lavc: AV-prefix all codec capabilities
[ffmpeg.git] / libavcodec / wmadec.c
1 /*
2  * WMA compatible decoder
3  * Copyright (c) 2002 The Libav Project
4  *
5  * This file is part of Libav.
6  *
7  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 /**
23  * @file
24  * WMA compatible decoder.
25  * This decoder handles Microsoft Windows Media Audio data, versions 1 & 2.
26  * WMA v1 is identified by audio format 0x160 in Microsoft media files
27  * (ASF/AVI/WAV). WMA v2 is identified by audio format 0x161.
28  *
29  * To use this decoder, a calling application must supply the extra data
30  * bytes provided with the WMA data. These are the extra, codec-specific
31  * bytes at the end of a WAVEFORMATEX data structure. Transmit these bytes
32  * to the decoder using the extradata[_size] fields in AVCodecContext. There
33  * should be 4 extra bytes for v1 data and 6 extra bytes for v2 data.
34  */
35
36 #include "libavutil/attributes.h"
37
38 #include "avcodec.h"
39 #include "internal.h"
40 #include "wma.h"
41
42 #undef NDEBUG
43 #include <assert.h>
44
45 #define EXPVLCBITS 8
46 #define EXPMAX     ((19 + EXPVLCBITS - 1) / EXPVLCBITS)
47
48 #define HGAINVLCBITS 9
49 #define HGAINMAX     ((13 + HGAINVLCBITS - 1) / HGAINVLCBITS)
50
51 static void wma_lsp_to_curve_init(WMACodecContext *s, int frame_len);
52
53 #ifdef TRACE
54 static void dump_floats(WMACodecContext *s, const char *name,
55                         int prec, const float *tab, int n)
56 {
57     int i;
58
59     ff_tlog(s->avctx, "%s[%d]:\n", name, n);
60     for (i = 0; i < n; i++) {
61         if ((i & 7) == 0)
62             ff_tlog(s->avctx, "%4d: ", i);
63         ff_tlog(s->avctx, " %8.*f", prec, tab[i]);
64         if ((i & 7) == 7)
65             ff_tlog(s->avctx, "\n");
66     }
67     if ((i & 7) != 0)
68         ff_tlog(s->avctx, "\n");
69 }
70 #endif /* TRACE */
71
72 static av_cold int wma_decode_init(AVCodecContext *avctx)
73 {
74     WMACodecContext *s = avctx->priv_data;
75     int i, flags2;
76     uint8_t *extradata;
77
78     if (!avctx->block_align) {
79         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "block_align is not set\n");
80         return AVERROR(EINVAL);
81     }
82
83     s->avctx = avctx;
84
85     /* extract flag infos */
86     flags2    = 0;
87     extradata = avctx->extradata;
88     if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_WMAV1 && avctx->extradata_size >= 4)
89         flags2 = AV_RL16(extradata + 2);
90     else if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_WMAV2 && avctx->extradata_size >= 6)
91         flags2 = AV_RL16(extradata + 4);
92
93     s->use_exp_vlc            = flags2 & 0x0001;
94     s->use_bit_reservoir      = flags2 & 0x0002;
95     s->use_variable_block_len = flags2 & 0x0004;
96
97     if (ff_wma_init(avctx, flags2) < 0)
98         return -1;
99
100     /* init MDCT */
101     for (i = 0; i < s->nb_block_sizes; i++)
102         ff_mdct_init(&s->mdct_ctx[i], s->frame_len_bits - i + 1, 1, 1.0 / 32768.0);
103
104     if (s->use_noise_coding) {
105         init_vlc(&s->hgain_vlc, HGAINVLCBITS, sizeof(ff_wma_hgain_huffbits),
106                  ff_wma_hgain_huffbits, 1, 1,
107                  ff_wma_hgain_huffcodes, 2, 2, 0);
108     }
109
110     if (s->use_exp_vlc)
111         init_vlc(&s->exp_vlc, EXPVLCBITS, sizeof(ff_aac_scalefactor_bits), // FIXME move out of context
112                  ff_aac_scalefactor_bits, 1, 1,
113                  ff_aac_scalefactor_code, 4, 4, 0);
114     else
115         wma_lsp_to_curve_init(s, s->frame_len);
116
117     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLTP;
118
119     return 0;
120 }
121
122 /**
123  * compute x^-0.25 with an exponent and mantissa table. We use linear
124  * interpolation to reduce the mantissa table size at a small speed
125  * expense (linear interpolation approximately doubles the number of
126  * bits of precision).
127  */
128 static inline float pow_m1_4(WMACodecContext *s, float x)
129 {
130     union {
131         float f;
132         unsigned int v;
133     } u, t;
134     unsigned int e, m;
135     float a, b;
136
137     u.f = x;
138     e   =  u.v >>  23;
139     m   = (u.v >> (23 - LSP_POW_BITS)) & ((1 << LSP_POW_BITS) - 1);
140     /* build interpolation scale: 1 <= t < 2. */
141     t.v = ((u.v << LSP_POW_BITS) & ((1 << 23) - 1)) | (127 << 23);
142     a   = s->lsp_pow_m_table1[m];
143     b   = s->lsp_pow_m_table2[m];
144     return s->lsp_pow_e_table[e] * (a + b * t.f);
145 }
146
147 static av_cold void wma_lsp_to_curve_init(WMACodecContext *s, int frame_len)
148 {
149     float wdel, a, b;
150     int i, e, m;
151
152     wdel = M_PI / frame_len;
153     for (i = 0; i < frame_len; i++)
154         s->lsp_cos_table[i] = 2.0f * cos(wdel * i);
155
156     /* tables for x^-0.25 computation */
157     for (i = 0; i < 256; i++) {
158         e                     = i - 126;
159         s->lsp_pow_e_table[i] = pow(2.0, e * -0.25);
160     }
161
162     /* NOTE: these two tables are needed to avoid two operations in
163      * pow_m1_4 */
164     b = 1.0;
165     for (i = (1 << LSP_POW_BITS) - 1; i >= 0; i--) {
166         m                      = (1 << LSP_POW_BITS) + i;
167         a                      = (float) m * (0.5 / (1 << LSP_POW_BITS));
168         a                      = pow(a, -0.25);
169         s->lsp_pow_m_table1[i] = 2 * a - b;
170         s->lsp_pow_m_table2[i] = b - a;
171         b                      = a;
172     }
173 }
174
175 /**
176  * NOTE: We use the same code as Vorbis here
177  * @todo optimize it further with SSE/3Dnow
178  */
179 static void wma_lsp_to_curve(WMACodecContext *s, float *out, float *val_max_ptr,
180                              int n, float *lsp)
181 {
182     int i, j;
183     float p, q, w, v, val_max;
184
185     val_max = 0;
186     for (i = 0; i < n; i++) {
187         p = 0.5f;
188         q = 0.5f;
189         w = s->lsp_cos_table[i];
190         for (j = 1; j < NB_LSP_COEFS; j += 2) {
191             q *= w - lsp[j - 1];
192             p *= w - lsp[j];
193         }
194         p *= p * (2.0f - w);
195         q *= q * (2.0f + w);
196         v  = p + q;
197         v  = pow_m1_4(s, v);
198         if (v > val_max)
199             val_max = v;
200         out[i] = v;
201     }
202     *val_max_ptr = val_max;
203 }
204
205 /**
206  * decode exponents coded with LSP coefficients (same idea as Vorbis)
207  */
208 static void decode_exp_lsp(WMACodecContext *s, int ch)
209 {
210     float lsp_coefs[NB_LSP_COEFS];
211     int val, i;
212
213     for (i = 0; i < NB_LSP_COEFS; i++) {
214         if (i == 0 || i >= 8)
215             val = get_bits(&s->gb, 3);
216         else
217             val = get_bits(&s->gb, 4);
218         lsp_coefs[i] = ff_wma_lsp_codebook[i][val];
219     }
220
221     wma_lsp_to_curve(s, s->exponents[ch], &s->max_exponent[ch],
222                      s->block_len, lsp_coefs);
223 }
224
225 /** pow(10, i / 16.0) for i in -60..95 */
226 static const float pow_tab[] = {
227     1.7782794100389e-04, 2.0535250264571e-04,
228     2.3713737056617e-04, 2.7384196342644e-04,
229     3.1622776601684e-04, 3.6517412725484e-04,
230     4.2169650342858e-04, 4.8696752516586e-04,
231     5.6234132519035e-04, 6.4938163157621e-04,
232     7.4989420933246e-04, 8.6596432336006e-04,
233     1.0000000000000e-03, 1.1547819846895e-03,
234     1.3335214321633e-03, 1.5399265260595e-03,
235     1.7782794100389e-03, 2.0535250264571e-03,
236     2.3713737056617e-03, 2.7384196342644e-03,
237     3.1622776601684e-03, 3.6517412725484e-03,
238     4.2169650342858e-03, 4.8696752516586e-03,
239     5.6234132519035e-03, 6.4938163157621e-03,
240     7.4989420933246e-03, 8.6596432336006e-03,
241     1.0000000000000e-02, 1.1547819846895e-02,
242     1.3335214321633e-02, 1.5399265260595e-02,
243     1.7782794100389e-02, 2.0535250264571e-02,
244     2.3713737056617e-02, 2.7384196342644e-02,
245     3.1622776601684e-02, 3.6517412725484e-02,
246     4.2169650342858e-02, 4.8696752516586e-02,
247     5.6234132519035e-02, 6.4938163157621e-02,
248     7.4989420933246e-02, 8.6596432336007e-02,
249     1.0000000000000e-01, 1.1547819846895e-01,
250     1.3335214321633e-01, 1.5399265260595e-01,
251     1.7782794100389e-01, 2.0535250264571e-01,
252     2.3713737056617e-01, 2.7384196342644e-01,
253     3.1622776601684e-01, 3.6517412725484e-01,
254     4.2169650342858e-01, 4.8696752516586e-01,
255     5.6234132519035e-01, 6.4938163157621e-01,
256     7.4989420933246e-01, 8.6596432336007e-01,
257     1.0000000000000e+00, 1.1547819846895e+00,
258     1.3335214321633e+00, 1.5399265260595e+00,
259     1.7782794100389e+00, 2.0535250264571e+00,
260     2.3713737056617e+00, 2.7384196342644e+00,
261     3.1622776601684e+00, 3.6517412725484e+00,
262     4.2169650342858e+00, 4.8696752516586e+00,
263     5.6234132519035e+00, 6.4938163157621e+00,
264     7.4989420933246e+00, 8.6596432336007e+00,
265     1.0000000000000e+01, 1.1547819846895e+01,
266     1.3335214321633e+01, 1.5399265260595e+01,
267     1.7782794100389e+01, 2.0535250264571e+01,
268     2.3713737056617e+01, 2.7384196342644e+01,
269     3.1622776601684e+01, 3.6517412725484e+01,
270     4.2169650342858e+01, 4.8696752516586e+01,
271     5.6234132519035e+01, 6.4938163157621e+01,
272     7.4989420933246e+01, 8.6596432336007e+01,
273     1.0000000000000e+02, 1.1547819846895e+02,
274     1.3335214321633e+02, 1.5399265260595e+02,
275     1.7782794100389e+02, 2.0535250264571e+02,
276     2.3713737056617e+02, 2.7384196342644e+02,
277     3.1622776601684e+02, 3.6517412725484e+02,
278     4.2169650342858e+02, 4.8696752516586e+02,
279     5.6234132519035e+02, 6.4938163157621e+02,
280     7.4989420933246e+02, 8.6596432336007e+02,
281     1.0000000000000e+03, 1.1547819846895e+03,
282     1.3335214321633e+03, 1.5399265260595e+03,
283     1.7782794100389e+03, 2.0535250264571e+03,
284     2.3713737056617e+03, 2.7384196342644e+03,
285     3.1622776601684e+03, 3.6517412725484e+03,
286     4.2169650342858e+03, 4.8696752516586e+03,
287     5.6234132519035e+03, 6.4938163157621e+03,
288     7.4989420933246e+03, 8.6596432336007e+03,
289     1.0000000000000e+04, 1.1547819846895e+04,
290     1.3335214321633e+04, 1.5399265260595e+04,
291     1.7782794100389e+04, 2.0535250264571e+04,
292     2.3713737056617e+04, 2.7384196342644e+04,
293     3.1622776601684e+04, 3.6517412725484e+04,
294     4.2169650342858e+04, 4.8696752516586e+04,
295     5.6234132519035e+04, 6.4938163157621e+04,
296     7.4989420933246e+04, 8.6596432336007e+04,
297     1.0000000000000e+05, 1.1547819846895e+05,
298     1.3335214321633e+05, 1.5399265260595e+05,
299     1.7782794100389e+05, 2.0535250264571e+05,
300     2.3713737056617e+05, 2.7384196342644e+05,
301     3.1622776601684e+05, 3.6517412725484e+05,
302     4.2169650342858e+05, 4.8696752516586e+05,
303     5.6234132519035e+05, 6.4938163157621e+05,
304     7.4989420933246e+05, 8.6596432336007e+05,
305 };
306
307 /**
308  * decode exponents coded with VLC codes
309  */
310 static int decode_exp_vlc(WMACodecContext *s, int ch)
311 {
312     int last_exp, n, code;
313     const uint16_t *ptr;
314     float v, max_scale;
315     uint32_t *q, *q_end, iv;
316     const float *ptab = pow_tab + 60;
317     const uint32_t *iptab = (const uint32_t *) ptab;
318
319     ptr       = s->exponent_bands[s->frame_len_bits - s->block_len_bits];
320     q         = (uint32_t *) s->exponents[ch];
321     q_end     = q + s->block_len;
322     max_scale = 0;
323     if (s->version == 1) {
324         last_exp  = get_bits(&s->gb, 5) + 10;
325         v         = ptab[last_exp];
326         iv        = iptab[last_exp];
327         max_scale = v;
328         n         = *ptr++;
329         switch (n & 3) do {
330         case 0: *q++ = iv;
331         case 3: *q++ = iv;
332         case 2: *q++ = iv;
333         case 1: *q++ = iv;
334         } while ((n -= 4) > 0);
335     } else
336         last_exp = 36;
337
338     while (q < q_end) {
339         code = get_vlc2(&s->gb, s->exp_vlc.table, EXPVLCBITS, EXPMAX);
340         if (code < 0) {
341             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Exponent vlc invalid\n");
342             return -1;
343         }
344         /* NOTE: this offset is the same as MPEG4 AAC ! */
345         last_exp += code - 60;
346         if ((unsigned) last_exp + 60 >= FF_ARRAY_ELEMS(pow_tab)) {
347             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Exponent out of range: %d\n",
348                    last_exp);
349             return -1;
350         }
351         v  = ptab[last_exp];
352         iv = iptab[last_exp];
353         if (v > max_scale)
354             max_scale = v;
355         n = *ptr++;
356         switch (n & 3) do {
357         case 0: *q++ = iv;
358         case 3: *q++ = iv;
359         case 2: *q++ = iv;
360         case 1: *q++ = iv;
361         } while ((n -= 4) > 0);
362     }
363     s->max_exponent[ch] = max_scale;
364     return 0;
365 }
366
367 /**
368  * Apply MDCT window and add into output.
369  *
370  * We ensure that when the windows overlap their squared sum
371  * is always 1 (MDCT reconstruction rule).
372  */
373 static void wma_window(WMACodecContext *s, float *out)
374 {
375     float *in = s->output;
376     int block_len, bsize, n;
377
378     /* left part */
379     if (s->block_len_bits <= s->prev_block_len_bits) {
380         block_len = s->block_len;
381         bsize     = s->frame_len_bits - s->block_len_bits;
382
383         s->fdsp.vector_fmul_add(out, in, s->windows[bsize],
384                                 out, block_len);
385     } else {
386         block_len = 1 << s->prev_block_len_bits;
387         n         = (s->block_len - block_len) / 2;
388         bsize     = s->frame_len_bits - s->prev_block_len_bits;
389
390         s->fdsp.vector_fmul_add(out + n, in + n, s->windows[bsize],
391                                 out + n, block_len);
392
393         memcpy(out + n + block_len, in + n + block_len, n * sizeof(float));
394     }
395
396     out += s->block_len;
397     in  += s->block_len;
398
399     /* right part */
400     if (s->block_len_bits <= s->next_block_len_bits) {
401         block_len = s->block_len;
402         bsize     = s->frame_len_bits - s->block_len_bits;
403
404         s->fdsp.vector_fmul_reverse(out, in, s->windows[bsize], block_len);
405     } else {
406         block_len = 1 << s->next_block_len_bits;
407         n         = (s->block_len - block_len) / 2;
408         bsize     = s->frame_len_bits - s->next_block_len_bits;
409
410         memcpy(out, in, n * sizeof(float));
411
412         s->fdsp.vector_fmul_reverse(out + n, in + n, s->windows[bsize],
413                                     block_len);
414
415         memset(out + n + block_len, 0, n * sizeof(float));
416     }
417 }
418
419 /**
420  * @return 0 if OK. 1 if last block of frame. return -1 if
421  * unrecorrable error.
422  */
423 static int wma_decode_block(WMACodecContext *s)
424 {
425     int n, v, a, ch, bsize;
426     int coef_nb_bits, total_gain;
427     int nb_coefs[MAX_CHANNELS];
428     float mdct_norm;
429     FFTContext *mdct;
430
431 #ifdef TRACE
432     ff_tlog(s->avctx, "***decode_block: %d:%d\n",
433             s->frame_count - 1, s->block_num);
434 #endif /* TRACE */
435
436     /* compute current block length */
437     if (s->use_variable_block_len) {
438         n = av_log2(s->nb_block_sizes - 1) + 1;
439
440         if (s->reset_block_lengths) {
441             s->reset_block_lengths = 0;
442             v                      = get_bits(&s->gb, n);
443             if (v >= s->nb_block_sizes) {
444                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
445                        "prev_block_len_bits %d out of range\n",
446                        s->frame_len_bits - v);
447                 return -1;
448             }
449             s->prev_block_len_bits = s->frame_len_bits - v;
450             v                      = get_bits(&s->gb, n);
451             if (v >= s->nb_block_sizes) {
452                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
453                        "block_len_bits %d out of range\n",
454                        s->frame_len_bits - v);
455                 return -1;
456             }
457             s->block_len_bits = s->frame_len_bits - v;
458         } else {
459             /* update block lengths */
460             s->prev_block_len_bits = s->block_len_bits;
461             s->block_len_bits      = s->next_block_len_bits;
462         }
463         v = get_bits(&s->gb, n);
464         if (v >= s->nb_block_sizes) {
465             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
466                    "next_block_len_bits %d out of range\n",
467                    s->frame_len_bits - v);
468             return -1;
469         }
470         s->next_block_len_bits = s->frame_len_bits - v;
471     } else {
472         /* fixed block len */
473         s->next_block_len_bits = s->frame_len_bits;
474         s->prev_block_len_bits = s->frame_len_bits;
475         s->block_len_bits      = s->frame_len_bits;
476     }
477
478     /* now check if the block length is coherent with the frame length */
479     s->block_len = 1 << s->block_len_bits;
480     if ((s->block_pos + s->block_len) > s->frame_len) {
481         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "frame_len overflow\n");
482         return -1;
483     }
484
485     if (s->avctx->channels == 2)
486         s->ms_stereo = get_bits1(&s->gb);
487     v = 0;
488     for (ch = 0; ch < s->avctx->channels; ch++) {
489         a                    = get_bits1(&s->gb);
490         s->channel_coded[ch] = a;
491         v                   |= a;
492     }
493
494     bsize = s->frame_len_bits - s->block_len_bits;
495
496     /* if no channel coded, no need to go further */
497     /* XXX: fix potential framing problems */
498     if (!v)
499         goto next;
500
501     /* read total gain and extract corresponding number of bits for
502      * coef escape coding */
503     total_gain = 1;
504     for (;;) {
505         a           = get_bits(&s->gb, 7);
506         total_gain += a;
507         if (a != 127)
508             break;
509     }
510
511     coef_nb_bits = ff_wma_total_gain_to_bits(total_gain);
512
513     /* compute number of coefficients */
514     n = s->coefs_end[bsize] - s->coefs_start;
515     for (ch = 0; ch < s->avctx->channels; ch++)
516         nb_coefs[ch] = n;
517
518     /* complex coding */
519     if (s->use_noise_coding) {
520         for (ch = 0; ch < s->avctx->channels; ch++) {
521             if (s->channel_coded[ch]) {
522                 int i, n, a;
523                 n = s->exponent_high_sizes[bsize];
524                 for (i = 0; i < n; i++) {
525                     a                         = get_bits1(&s->gb);
526                     s->high_band_coded[ch][i] = a;
527                     /* if noise coding, the coefficients are not transmitted */
528                     if (a)
529                         nb_coefs[ch] -= s->exponent_high_bands[bsize][i];
530                 }
531             }
532         }
533         for (ch = 0; ch < s->avctx->channels; ch++) {
534             if (s->channel_coded[ch]) {
535                 int i, n, val, code;
536
537                 n   = s->exponent_high_sizes[bsize];
538                 val = (int) 0x80000000;
539                 for (i = 0; i < n; i++) {
540                     if (s->high_band_coded[ch][i]) {
541                         if (val == (int) 0x80000000) {
542                             val = get_bits(&s->gb, 7) - 19;
543                         } else {
544                             code = get_vlc2(&s->gb, s->hgain_vlc.table,
545                                             HGAINVLCBITS, HGAINMAX);
546                             if (code < 0) {
547                                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
548                                        "hgain vlc invalid\n");
549                                 return -1;
550                             }
551                             val += code - 18;
552                         }
553                         s->high_band_values[ch][i] = val;
554                     }
555                 }
556             }
557         }
558     }
559
560     /* exponents can be reused in short blocks. */
561     if ((s->block_len_bits == s->frame_len_bits) || get_bits1(&s->gb)) {
562         for (ch = 0; ch < s->avctx->channels; ch++) {
563             if (s->channel_coded[ch]) {
564                 if (s->use_exp_vlc) {
565                     if (decode_exp_vlc(s, ch) < 0)
566                         return -1;
567                 } else {
568                     decode_exp_lsp(s, ch);
569                 }
570                 s->exponents_bsize[ch] = bsize;
571             }
572         }
573     }
574
575     /* parse spectral coefficients : just RLE encoding */
576     for (ch = 0; ch < s->avctx->channels; ch++) {
577         if (s->channel_coded[ch]) {
578             int tindex;
579             WMACoef *ptr = &s->coefs1[ch][0];
580
581             /* special VLC tables are used for ms stereo because
582              * there is potentially less energy there */
583             tindex = (ch == 1 && s->ms_stereo);
584             memset(ptr, 0, s->block_len * sizeof(WMACoef));
585             ff_wma_run_level_decode(s->avctx, &s->gb, &s->coef_vlc[tindex],
586                                     s->level_table[tindex], s->run_table[tindex],
587                                     0, ptr, 0, nb_coefs[ch],
588                                     s->block_len, s->frame_len_bits, coef_nb_bits);
589         }
590         if (s->version == 1 && s->avctx->channels >= 2)
591             align_get_bits(&s->gb);
592     }
593
594     /* normalize */
595     {
596         int n4 = s->block_len / 2;
597         mdct_norm = 1.0 / (float) n4;
598         if (s->version == 1)
599             mdct_norm *= sqrt(n4);
600     }
601
602     /* finally compute the MDCT coefficients */
603     for (ch = 0; ch < s->avctx->channels; ch++) {
604         if (s->channel_coded[ch]) {
605             WMACoef *coefs1;
606             float *coefs, *exponents, mult, mult1, noise;
607             int i, j, n, n1, last_high_band, esize;
608             float exp_power[HIGH_BAND_MAX_SIZE];
609
610             coefs1    = s->coefs1[ch];
611             exponents = s->exponents[ch];
612             esize     = s->exponents_bsize[ch];
613             mult      = pow(10, total_gain * 0.05) / s->max_exponent[ch];
614             mult     *= mdct_norm;
615             coefs     = s->coefs[ch];
616             if (s->use_noise_coding) {
617                 mult1 = mult;
618                 /* very low freqs : noise */
619                 for (i = 0; i < s->coefs_start; i++) {
620                     *coefs++ = s->noise_table[s->noise_index] *
621                                exponents[i << bsize >> esize] * mult1;
622                     s->noise_index = (s->noise_index + 1) &
623                                      (NOISE_TAB_SIZE - 1);
624                 }
625
626                 n1 = s->exponent_high_sizes[bsize];
627
628                 /* compute power of high bands */
629                 exponents = s->exponents[ch] +
630                             (s->high_band_start[bsize] << bsize >> esize);
631                 last_high_band = 0; /* avoid warning */
632                 for (j = 0; j < n1; j++) {
633                     n = s->exponent_high_bands[s->frame_len_bits -
634                                                s->block_len_bits][j];
635                     if (s->high_band_coded[ch][j]) {
636                         float e2, v;
637                         e2 = 0;
638                         for (i = 0; i < n; i++) {
639                             v   = exponents[i << bsize >> esize];
640                             e2 += v * v;
641                         }
642                         exp_power[j]   = e2 / n;
643                         last_high_band = j;
644                         ff_tlog(s->avctx, "%d: power=%f (%d)\n", j, exp_power[j], n);
645                     }
646                     exponents += n << bsize >> esize;
647                 }
648
649                 /* main freqs and high freqs */
650                 exponents = s->exponents[ch] + (s->coefs_start << bsize >> esize);
651                 for (j = -1; j < n1; j++) {
652                     if (j < 0)
653                         n = s->high_band_start[bsize] - s->coefs_start;
654                     else
655                         n = s->exponent_high_bands[s->frame_len_bits -
656                                                    s->block_len_bits][j];
657                     if (j >= 0 && s->high_band_coded[ch][j]) {
658                         /* use noise with specified power */
659                         mult1 = sqrt(exp_power[j] / exp_power[last_high_band]);
660                         /* XXX: use a table */
661                         mult1  = mult1 * pow(10, s->high_band_values[ch][j] * 0.05);
662                         mult1  = mult1 / (s->max_exponent[ch] * s->noise_mult);
663                         mult1 *= mdct_norm;
664                         for (i = 0; i < n; i++) {
665                             noise          = s->noise_table[s->noise_index];
666                             s->noise_index = (s->noise_index + 1) & (NOISE_TAB_SIZE - 1);
667                             *coefs++       = noise * exponents[i << bsize >> esize] * mult1;
668                         }
669                         exponents += n << bsize >> esize;
670                     } else {
671                         /* coded values + small noise */
672                         for (i = 0; i < n; i++) {
673                             noise          = s->noise_table[s->noise_index];
674                             s->noise_index = (s->noise_index + 1) & (NOISE_TAB_SIZE - 1);
675                             *coefs++       = ((*coefs1++) + noise) *
676                                              exponents[i << bsize >> esize] * mult;
677                         }
678                         exponents += n << bsize >> esize;
679                     }
680                 }
681
682                 /* very high freqs : noise */
683                 n     = s->block_len - s->coefs_end[bsize];
684                 mult1 = mult * exponents[((-1 << bsize)) >> esize];
685                 for (i = 0; i < n; i++) {
686                     *coefs++       = s->noise_table[s->noise_index] * mult1;
687                     s->noise_index = (s->noise_index + 1) & (NOISE_TAB_SIZE - 1);
688                 }
689             } else {
690                 /* XXX: optimize more */
691                 for (i = 0; i < s->coefs_start; i++)
692                     *coefs++ = 0.0;
693                 n = nb_coefs[ch];
694                 for (i = 0; i < n; i++)
695                     *coefs++ = coefs1[i] * exponents[i << bsize >> esize] * mult;
696                 n = s->block_len - s->coefs_end[bsize];
697                 for (i = 0; i < n; i++)
698                     *coefs++ = 0.0;
699             }
700         }
701     }
702
703 #ifdef TRACE
704     for (ch = 0; ch < s->avctx->channels; ch++) {
705         if (s->channel_coded[ch]) {
706             dump_floats(s, "exponents", 3, s->exponents[ch], s->block_len);
707             dump_floats(s, "coefs", 1, s->coefs[ch], s->block_len);
708         }
709     }
710 #endif /* TRACE */
711
712     if (s->ms_stereo && s->channel_coded[1]) {
713         /* nominal case for ms stereo: we do it before mdct */
714         /* no need to optimize this case because it should almost
715          * never happen */
716         if (!s->channel_coded[0]) {
717             ff_tlog(s->avctx, "rare ms-stereo case happened\n");
718             memset(s->coefs[0], 0, sizeof(float) * s->block_len);
719             s->channel_coded[0] = 1;
720         }
721
722         s->fdsp.butterflies_float(s->coefs[0], s->coefs[1], s->block_len);
723     }
724
725 next:
726     mdct = &s->mdct_ctx[bsize];
727
728     for (ch = 0; ch < s->avctx->channels; ch++) {
729         int n4, index;
730
731         n4 = s->block_len / 2;
732         if (s->channel_coded[ch])
733             mdct->imdct_calc(mdct, s->output, s->coefs[ch]);
734         else if (!(s->ms_stereo && ch == 1))
735             memset(s->output, 0, sizeof(s->output));
736
737         /* multiply by the window and add in the frame */
738         index = (s->frame_len / 2) + s->block_pos - n4;
739         wma_window(s, &s->frame_out[ch][index]);
740     }
741
742     /* update block number */
743     s->block_num++;
744     s->block_pos += s->block_len;
745     if (s->block_pos >= s->frame_len)
746         return 1;
747     else
748         return 0;
749 }
750
751 /* decode a frame of frame_len samples */
752 static int wma_decode_frame(WMACodecContext *s, float **samples,
753                             int samples_offset)
754 {
755     int ret, ch;
756
757 #ifdef TRACE
758     ff_tlog(s->avctx, "***decode_frame: %d size=%d\n",
759             s->frame_count++, s->frame_len);
760 #endif /* TRACE */
761
762     /* read each block */
763     s->block_num = 0;
764     s->block_pos = 0;
765     for (;;) {
766         ret = wma_decode_block(s);
767         if (ret < 0)
768             return -1;
769         if (ret)
770             break;
771     }
772
773     for (ch = 0; ch < s->avctx->channels; ch++) {
774         /* copy current block to output */
775         memcpy(samples[ch] + samples_offset, s->frame_out[ch],
776                s->frame_len * sizeof(*s->frame_out[ch]));
777         /* prepare for next block */
778         memmove(&s->frame_out[ch][0], &s->frame_out[ch][s->frame_len],
779                 s->frame_len * sizeof(*s->frame_out[ch]));
780
781 #ifdef TRACE
782         dump_floats(s, "samples", 6, samples[ch] + samples_offset,
783                     s->frame_len);
784 #endif /* TRACE */
785     }
786
787     return 0;
788 }
789
790 static int wma_decode_superframe(AVCodecContext *avctx, void *data,
791                                  int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
792 {
793     AVFrame *frame = data;
794     const uint8_t *buf = avpkt->data;
795     int buf_size       = avpkt->size;
796     WMACodecContext *s = avctx->priv_data;
797     int nb_frames, bit_offset, i, pos, len, ret;
798     uint8_t *q;
799     float **samples;
800     int samples_offset;
801
802     ff_tlog(avctx, "***decode_superframe:\n");
803
804     if (buf_size == 0) {
805         s->last_superframe_len = 0;
806         return 0;
807     }
808     if (buf_size < avctx->block_align) {
809         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
810                "Input packet size too small (%d < %d)\n",
811                buf_size, avctx->block_align);
812         return AVERROR_INVALIDDATA;
813     }
814     buf_size = avctx->block_align;
815
816     init_get_bits(&s->gb, buf, buf_size * 8);
817
818     if (s->use_bit_reservoir) {
819         /* read super frame header */
820         skip_bits(&s->gb, 4); /* super frame index */
821         nb_frames = get_bits(&s->gb, 4) - (s->last_superframe_len <= 0);
822     } else
823         nb_frames = 1;
824
825     /* get output buffer */
826     frame->nb_samples = nb_frames * s->frame_len;
827     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0) {
828         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
829         return ret;
830     }
831     samples        = (float **) frame->extended_data;
832     samples_offset = 0;
833
834     if (s->use_bit_reservoir) {
835         bit_offset = get_bits(&s->gb, s->byte_offset_bits + 3);
836         if (bit_offset > get_bits_left(&s->gb)) {
837             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
838                    "Invalid last frame bit offset %d > buf size %d (%d)\n",
839                    bit_offset, get_bits_left(&s->gb), buf_size);
840             goto fail;
841         }
842
843         if (s->last_superframe_len > 0) {
844             /* add bit_offset bits to last frame */
845             if ((s->last_superframe_len + ((bit_offset + 7) >> 3)) >
846                 MAX_CODED_SUPERFRAME_SIZE)
847                 goto fail;
848             q   = s->last_superframe + s->last_superframe_len;
849             len = bit_offset;
850             while (len > 7) {
851                 *q++ = (get_bits) (&s->gb, 8);
852                 len -= 8;
853             }
854             if (len > 0)
855                 *q++ = (get_bits) (&s->gb, len) << (8 - len);
856             memset(q, 0, FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
857
858             /* XXX: bit_offset bits into last frame */
859             init_get_bits(&s->gb, s->last_superframe,
860                           s->last_superframe_len * 8 + bit_offset);
861             /* skip unused bits */
862             if (s->last_bitoffset > 0)
863                 skip_bits(&s->gb, s->last_bitoffset);
864             /* this frame is stored in the last superframe and in the
865              * current one */
866             if (wma_decode_frame(s, samples, samples_offset) < 0)
867                 goto fail;
868             samples_offset += s->frame_len;
869             nb_frames--;
870         }
871
872         /* read each frame starting from bit_offset */
873         pos = bit_offset + 4 + 4 + s->byte_offset_bits + 3;
874         if (pos >= MAX_CODED_SUPERFRAME_SIZE * 8 || pos > buf_size * 8)
875             return AVERROR_INVALIDDATA;
876         init_get_bits(&s->gb, buf + (pos >> 3), (buf_size - (pos >> 3)) * 8);
877         len = pos & 7;
878         if (len > 0)
879             skip_bits(&s->gb, len);
880
881         s->reset_block_lengths = 1;
882         for (i = 0; i < nb_frames; i++) {
883             if (wma_decode_frame(s, samples, samples_offset) < 0)
884                 goto fail;
885             samples_offset += s->frame_len;
886         }
887
888         /* we copy the end of the frame in the last frame buffer */
889         pos               = get_bits_count(&s->gb) +
890                             ((bit_offset + 4 + 4 + s->byte_offset_bits + 3) & ~7);
891         s->last_bitoffset = pos & 7;
892         pos             >>= 3;
893         len               = buf_size - pos;
894         if (len > MAX_CODED_SUPERFRAME_SIZE || len < 0) {
895             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "len %d invalid\n", len);
896             goto fail;
897         }
898         s->last_superframe_len = len;
899         memcpy(s->last_superframe, buf + pos, len);
900     } else {
901         /* single frame decode */
902         if (wma_decode_frame(s, samples, samples_offset) < 0)
903             goto fail;
904         samples_offset += s->frame_len;
905     }
906
907     ff_dlog(s->avctx, "%d %d %d %d outbytes:%td eaten:%d\n",
908             s->frame_len_bits, s->block_len_bits, s->frame_len, s->block_len,
909             (int8_t *) samples - (int8_t *) data, avctx->block_align);
910
911     *got_frame_ptr = 1;
912
913     return avctx->block_align;
914
915 fail:
916     /* when error, we reset the bit reservoir */
917     s->last_superframe_len = 0;
918     return -1;
919 }
920
921 static av_cold void flush(AVCodecContext *avctx)
922 {
923     WMACodecContext *s = avctx->priv_data;
924
925     s->last_bitoffset      =
926     s->last_superframe_len = 0;
927 }
928
929 AVCodec ff_wmav1_decoder = {
930     .name           = "wmav1",
931     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Windows Media Audio 1"),
932     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
933     .id             = AV_CODEC_ID_WMAV1,
934     .priv_data_size = sizeof(WMACodecContext),
935     .init           = wma_decode_init,
936     .close          = ff_wma_end,
937     .decode         = wma_decode_superframe,
938     .flush          = flush,
939     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DR1,
940     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
941                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
942 };
943
944 AVCodec ff_wmav2_decoder = {
945     .name           = "wmav2",
946     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Windows Media Audio 2"),
947     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
948     .id             = AV_CODEC_ID_WMAV2,
949     .priv_data_size = sizeof(WMACodecContext),
950     .init           = wma_decode_init,
951     .close          = ff_wma_end,
952     .decode         = wma_decode_superframe,
953     .flush          = flush,
954     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DR1,
955     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
956                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
957 };