                     v = -v;
1634             } else {
1635                 v = 0;
1636             }
1637             g->sb_hybrid[s_index++] = v;
1638         }
1639     }
1640     while (s_index < 576)
1641         g->sb_hybrid[s_index++] = 0;
1642     return 0;
1643 }
1644
1645 /* Reorder short blocks from bitstream order to interleaved order. It
1646    would be faster to do it in parsing, but the code would be far more
1647    complicated */
1648 static void reorder_block(MPADecodeContext *s, GranuleDef *g)
1649 {
1650     int i, j, k, len;
1651     int32_t *ptr, *dst, *ptr1;
1652     int32_t tmp[576];
1653
1654     if (g->block_type != 2)
1655         return;
1656
1657     if (g->switch_point) {
1658         if (s->sample_rate_index != 8) {
1659             ptr = g->sb_hybrid + 36;
1660         } else {
1661             ptr = g->sb_hybrid + 48;
1662         }
1663     } else {
1664         ptr = g->sb_hybrid;
1665     }
1666     
1667     for(i=g->short_start;i<13;i++) {
1668         len = band_size_short[s->sample_rate_index][i];
1669         ptr1 = ptr;
1670         for(k=0;k<3;k++) {
1671             dst = tmp + k;
1672             for(j=len;j>0;j--) {
1673                 *dst = *ptr++;
1674                 dst += 3;
1675             }
1676         }
1677         memcpy(ptr1, tmp, len * 3 * sizeof(int32_t));
1678     }
1679 }
1680
1681 #define ISQRT2 FIXR(0.70710678118654752440)
1682
1683 static void compute_stereo(MPADecodeContext *s,
1684                            GranuleDef *g0, GranuleDef *g1)
1685 {
1686     int i, j, k, l;
1687     int32_t v1, v2;
1688     int sf_max, tmp0, tmp1, sf, len, non_zero_found;
1689     int32_t (*is_tab)[16];
1690     int32_t *tab0, *tab1;
1691     int non_zero_found_short[3];
1692
1693     /* intensity stereo */
1694     if (s->mode_ext & MODE_EXT_I_STEREO) {
1695         if (!s->lsf) {
1696             is_tab = is_table;
1697             sf_max = 7;
1698         } else {
1699             is_tab = is_table_lsf[g1->scalefac_compress & 1];
1700             sf_max = 16;
1701         }
1702             
1703         tab0 = g0->sb_hybrid + 576;
1704         tab1 = g1->sb_hybrid + 576;
1705
1706         non_zero_found_short[0] = 0;
1707         non_zero_found_short[1] = 0;
1708         non_zero_found_short[2] = 0;
1709         k = (13 - g1->short_start) * 3 + g1->long_end - 3;
1710         for(i = 12;i >= g1->short_start;i--) {
1711             /* for last band, use previous scale factor */
1712             if (i != 11)
1713                 k -= 3;
1714             len = band_size_short[s->sample_rate_index][i];
1715             for(l=2;l>=0;l--) {
1716                 tab0 -= len;
1717                 tab1 -= len;
1718                 if (!non_zero_found_short[l]) {
1719                     /* test if non zero band. if so, stop doing i-stereo */
1720                     for(j=0;j<len;j++) {
1721                         if (tab1[j] != 0) {
1722                             non_zero_found_short[l] = 1;
1723                             goto found1;
1724                         }
1725                     }
1726                     sf = g1->scale_factors[k + l];
1727                     if (sf >= sf_max)
1728                         goto found1;
1729
1730                     v1 = is_tab[0][sf];
1731                     v2 = is_tab[1][sf];
1732                     for(j=0;j<len;j++) {
1733                         tmp0 = tab0[j];
1734                         tab0[j] = MULL(tmp0, v1);
1735                         tab1[j] = MULL(tmp0, v2);
1736                     }
1737                 } else {
1738                 found1:
1739                     if (s->mode_ext & MODE_EXT_MS_STEREO) {
1740                         /* lower part of the spectrum : do ms stereo
1741                            if enabled */
1742                         for(j=0;j<len;j++) {
1743                             tmp0 = tab0[j];
1744                             tmp1 = tab1[j];
1745                             tab0[j] = MULL(tmp0 + tmp1, ISQRT2);
1746                             tab1[j] = MULL(tmp0 - tmp1, ISQRT2);
1747                         }
1748                     }
1749                 }
1750             }
1751         }
1752
1753         non_zero_found = non_zero_found_short[0] | 
1754             non_zero_found_short[1] | 
1755             non_zero_found_short[2];
1756
1757         for(i = g1->long_end - 1;i >= 0;i--) {
1758             len = band_size_long[s->sample_rate_index][i];
1759             tab0 -= len;
1760             tab1 -= len;
1761             /* test if non zero band. if so, stop doing i-stereo */
1762             if (!non_zero_found) {
1763                 for(j=0;j<len;j++) {
1764                     if (tab1[j] != 0) {
1765                         non_zero_found = 1;
1766                         goto found2;
1767                     }
1768                 }
1769                 /* for last band, use previous scale factor */
1770                 k = (i == 21) ? 20 : i;
1771                 sf = g1->scale_factors[k];
1772                 if (sf >= sf_max)
1773                     goto found2;
1774                 v1 = is_tab[0][sf];
1775                 v2 = is_tab[1][sf];
1776                 for(j=0;j<len;j++) {
1777                     tmp0 = tab0[j];
1778                     tab0[j] = MULL(tmp0, v1);
1779                     tab1[j] = MULL(tmp0, v2);
1780                 }
1781             } else {
1782             found2:
1783                 if (s->mode_ext & MODE_EXT_MS_STEREO) {
1784                     /* lower part of the spectrum : do ms stereo
1785                        if enabled */
1786                     for(j=0;j<len;j++) {
1787                         tmp0 = tab0[j];
1788                         tmp1 = tab1[j];
1789                         tab0[j] = MULL(tmp0 + tmp1, ISQRT2);
1790                         tab1[j] = MULL(tmp0 - tmp1, ISQRT2);
1791                     }
1792                 }
1793             }
1794         }
1795     } else if (s->mode_ext & MODE_EXT_MS_STEREO) {
1796         /* ms stereo ONLY */
1797         /* NOTE: the 1/sqrt(2) normalization factor is included in the
1798            global gain */
1799         tab0 = g0->sb_hybrid;
1800         tab1 = g1->sb_hybrid;
1801         for(i=0;i<576;i++) {
1802             tmp0 = tab0[i];
1803             tmp1 = tab1[i];
1804             tab0[i] = tmp0 + tmp1;
1805             tab1[i] = tmp0 - tmp1;
1806         }
1807     }
1808 }
1809
1810 static void compute_antialias(MPADecodeContext *s,
1811                               GranuleDef *g)
1812 {
1813     int32_t *ptr, *p0, *p1, *csa;
1814     int n, tmp0, tmp1, i, j;
1815
1816     /* we antialias only "long" bands */
1817     if (g->block_type == 2) {
1818         if (!g->switch_point)
1819             return;
1820         /* XXX: check this for 8000Hz case */
1821         n = 1;
1822     } else {
1823         n = SBLIMIT - 1;
1824     }
1825     
1826     ptr = g->sb_hybrid + 18;
1827     for(i = n;i > 0;i--) {
1828         p0 = ptr - 1;
1829         p1 = ptr;
1830         csa = &csa_table[0][0];
1831         for(j=0;j<8;j++) {
1832             tmp0 = *p0;
1833             tmp1 = *p1;
1834             *p0 = FRAC_RND(MUL64(tmp0, csa[0]) - MUL64(tmp1, csa[1]));
1835             *p1 = FRAC_RND(MUL64(tmp0, csa[1]) + MUL64(tmp1, csa[0]));
1836             p0--;
1837             p1++;
1838             csa += 2;
1839         }
1840         ptr += 18;
1841     }
1842 }
1843
1844 static void compute_imdct(MPADecodeContext *s,
1845                           GranuleDef *g, 
1846                           int32_t *sb_samples,
1847                           int32_t *mdct_buf)
1848 {
1849     int32_t *ptr, *win, *win1, *buf, *buf2, *out_ptr, *ptr1;
1850     int32_t in[6];
1851     int32_t out[36];
1852     int32_t out2[12];
1853     int i, j, k, mdct_long_end, v, sblimit;
1854
1855     /* find last non zero block */
1856     ptr = g->sb_hybrid + 576;
1857     ptr1 = g->sb_hybrid + 2 * 18;
1858     while (ptr >= ptr1) {
1859         ptr -= 6;
1860         v = ptr[0] | ptr[1] | ptr[2] | ptr[3] | ptr[4] | ptr[5];
1861         if (v != 0)
1862             break;
1863     }
1864     sblimit = ((ptr - g->sb_hybrid) / 18) + 1;
1865
1866     if (g->block_type == 2) {
1867         /* XXX: check for 8000 Hz */
1868         if (g->switch_point)
1869             mdct_long_end = 2;
1870         else
1871             mdct_long_end = 0;
1872     } else {
1873         mdct_long_end = sblimit;
1874     }
1875
1876     buf = mdct_buf;
1877     ptr = g->sb_hybrid;
1878     for(j=0;j<mdct_long_end;j++) {
1879         imdct36(out, ptr);
1880         /* apply window & overlap with previous buffer */
1881         out_ptr = sb_samples + j;
1882         /* select window */
1883         if (g->switch_point && j < 2)
1884             win1 = mdct_win[0];
1885         else
1886             win1 = mdct_win[g->block_type];
1887         /* select frequency inversion */
1888         win = win1 + ((4 * 36) & -(j & 1));
1889         for(i=0;i<18;i++) {
1890             *out_ptr = MULL(out[i], win[i]) + buf[i];
1891             buf[i] = MULL(out[i + 18], win[i + 18]);
1892             out_ptr += SBLIMIT;
1893         }
1894         ptr += 18;
1895         buf += 18;
1896     }
1897     for(j=mdct_long_end;j<sblimit;j++) {
1898         for(i=0;i<6;i++) {
1899             out[i] = 0;
1900             out[6 + i] = 0;
1901             out[30+i] = 0;
1902         }
1903         /* select frequency inversion */
1904         win = mdct_win[2] + ((4 * 36) & -(j & 1));
1905         buf2 = out + 6;
1906         for(k=0;k<3;k++) {
1907             /* reorder input for short mdct */
1908             ptr1 = ptr + k;
1909             for(i=0;i<6;i++) {
1910                 in[i] = *ptr1;
1911                 ptr1 += 3;
1912             }
1913             imdct12(out2, in);
1914             /* apply 12 point window and do small overlap */
1915             for(i=0;i<6;i++) {
1916                 buf2[i] = MULL(out2[i], win[i]) + buf2[i];
1917                 buf2[i + 6] = MULL(out2[i + 6], win[i + 6]);
1918             }
1919             buf2 += 6;
1920         }
1921         /* overlap */
1922         out_ptr = sb_samples + j;
1923         for(i=0;i<18;i++) {
1924             *out_ptr = out[i] + buf[i];
1925             buf[i] = out[i + 18];
1926             out_ptr += SBLIMIT;
1927         }
1928         ptr += 18;
1929         buf += 18;
1930     }
1931     /* zero bands */
1932     for(j=sblimit;j<SBLIMIT;j++) {
1933         /* overlap */
1934         out_ptr = sb_samples + j;
1935         for(i=0;i<18;i++) {
1936             *out_ptr = buf[i];
1937             buf[i] = 0;
1938             out_ptr += SBLIMIT;
1939         }
1940         buf += 18;
1941     }
1942 }
1943
1944 #if defined(DEBUG)
1945 void sample_dump(int fnum, int32_t *tab, int n)
1946 {
1947     static FILE *files[16], *f;
1948     char buf[512];
1949     int i;
1950     int32_t v;
1951     
1952     f = files[fnum];
1953     if (!f) {
1954         sprintf(buf, "/tmp/out%d.%s.pcm", 
1955                 fnum, 
1956 #ifdef USE_HIGHPRECISION
1957                 "hp"
1958 #else
1959                 "lp"
1960 #endif
1961                 );
1962         f = fopen(buf, "w");
1963         if (!f)
1964             return;
1965         files[fnum] = f;
1966     }
1967     
1968     if (fnum == 0) {
1969         static int pos = 0;
1970         printf("pos=%d\n", pos);
1971         for(i=0;i<n;i++) {
1972             printf(" %0.4f", (double)tab[i] / FRAC_ONE);
1973             if ((i % 18) == 17)
1974                 printf("\n");
1975         }
1976         pos += n;
1977     }
1978     for(i=0;i<n;i++) {
1979         /* normalize to 23 frac bits */
1980         v = tab[i] << (23 - FRAC_BITS);
1981         fwrite(&v, 1, sizeof(int32_t), f);
1982     }
1983 }
1984 #endif
1985
1986
1987 /* main layer3 decoding function */
1988 static int mp_decode_layer3(MPADecodeContext *s)
1989 {
1990     int nb_granules, main_data_begin, private_bits;
1991     int gr, ch, blocksplit_flag, i, j, k, n, bits_pos, bits_left;
1992     GranuleDef granules[2][2], *g;
1993     int16_t exponents[576];
1994
1995     /* read side info */
1996     if (s->lsf) {
1997         main_data_begin = get_bits(&s->gb, 8);
1998         if (s->nb_channels == 2)
1999             private_bits = get_bits(&s->gb, 2);
2000         else
2001             private_bits = get_bits(&s->gb, 1);
2002         nb_granules = 1;
2003     } else {
2004         main_data_begin = get_bits(&s->gb, 9);
2005         if (s->nb_channels == 2)
2006             private_bits = get_bits(&s->gb, 3);
2007         else
2008             private_bits = get_bits(&s->gb, 5);
2009         nb_granules = 2;
2010         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
2011             granules[ch][0].scfsi = 0; /* all scale factors are transmitted */
2012             granules[ch][1].scfsi = get_bits(&s->gb, 4);
2013         }
2014     }
2015     
2016     for(gr=0;gr<nb_granules;gr++) {
2017         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
2018             dprintf("gr=%d ch=%d: side_info\n", gr, ch);
2019             g = &granules[ch][gr];
2020             g->part2_3_length = get_bits(&s->gb, 12);
2021             g->big_values = get_bits(&s->gb, 9);
2022             g->global_gain = get_bits(&s->gb, 8);
2023             /* if MS stereo only is selected, we precompute the
2024                1/sqrt(2) renormalization factor */
2025             if ((s->mode_ext & (MODE_EXT_MS_STEREO | MODE_EXT_I_STEREO)) == 
2026                 MODE_EXT_MS_STEREO)
2027                 g->global_gain -= 2;
2028             if (s->lsf)
2029                 g->scalefac_compress = get_bits(&s->gb, 9);
2030             else
2031                 g->scalefac_compress = get_bits(&s->gb, 4);
2032             blocksplit_flag = get_bits(&s->gb, 1);
2033             if (blocksplit_flag) {
2034                 g->block_type = get_bits(&s->gb, 2);
2035                 if (g->block_type == 0)
2036                     return -1;
2037                 g->switch_point = get_bits(&s->gb, 1);
2038                 for(i=0;i<2;i++)
2039                     g->table_select[i] = get_bits(&s->gb, 5);
2040                 for(i=0;i<3;i++) 
2041                     g->subblock_gain[i] = get_bits(&s->gb, 3);
2042                 /* compute huffman coded region sizes */
2043                 if (g->block_type == 2)
2044                     g->region_size[0] = (36 / 2);
2045                 else {
2046                     if (s->sample_rate_index <= 2) 
2047                         g->region_size[0] = (36 / 2);
2048                     else if (s->sample_rate_index != 8) 
2049                         g->region_size[0] = (54 / 2);
2050                     else
2051                         g->region_size[0] = (108 / 2);
2052                 }
2053                 g->region_size[1] = (576 / 2);
2054             } else {
2055                 int region_address1, region_address2, l;
2056                 g->block_type = 0;
2057                 g->switch_point = 0;
2058                 for(i=0;i<3;i++)
2059                     g->table_select[i] = get_bits(&s->gb, 5);
2060                 /* compute huffman coded region sizes */
2061                 region_address1 = get_bits(&s->gb, 4);
2062                 region_address2 = get_bits(&s->gb, 3);
2063                 dprintf("region1=%d region2=%d\n", 
2064                         region_address1, region_address2);
2065                 g->region_size[0] = 
2066                     band_index_long[s->sample_rate_index][region_address1 + 1] >> 1;
2067                 l = region_address1 + region_address2 + 2;
2068                 /* should not overflow */
2069                 if (l > 22)
2070                     l = 22;
2071                 g->region_size[1] = 
2072                     band_index_long[s->sample_rate_index][l] >> 1;
2073             }
2074             /* convert region offsets to region sizes and truncate
2075                size to big_values */
2076             g->region_size[2] = (576 / 2);
2077             j = 0;
2078             for(i=0;i<3;i++) {
2079                 k = g->region_size[i];
2080                 if (k > g->big_values)
2081                     k = g->big_values;
2082                 g->region_size[i] = k - j;
2083                 j = k;
2084             }
2085
2086             /* compute band indexes */
2087             if (g->block_type == 2) {
2088                 if (g->switch_point) {
2089                     /* if switched mode, we handle the 36 first samples as
2090                        long blocks.  For 8000Hz, we handle the 48 first
2091                        exponents as long blocks (XXX: check this!) */
2092                     if (s->sample_rate_index <= 2)
2093                         g->long_end = 8;
2094                     else if (s->sample_rate_index != 8)
2095                         g->long_end = 6;
2096                     else
2097                         g->long_end = 4; /* 8000 Hz */
2098                     
2099                     if (s->sample_rate_index != 8)
2100                         g->short_start = 3;
2101                     else
2102                         g->short_start = 2; 
2103                 } else {
2104                     g->long_end = 0;
2105                     g->short_start = 0;
2106                 }
2107             } else {
2108                 g->short_start = 13;
2109                 g->long_end = 22;
2110             }
2111             
2112             g->preflag = 0;
2113             if (!s->lsf)
2114                 g->preflag = get_bits(&s->gb, 1);
2115             g->scalefac_scale = get_bits(&s->gb, 1);
2116             g->count1table_select = get_bits(&s->gb, 1);
2117             dprintf("block_type=%d switch_point=%d\n",
2118                     g->block_type, g->switch_point);
2119         }
2120     }
2121
2122     /* now we get bits from the main_data_begin offset */
2123     dprintf("seekback: %d\n", main_data_begin);
2124     seek_to_maindata(s, main_data_begin);
2125
2126     for(gr=0;gr<nb_granules;gr++) {
2127         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
2128             g = &granules[ch][gr];
2129             
2130             bits_pos = get_bits_count(&s->gb);
2131             
2132             if (!s->lsf) {
2133                 uint8_t *sc;
2134                 int slen, slen1, slen2;
2135
2136                 /* MPEG1 scale factors */
2137                 slen1 = slen_table[0][g->scalefac_compress];
2138                 slen2 = slen_table[1][g->scalefac_compress];
2139                 dprintf("slen1=%d slen2=%d\n", slen1, slen2);
2140                 if (g->block_type == 2) {
2141                     n = g->switch_point ? 17 : 18;
2142                     j = 0;
2143                     for(i=0;i<n;i++)
2144                         g->scale_factors[j++] = get_bitsz(&s->gb, slen1);
2145                     for(i=0;i<18;i++)
2146                         g->scale_factors[j++] = get_bitsz(&s->gb, slen2);
2147                     for(i=0;i<3;i++)
2148                         g->scale_factors[j++] = 0;
2149                 } else {
2150                     sc = granules[ch][0].scale_factors;
2151                     j = 0;
2152                     for(k=0;k<4;k++) {
2153                         n = (k == 0 ? 6 : 5);
2154                         if ((g->scfsi & (0x8 >> k)) == 0) {
2155                             slen = (k < 2) ? slen1 : slen2;
2156                             for(i=0;i<n;i++)
2157                                 g->scale_factors[j++] = get_bitsz(&s->gb, slen);
2158                         } else {
2159                             /* simply copy from last granule */
2160                             for(i=0;i<n;i++) {
2161                                 g->scale_factors[j] = sc[j];
2162                                 j++;
2163                             }
2164                         }
2165                     }
2166                     g->scale_factors[j++] = 0;
2167                 }
2168 #if defined(DEBUG)
2169                 {
2170                     printf("scfsi=%x gr=%d ch=%d scale_factors:\n", 
2171                            g->scfsi, gr, ch);
2172                     for(i=0;i<j;i++)
2173                         printf(" %d", g->scale_factors[i]);
2174                     printf("\n");
2175                 }
2176 #endif
2177             } else {
2178                 int tindex, tindex2, slen[4], sl, sf;
2179
2180                 /* LSF scale factors */
2181                 if (g->block_type == 2) {
2182                     tindex = g->switch_point ? 2 : 1;
2183                 } else {
2184                     tindex = 0;
2185                 }
2186                 sf = g->scalefac_compress;
2187                 if ((s->mode_ext & MODE_EXT_I_STEREO) && ch == 1) {
2188                     /* intensity stereo case */
2189                     sf >>= 1;
2190                     if (sf < 180) {
2191                         lsf_sf_expand(slen, sf, 6, 6, 0);
2192                         tindex2 = 3;
2193                     } else if (sf < 244) {
2194                         lsf_sf_expand(slen, sf - 180, 4, 4, 0);
2195                         tindex2 = 4;
2196                     } else {
2197                         lsf_sf_expand(slen, sf - 244, 3, 0, 0);
2198                         tindex2 = 5;
2199                     }
2200                 } else {
2201                     /* normal case */
2202                     if (sf < 400) {
2203                         lsf_sf_expand(slen, sf, 5, 4, 4);
2204                         tindex2 = 0;
2205                     } else if (sf < 500) {
2206                         lsf_sf_expand(slen, sf - 400, 5, 4, 0);
2207                         tindex2 = 1;
2208                     } else {
2209                         lsf_sf_expand(slen, sf - 500, 3, 0, 0);
2210                         tindex2 = 2;
2211                         g->preflag = 1;
2212                     }
2213                 }
2214
2215                 j = 0;
2216                 for(k=0;k<4;k++) {
2217                     n = lsf_nsf_table[tindex2][tindex][k];
2218                     sl = slen[k];
2219                     for(i=0;i<n;i++)
2220                         g->scale_factors[j++] = get_bitsz(&s->gb, sl);
2221                 }
2222                 /* XXX: should compute exact size */
2223                 for(;j<40;j++)
2224                     g->scale_factors[j] = 0;
2225 #if defined(DEBUG)
2226                 {
2227                     printf("gr=%d ch=%d scale_factors:\n", 
2228                            gr, ch);
2229                     for(i=0;i<40;i++)
2230                         printf(" %d", g->scale_factors[i]);
2231                     printf("\n");
2232                 }
2233 #endif
2234             }
2235
2236             exponents_from_scale_factors(s, g, exponents);
2237
2238             /* read Huffman coded residue */
2239             if (huffman_decode(s, g, exponents,
2240                                bits_pos + g->part2_3_length) < 0)
2241                 return -1;
2242 #if defined(DEBUG)
2243             sample_dump(0, g->sb_hybrid, 576);
2244 #endif
2245
2246             /* skip extension bits */
2247             bits_left = g->part2_3_length - (get_bits_count(&s->gb) - bits_pos);
2248             if (bits_left < 0) {
2249                 dprintf("bits_left=%d\n", bits_left);
2250                 return -1;
2251             }
2252             while (bits_left >= 16) {
2253                 skip_bits(&s->gb, 16);
2254                 bits_left -= 16;
2255             }
2256             if (bits_left > 0)
2257                 skip_bits(&s->gb, bits_left);
2258         } /* ch */
2259
2260         if (s->nb_channels == 2)
2261             compute_stereo(s, &granules[0][gr], &granules[1][gr]);
2262
2263         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
2264             g = &granules[ch][gr];
2265
2266             reorder_block(s, g);
2267 #if defined(DEBUG)
2268             sample_dump(0, g->sb_hybrid, 576);
2269 #endif
2270             compute_antialias(s, g);
2271 #if defined(DEBUG)
2272             sample_dump(1, g->sb_hybrid, 576);
2273 #endif
2274             compute_imdct(s, g, &s->sb_samples[ch][18 * gr][0], s->mdct_buf[ch]); 
2275 #if defined(DEBUG)
2276             sample_dump(2, &s->sb_samples[ch][18 * gr][0], 576);
2277 #endif
2278         }
2279     } /* gr */
2280     return nb_granules * 18;
2281 }
2282
2283 static int mp_decode_frame(MPADecodeContext *s, 
2284                            short *samples)
2285 {
2286     int i, nb_frames, ch;
2287     short *samples_ptr;
2288
2289     init_get_bits(&s->gb, s->inbuf + HEADER_SIZE, 
2290                   (s->inbuf_ptr - s->inbuf - HEADER_SIZE)*8);
2291     
2292     /* skip error protection field */
2293     if (s->error_protection)
2294         get_bits(&s->gb, 16);
2295
2296     dprintf("frame %d:\n", s->frame_count);
2297     switch(s->layer) {
2298     case 1:
2299         nb_frames = mp_decode_layer1(s);
2300         break;
2301     case 2:
2302         nb_frames = mp_decode_layer2(s);
2303         break;
2304     case 3:
2305     default:
2306         nb_frames = mp_decode_layer3(s);
2307         break;
2308     }
2309 #if defined(DEBUG)
2310     for(i=0;i<nb_frames;i++) {
2311         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
2312             int j;
2313             printf("%d-%d:", i, ch);
2314             for(j=0;j<SBLIMIT;j++)
2315                 printf(" %0.6f", (double)s->sb_samples[ch][i][j] / FRAC_ONE);
2316             printf("\n");
2317         }
2318     }
2319 #endif
2320     /* apply the synthesis filter */
2321     for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
2322         samples_ptr = samples + ch;
2323         for(i=0;i<nb_frames;i++) {
2324             synth_filter(s, ch, samples_ptr, s->nb_channels,
2325                          s->sb_samples[ch][i]);
2326             samples_ptr += 32 * s->nb_channels;
2327         }
2328     }
2329 #ifdef DEBUG
2330     s->frame_count++;        
2331 #endif
2332     return nb_frames * 32 * sizeof(short) * s->nb_channels;
2333 }
2334
2335 static int decode_frame(AVCodecContext * avctx,
2336                         void *data, int *data_size,
2337                         uint8_t * buf, int buf_size)
2338 {
2339     MPADecodeContext *s = avctx->priv_data;
2340     uint32_t header;
2341     uint8_t *buf_ptr;
2342     int len, out_size;
2343     short *out_samples = data;
2344
2345     *data_size = 0;
2346     buf_ptr = buf;
2347     while (buf_size > 0) {
2348         len = s->inbuf_ptr - s->inbuf;
2349         if (s->frame_size == 0) {
2350             /* special case for next header for first frame in free
2351                format case (XXX: find a simpler method) */
2352             if (s->free_format_next_header != 0) {
2353                 s->inbuf[0] = s->free_format_next_header >> 24;
2354                 s->inbuf[1] = s->free_format_next_header >> 16;
2355                 s->inbuf[2] = s->free_format_next_header >> 8;
2356                 s->inbuf[3] = s->free_format_next_header;
2357                 s->inbuf_ptr = s->inbuf + 4;
2358                 s->free_format_next_header = 0;
2359                 goto got_header;
2360             }
2361             /* no header seen : find one. We need at least HEADER_SIZE
2362                bytes to parse it */
2363             len = HEADER_SIZE - len;
2364             if (len > buf_size)
2365                 len = buf_size;
2366             if (len > 0) {
2367                 memcpy(s->inbuf_ptr, buf_ptr, len);
2368                 buf_ptr += len;
2369                 buf_size -= len;
2370                 s->inbuf_ptr += len;
2371             }
2372             if ((s->inbuf_ptr - s->inbuf) >= HEADER_SIZE) {
2373             got_header:
2374                 header = (s->inbuf[0] << 24) | (s->inbuf[1] << 16) |
2375                     (s->inbuf[2] << 8) | s->inbuf[3];
2376
2377                 if (check_header(header) < 0) {
2378                     /* no sync found : move by one byte (inefficient, but simple!) */
2379                     memcpy(s->inbuf, s->inbuf + 1, s->inbuf_ptr - s->inbuf - 1);
2380                     s->inbuf_ptr--;
2381                     dprintf("skip %x\n", header);
2382                     /* reset free format frame size to give a chance
2383                        to get a new bitrate */
2384                     s->free_format_frame_size = 0;
2385                 } else {
2386                     if (decode_header(s, header) == 1) {
2387                         /* free format: prepare to compute frame size */
2388                         s->frame_size = -1;
2389                     }
2390                     /* update codec info */
2391                     avctx->sample_rate = s->sample_rate;
2392                     avctx->channels = s->nb_channels;
2393                     avctx->bit_rate = s->bit_rate;
2394                     avctx->frame_size = s->frame_size;
2395                 }
2396             }
2397         } else if (s->frame_size == -1) {
2398             /* free format : find next sync to compute frame size */
2399             len = MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE - len;
2400             if (len > buf_size)
2401                 len = buf_size;
2402             if (len == 0) {
2403                 /* frame too long: resync */
2404                 s->frame_size = 0;
2405                 memcpy(s->inbuf, s->inbuf + 1, s->inbuf_ptr - s->inbuf - 1);
2406                 s->inbuf_ptr--;
2407             } else {
2408                 uint8_t *p, *pend;
2409                 uint32_t header1;
2410                 int padding;
2411
2412                 memcpy(s->inbuf_ptr, buf_ptr, len);
2413                 /* check for header */
2414                 p = s->inbuf_ptr - 3;
2415                 pend = s->inbuf_ptr + len - 4;
2416                 while (p <= pend) {
2417                     header = (p[0] << 24) | (p[1] << 16) |
2418                         (p[2] << 8) | p[3];
2419                     header1 = (s->inbuf[0] << 24) | (s->inbuf[1] << 16) |
2420                         (s->inbuf[2] << 8) | s->inbuf[3];
2421                     /* check with high probability that we have a
2422                        valid header */
2423                     if ((header & SAME_HEADER_MASK) ==
2424                         (header1 & SAME_HEADER_MASK)) {
2425                         /* header found: update pointers */
2426                         len = (p + 4) - s->inbuf_ptr;
2427                         buf_ptr += len;
2428                         buf_size -= len;
2429                         s->inbuf_ptr = p;
2430                         /* compute frame size */
2431                         s->free_format_next_header = header;
2432                         s->free_format_frame_size = s->inbuf_ptr - s->inbuf;
2433                         padding = (header1 >> 9) & 1;
2434                         if (s->layer == 1)
2435                             s->free_format_frame_size -= padding * 4;
2436                         else
2437                             s->free_format_frame_size -= padding;
2438                         dprintf("free frame size=%d padding=%d\n", 
2439                                 s->free_format_frame_size, padding);
2440                         decode_header(s, header1);
2441                         goto next_data;
2442                     }
2443                     p++;
2444                 }
2445                 /* not found: simply increase pointers */
2446                 buf_ptr += len;
2447                 s->inbuf_ptr += len;
2448                 buf_size -= len;
2449             }
2450         } else if (len < s->frame_size) {
2451             if (s->frame_size > MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE)
2452                 s->frame_size = MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE;
2453             len = s->frame_size - len;
2454             if (len > buf_size)
2455                 len = buf_size;
2456             memcpy(s->inbuf_ptr, buf_ptr, len);
2457             buf_ptr += len;
2458             s->inbuf_ptr += len;
2459             buf_size -= len;
2460         } else {
2461             out_size = mp_decode_frame(s, out_samples);
2462             s->inbuf_ptr = s->inbuf;
2463             s->frame_size = 0;
2464             *data_size = out_size;
2465             break;
2466         }
2467     next_data:
2468         ;
2469     }
2470     return buf_ptr - buf;
2471 }
2472
2473 AVCodec mp2_decoder =
2474 {
2475     "mp2",
2476     CODEC_TYPE_AUDIO,
2477     CODEC_ID_MP2,
2478     sizeof(MPADecodeContext),
2479     decode_init,
2480     NULL,
2481     NULL,
2482     decode_frame,
2483 };
2484
2485 AVCodec mp3_decoder =
2486 {
2487     "mp3",
2488     CODEC_TYPE_AUDIO,
2489     CODEC_ID_MP3LAME,
2490     sizeof(MPADecodeContext),
2491     decode_init,
2492     NULL,
2493     NULL,
2494     decode_frame,
2495 };
2496
2497 #undef C1
2498 #undef C2
2499 #undef C3
2500 #undef C4
2501 #undef C5
2502 #undef C6
2503 #undef C7
2504 #undef C8
2505 #undef FRAC_BITS
2506 #undef HEADER_SIZE