innoHeim/Rsupport Screen Capture Codec decoder
[ffmpeg.git] / libavcodec / wmaprodec.c
1 /*
2  * Wmapro compatible decoder
3  * Copyright (c) 2007 Baptiste Coudurier, Benjamin Larsson, Ulion
4  * Copyright (c) 2008 - 2011 Sascha Sommer, Benjamin Larsson
5  *
6  * This file is part of Libav.
7  *
8  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
10  * License as published by the Free Software Foundation; either
11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
12  *
13  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
16  * Lesser General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
19  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
21  */
22
23 /**
24  * @file
25  * @brief wmapro decoder implementation
26  * Wmapro is an MDCT based codec comparable to wma standard or AAC.
27  * The decoding therefore consists of the following steps:
28  * - bitstream decoding
29  * - reconstruction of per-channel data
30  * - rescaling and inverse quantization
31  * - IMDCT
32  * - windowing and overlapp-add
33  *
34  * The compressed wmapro bitstream is split into individual packets.
35  * Every such packet contains one or more wma frames.
36  * The compressed frames may have a variable length and frames may
37  * cross packet boundaries.
38  * Common to all wmapro frames is the number of samples that are stored in
39  * a frame.
40  * The number of samples and a few other decode flags are stored
41  * as extradata that has to be passed to the decoder.
42  *
43  * The wmapro frames themselves are again split into a variable number of
44  * subframes. Every subframe contains the data for 2^N time domain samples
45  * where N varies between 7 and 12.
46  *
47  * Example wmapro bitstream (in samples):
48  *
49  * ||   packet 0           || packet 1 || packet 2      packets
50  * ---------------------------------------------------
51  * || frame 0      || frame 1       || frame 2    ||    frames
52  * ---------------------------------------------------
53  * ||   |      |   ||   |   |   |   ||            ||    subframes of channel 0
54  * ---------------------------------------------------
55  * ||      |   |   ||   |   |   |   ||            ||    subframes of channel 1
56  * ---------------------------------------------------
57  *
58  * The frame layouts for the individual channels of a wma frame does not need
59  * to be the same.
60  *
61  * However, if the offsets and lengths of several subframes of a frame are the
62  * same, the subframes of the channels can be grouped.
63  * Every group may then use special coding techniques like M/S stereo coding
64  * to improve the compression ratio. These channel transformations do not
65  * need to be applied to a whole subframe. Instead, they can also work on
66  * individual scale factor bands (see below).
67  * The coefficients that carry the audio signal in the frequency domain
68  * are transmitted as huffman-coded vectors with 4, 2 and 1 elements.
69  * In addition to that, the encoder can switch to a runlevel coding scheme
70  * by transmitting subframe_length / 128 zero coefficients.
71  *
72  * Before the audio signal can be converted to the time domain, the
73  * coefficients have to be rescaled and inverse quantized.
74  * A subframe is therefore split into several scale factor bands that get
75  * scaled individually.
76  * Scale factors are submitted for every frame but they might be shared
77  * between the subframes of a channel. Scale factors are initially DPCM-coded.
78  * Once scale factors are shared, the differences are transmitted as runlevel
79  * codes.
80  * Every subframe length and offset combination in the frame layout shares a
81  * common quantization factor that can be adjusted for every channel by a
82  * modifier.
83  * After the inverse quantization, the coefficients get processed by an IMDCT.
84  * The resulting values are then windowed with a sine window and the first half
85  * of the values are added to the second half of the output from the previous
86  * subframe in order to reconstruct the output samples.
87  */
88
89 #include <inttypes.h>
90
91 #include "libavutil/float_dsp.h"
92 #include "libavutil/intfloat.h"
93 #include "libavutil/intreadwrite.h"
94 #include "avcodec.h"
95 #include "internal.h"
96 #include "get_bits.h"
97 #include "put_bits.h"
98 #include "wmaprodata.h"
99 #include "sinewin.h"
100 #include "wma.h"
101 #include "wma_common.h"
102
103 /** current decoder limitations */
104 #define WMAPRO_MAX_CHANNELS    8                             ///< max number of handled channels
105 #define MAX_SUBFRAMES  32                                    ///< max number of subframes per channel
106 #define MAX_BANDS      29                                    ///< max number of scale factor bands
107 #define MAX_FRAMESIZE  32768                                 ///< maximum compressed frame size
108
109 #define WMAPRO_BLOCK_MIN_BITS  6                                           ///< log2 of min block size
110 #define WMAPRO_BLOCK_MAX_BITS 13                                           ///< log2 of max block size
111 #define WMAPRO_BLOCK_MIN_SIZE (1 << WMAPRO_BLOCK_MIN_BITS)                 ///< minimum block size
112 #define WMAPRO_BLOCK_MAX_SIZE (1 << WMAPRO_BLOCK_MAX_BITS)                 ///< maximum block size
113 #define WMAPRO_BLOCK_SIZES    (WMAPRO_BLOCK_MAX_BITS - WMAPRO_BLOCK_MIN_BITS + 1) ///< possible block sizes
114
115
116 #define VLCBITS            9
117 #define SCALEVLCBITS       8
118 #define VEC4MAXDEPTH    ((HUFF_VEC4_MAXBITS+VLCBITS-1)/VLCBITS)
119 #define VEC2MAXDEPTH    ((HUFF_VEC2_MAXBITS+VLCBITS-1)/VLCBITS)
120 #define VEC1MAXDEPTH    ((HUFF_VEC1_MAXBITS+VLCBITS-1)/VLCBITS)
121 #define SCALEMAXDEPTH   ((HUFF_SCALE_MAXBITS+SCALEVLCBITS-1)/SCALEVLCBITS)
122 #define SCALERLMAXDEPTH ((HUFF_SCALE_RL_MAXBITS+VLCBITS-1)/VLCBITS)
123
124 static VLC              sf_vlc;           ///< scale factor DPCM vlc
125 static VLC              sf_rl_vlc;        ///< scale factor run length vlc
126 static VLC              vec4_vlc;         ///< 4 coefficients per symbol
127 static VLC              vec2_vlc;         ///< 2 coefficients per symbol
128 static VLC              vec1_vlc;         ///< 1 coefficient per symbol
129 static VLC              coef_vlc[2];      ///< coefficient run length vlc codes
130 static float            sin64[33];        ///< sine table for decorrelation
131
132 /**
133  * @brief frame specific decoder context for a single channel
134  */
135 typedef struct WMAProChannelCtx {
136     int16_t  prev_block_len;                          ///< length of the previous block
137     uint8_t  transmit_coefs;
138     uint8_t  num_subframes;
139     uint16_t subframe_len[MAX_SUBFRAMES];             ///< subframe length in samples
140     uint16_t subframe_offset[MAX_SUBFRAMES];          ///< subframe positions in the current frame
141     uint8_t  cur_subframe;                            ///< current subframe number
142     uint16_t decoded_samples;                         ///< number of already processed samples
143     uint8_t  grouped;                                 ///< channel is part of a group
144     int      quant_step;                              ///< quantization step for the current subframe
145     int8_t   reuse_sf;                                ///< share scale factors between subframes
146     int8_t   scale_factor_step;                       ///< scaling step for the current subframe
147     int      max_scale_factor;                        ///< maximum scale factor for the current subframe
148     int      saved_scale_factors[2][MAX_BANDS];       ///< resampled and (previously) transmitted scale factor values
149     int8_t   scale_factor_idx;                        ///< index for the transmitted scale factor values (used for resampling)
150     int*     scale_factors;                           ///< pointer to the scale factor values used for decoding
151     uint8_t  table_idx;                               ///< index in sf_offsets for the scale factor reference block
152     float*   coeffs;                                  ///< pointer to the subframe decode buffer
153     uint16_t num_vec_coeffs;                          ///< number of vector coded coefficients
154     DECLARE_ALIGNED(32, float, out)[WMAPRO_BLOCK_MAX_SIZE + WMAPRO_BLOCK_MAX_SIZE / 2]; ///< output buffer
155 } WMAProChannelCtx;
156
157 /**
158  * @brief channel group for channel transformations
159  */
160 typedef struct WMAProChannelGrp {
161     uint8_t num_channels;                                     ///< number of channels in the group
162     int8_t  transform;                                        ///< transform on / off
163     int8_t  transform_band[MAX_BANDS];                        ///< controls if the transform is enabled for a certain band
164     float   decorrelation_matrix[WMAPRO_MAX_CHANNELS*WMAPRO_MAX_CHANNELS];
165     float*  channel_data[WMAPRO_MAX_CHANNELS];                ///< transformation coefficients
166 } WMAProChannelGrp;
167
168 /**
169  * @brief main decoder context
170  */
171 typedef struct WMAProDecodeCtx {
172     /* generic decoder variables */
173     AVCodecContext*  avctx;                         ///< codec context for av_log
174     AVFloatDSPContext fdsp;
175     uint8_t          frame_data[MAX_FRAMESIZE +
176                       AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE];///< compressed frame data
177     PutBitContext    pb;                            ///< context for filling the frame_data buffer
178     FFTContext       mdct_ctx[WMAPRO_BLOCK_SIZES];  ///< MDCT context per block size
179     DECLARE_ALIGNED(32, float, tmp)[WMAPRO_BLOCK_MAX_SIZE]; ///< IMDCT output buffer
180     float*           windows[WMAPRO_BLOCK_SIZES];   ///< windows for the different block sizes
181
182     /* frame size dependent frame information (set during initialization) */
183     uint32_t         decode_flags;                  ///< used compression features
184     uint8_t          len_prefix;                    ///< frame is prefixed with its length
185     uint8_t          dynamic_range_compression;     ///< frame contains DRC data
186     uint8_t          bits_per_sample;               ///< integer audio sample size for the unscaled IMDCT output (used to scale to [-1.0, 1.0])
187     uint16_t         samples_per_frame;             ///< number of samples to output
188     uint16_t         log2_frame_size;
189     int8_t           lfe_channel;                   ///< lfe channel index
190     uint8_t          max_num_subframes;
191     uint8_t          subframe_len_bits;             ///< number of bits used for the subframe length
192     uint8_t          max_subframe_len_bit;          ///< flag indicating that the subframe is of maximum size when the first subframe length bit is 1
193     uint16_t         min_samples_per_subframe;
194     int8_t           num_sfb[WMAPRO_BLOCK_SIZES];   ///< scale factor bands per block size
195     int16_t          sfb_offsets[WMAPRO_BLOCK_SIZES][MAX_BANDS];                    ///< scale factor band offsets (multiples of 4)
196     int8_t           sf_offsets[WMAPRO_BLOCK_SIZES][WMAPRO_BLOCK_SIZES][MAX_BANDS]; ///< scale factor resample matrix
197     int16_t          subwoofer_cutoffs[WMAPRO_BLOCK_SIZES]; ///< subwoofer cutoff values
198
199     /* packet decode state */
200     GetBitContext    pgb;                           ///< bitstream reader context for the packet
201     int              next_packet_start;             ///< start offset of the next wma packet in the demuxer packet
202     uint8_t          packet_offset;                 ///< frame offset in the packet
203     uint8_t          packet_sequence_number;        ///< current packet number
204     int              num_saved_bits;                ///< saved number of bits
205     int              frame_offset;                  ///< frame offset in the bit reservoir
206     int              subframe_offset;               ///< subframe offset in the bit reservoir
207     uint8_t          packet_loss;                   ///< set in case of bitstream error
208     uint8_t          packet_done;                   ///< set when a packet is fully decoded
209
210     /* frame decode state */
211     uint32_t         frame_num;                     ///< current frame number (not used for decoding)
212     GetBitContext    gb;                            ///< bitstream reader context
213     int              buf_bit_size;                  ///< buffer size in bits
214     uint8_t          drc_gain;                      ///< gain for the DRC tool
215     int8_t           skip_frame;                    ///< skip output step
216     int8_t           parsed_all_subframes;          ///< all subframes decoded?
217
218     /* subframe/block decode state */
219     int16_t          subframe_len;                  ///< current subframe length
220     int8_t           channels_for_cur_subframe;     ///< number of channels that contain the subframe
221     int8_t           channel_indexes_for_cur_subframe[WMAPRO_MAX_CHANNELS];
222     int8_t           num_bands;                     ///< number of scale factor bands
223     int8_t           transmit_num_vec_coeffs;       ///< number of vector coded coefficients is part of the bitstream
224     int16_t*         cur_sfb_offsets;               ///< sfb offsets for the current block
225     uint8_t          table_idx;                     ///< index for the num_sfb, sfb_offsets, sf_offsets and subwoofer_cutoffs tables
226     int8_t           esc_len;                       ///< length of escaped coefficients
227
228     uint8_t          num_chgroups;                  ///< number of channel groups
229     WMAProChannelGrp chgroup[WMAPRO_MAX_CHANNELS];  ///< channel group information
230
231     WMAProChannelCtx channel[WMAPRO_MAX_CHANNELS];  ///< per channel data
232 } WMAProDecodeCtx;
233
234
235 /**
236  *@brief helper function to print the most important members of the context
237  *@param s context
238  */
239 static av_cold void dump_context(WMAProDecodeCtx *s)
240 {
241 #define PRINT(a, b)     av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, " %s = %d\n", a, b);
242 #define PRINT_HEX(a, b) av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, " %s = %"PRIx32"\n", a, b);
243
244     PRINT("ed sample bit depth", s->bits_per_sample);
245     PRINT_HEX("ed decode flags", s->decode_flags);
246     PRINT("samples per frame",   s->samples_per_frame);
247     PRINT("log2 frame size",     s->log2_frame_size);
248     PRINT("max num subframes",   s->max_num_subframes);
249     PRINT("len prefix",          s->len_prefix);
250     PRINT("num channels",        s->avctx->channels);
251 }
252
253 /**
254  *@brief Uninitialize the decoder and free all resources.
255  *@param avctx codec context
256  *@return 0 on success, < 0 otherwise
257  */
258 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
259 {
260     WMAProDecodeCtx *s = avctx->priv_data;
261     int i;
262
263     for (i = 0; i < WMAPRO_BLOCK_SIZES; i++)
264         ff_mdct_end(&s->mdct_ctx[i]);
265
266     return 0;
267 }
268
269 /**
270  *@brief Initialize the decoder.
271  *@param avctx codec context
272  *@return 0 on success, -1 otherwise
273  */
274 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
275 {
276     WMAProDecodeCtx *s = avctx->priv_data;
277     uint8_t *edata_ptr = avctx->extradata;
278     unsigned int channel_mask;
279     int i, bits;
280     int log2_max_num_subframes;
281     int num_possible_block_sizes;
282
283     if (!avctx->block_align) {
284         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "block_align is not set\n");
285         return AVERROR(EINVAL);
286     }
287
288     s->avctx = avctx;
289     avpriv_float_dsp_init(&s->fdsp, avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_BITEXACT);
290
291     init_put_bits(&s->pb, s->frame_data, MAX_FRAMESIZE);
292
293     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLTP;
294
295     if (avctx->extradata_size >= 18) {
296         s->decode_flags    = AV_RL16(edata_ptr+14);
297         channel_mask       = AV_RL32(edata_ptr+2);
298         s->bits_per_sample = AV_RL16(edata_ptr);
299         /** dump the extradata */
300         for (i = 0; i < avctx->extradata_size; i++)
301             ff_dlog(avctx, "[%x] ", avctx->extradata[i]);
302         ff_dlog(avctx, "\n");
303
304     } else {
305         avpriv_request_sample(avctx, "Unknown extradata size");
306         return AVERROR_PATCHWELCOME;
307     }
308
309     /** generic init */
310     s->log2_frame_size = av_log2(avctx->block_align) + 4;
311
312     /** frame info */
313     s->skip_frame  = 1; /* skip first frame */
314     s->packet_loss = 1;
315     s->len_prefix  = (s->decode_flags & 0x40);
316
317     /** get frame len */
318     bits = ff_wma_get_frame_len_bits(avctx->sample_rate, 3, s->decode_flags);
319     if (bits > WMAPRO_BLOCK_MAX_BITS) {
320         avpriv_request_sample(avctx, "14-bit block sizes");
321         return AVERROR_PATCHWELCOME;
322     }
323     s->samples_per_frame = 1 << bits;
324
325     /** subframe info */
326     log2_max_num_subframes       = ((s->decode_flags & 0x38) >> 3);
327     s->max_num_subframes         = 1 << log2_max_num_subframes;
328     if (s->max_num_subframes == 16 || s->max_num_subframes == 4)
329         s->max_subframe_len_bit = 1;
330     s->subframe_len_bits = av_log2(log2_max_num_subframes) + 1;
331
332     num_possible_block_sizes     = log2_max_num_subframes + 1;
333     s->min_samples_per_subframe  = s->samples_per_frame / s->max_num_subframes;
334     s->dynamic_range_compression = (s->decode_flags & 0x80);
335
336     if (s->max_num_subframes > MAX_SUBFRAMES) {
337         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid number of subframes %"PRId8"\n",
338                s->max_num_subframes);
339         return AVERROR_INVALIDDATA;
340     }
341
342     if (s->min_samples_per_subframe < WMAPRO_BLOCK_MIN_SIZE) {
343         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid minimum block size %"PRId8"\n",
344                s->max_num_subframes);
345         return AVERROR_INVALIDDATA;
346     }
347
348     if (s->avctx->sample_rate <= 0) {
349         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sample rate\n");
350         return AVERROR_INVALIDDATA;
351     }
352
353     if (avctx->channels < 0) {
354         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid number of channels %d\n",
355                avctx->channels);
356         return AVERROR_INVALIDDATA;
357     } else if (avctx->channels > WMAPRO_MAX_CHANNELS) {
358         avpriv_request_sample(avctx,
359                               "More than %d channels", WMAPRO_MAX_CHANNELS);
360         return AVERROR_PATCHWELCOME;
361     }
362
363     /** init previous block len */
364     for (i = 0; i < avctx->channels; i++)
365         s->channel[i].prev_block_len = s->samples_per_frame;
366
367     /** extract lfe channel position */
368     s->lfe_channel = -1;
369
370     if (channel_mask & 8) {
371         unsigned int mask;
372         for (mask = 1; mask < 16; mask <<= 1) {
373             if (channel_mask & mask)
374                 ++s->lfe_channel;
375         }
376     }
377
378     INIT_VLC_STATIC(&sf_vlc, SCALEVLCBITS, HUFF_SCALE_SIZE,
379                     scale_huffbits, 1, 1,
380                     scale_huffcodes, 2, 2, 616);
381
382     INIT_VLC_STATIC(&sf_rl_vlc, VLCBITS, HUFF_SCALE_RL_SIZE,
383                     scale_rl_huffbits, 1, 1,
384                     scale_rl_huffcodes, 4, 4, 1406);
385
386     INIT_VLC_STATIC(&coef_vlc[0], VLCBITS, HUFF_COEF0_SIZE,
387                     coef0_huffbits, 1, 1,
388                     coef0_huffcodes, 4, 4, 2108);
389
390     INIT_VLC_STATIC(&coef_vlc[1], VLCBITS, HUFF_COEF1_SIZE,
391                     coef1_huffbits, 1, 1,
392                     coef1_huffcodes, 4, 4, 3912);
393
394     INIT_VLC_STATIC(&vec4_vlc, VLCBITS, HUFF_VEC4_SIZE,
395                     vec4_huffbits, 1, 1,
396                     vec4_huffcodes, 2, 2, 604);
397
398     INIT_VLC_STATIC(&vec2_vlc, VLCBITS, HUFF_VEC2_SIZE,
399                     vec2_huffbits, 1, 1,
400                     vec2_huffcodes, 2, 2, 562);
401
402     INIT_VLC_STATIC(&vec1_vlc, VLCBITS, HUFF_VEC1_SIZE,
403                     vec1_huffbits, 1, 1,
404                     vec1_huffcodes, 2, 2, 562);
405
406     /** calculate number of scale factor bands and their offsets
407         for every possible block size */
408     for (i = 0; i < num_possible_block_sizes; i++) {
409         int subframe_len = s->samples_per_frame >> i;
410         int x;
411         int band = 1;
412
413         s->sfb_offsets[i][0] = 0;
414
415         for (x = 0; x < MAX_BANDS-1 && s->sfb_offsets[i][band - 1] < subframe_len; x++) {
416             int offset = (subframe_len * 2 * critical_freq[x])
417                           / s->avctx->sample_rate + 2;
418             offset &= ~3;
419             if (offset > s->sfb_offsets[i][band - 1])
420                 s->sfb_offsets[i][band++] = offset;
421         }
422         s->sfb_offsets[i][band - 1] = subframe_len;
423         s->num_sfb[i]               = band - 1;
424     }
425
426
427     /** Scale factors can be shared between blocks of different size
428         as every block has a different scale factor band layout.
429         The matrix sf_offsets is needed to find the correct scale factor.
430      */
431
432     for (i = 0; i < num_possible_block_sizes; i++) {
433         int b;
434         for (b = 0; b < s->num_sfb[i]; b++) {
435             int x;
436             int offset = ((s->sfb_offsets[i][b]
437                            + s->sfb_offsets[i][b + 1] - 1) << i) >> 1;
438             for (x = 0; x < num_possible_block_sizes; x++) {
439                 int v = 0;
440                 while (s->sfb_offsets[x][v + 1] << x < offset)
441                     if (++v >= MAX_BANDS)
442                         return AVERROR_INVALIDDATA;
443                 s->sf_offsets[i][x][b] = v;
444             }
445         }
446     }
447
448     /** init MDCT, FIXME: only init needed sizes */
449     for (i = 0; i < WMAPRO_BLOCK_SIZES; i++)
450         ff_mdct_init(&s->mdct_ctx[i], WMAPRO_BLOCK_MIN_BITS+1+i, 1,
451                      1.0 / (1 << (WMAPRO_BLOCK_MIN_BITS + i - 1))
452                      / (1 << (s->bits_per_sample - 1)));
453
454     /** init MDCT windows: simple sine window */
455     for (i = 0; i < WMAPRO_BLOCK_SIZES; i++) {
456         const int win_idx = WMAPRO_BLOCK_MAX_BITS - i;
457         ff_init_ff_sine_windows(win_idx);
458         s->windows[WMAPRO_BLOCK_SIZES - i - 1] = ff_sine_windows[win_idx];
459     }
460
461     /** calculate subwoofer cutoff values */
462     for (i = 0; i < num_possible_block_sizes; i++) {
463         int block_size = s->samples_per_frame >> i;
464         int cutoff = (440*block_size + 3 * (s->avctx->sample_rate >> 1) - 1)
465                      / s->avctx->sample_rate;
466         s->subwoofer_cutoffs[i] = av_clip(cutoff, 4, block_size);
467     }
468
469     /** calculate sine values for the decorrelation matrix */
470     for (i = 0; i < 33; i++)
471         sin64[i] = sin(i*M_PI / 64.0);
472
473     if (avctx->debug & FF_DEBUG_BITSTREAM)
474         dump_context(s);
475
476     avctx->channel_layout = channel_mask;
477
478     return 0;
479 }
480
481 /**
482  *@brief Decode the subframe length.
483  *@param s context
484  *@param offset sample offset in the frame
485  *@return decoded subframe length on success, < 0 in case of an error
486  */
487 static int decode_subframe_length(WMAProDecodeCtx *s, int offset)
488 {
489     int frame_len_shift = 0;
490     int subframe_len;
491
492     /** no need to read from the bitstream when only one length is possible */
493     if (offset == s->samples_per_frame - s->min_samples_per_subframe)
494         return s->min_samples_per_subframe;
495
496     /** 1 bit indicates if the subframe is of maximum length */
497     if (s->max_subframe_len_bit) {
498         if (get_bits1(&s->gb))
499             frame_len_shift = 1 + get_bits(&s->gb, s->subframe_len_bits-1);
500     } else
501         frame_len_shift = get_bits(&s->gb, s->subframe_len_bits);
502
503     subframe_len = s->samples_per_frame >> frame_len_shift;
504
505     /** sanity check the length */
506     if (subframe_len < s->min_samples_per_subframe ||
507         subframe_len > s->samples_per_frame) {
508         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "broken frame: subframe_len %i\n",
509                subframe_len);
510         return AVERROR_INVALIDDATA;
511     }
512     return subframe_len;
513 }
514
515 /**
516  *@brief Decode how the data in the frame is split into subframes.
517  *       Every WMA frame contains the encoded data for a fixed number of
518  *       samples per channel. The data for every channel might be split
519  *       into several subframes. This function will reconstruct the list of
520  *       subframes for every channel.
521  *
522  *       If the subframes are not evenly split, the algorithm estimates the
523  *       channels with the lowest number of total samples.
524  *       Afterwards, for each of these channels a bit is read from the
525  *       bitstream that indicates if the channel contains a subframe with the
526  *       next subframe size that is going to be read from the bitstream or not.
527  *       If a channel contains such a subframe, the subframe size gets added to
528  *       the channel's subframe list.
529  *       The algorithm repeats these steps until the frame is properly divided
530  *       between the individual channels.
531  *
532  *@param s context
533  *@return 0 on success, < 0 in case of an error
534  */
535 static int decode_tilehdr(WMAProDecodeCtx *s)
536 {
537     uint16_t num_samples[WMAPRO_MAX_CHANNELS] = { 0 };/**< sum of samples for all currently known subframes of a channel */
538     uint8_t  contains_subframe[WMAPRO_MAX_CHANNELS];  /**< flag indicating if a channel contains the current subframe */
539     int channels_for_cur_subframe = s->avctx->channels; /**< number of channels that contain the current subframe */
540     int fixed_channel_layout = 0;                     /**< flag indicating that all channels use the same subframe offsets and sizes */
541     int min_channel_len = 0;                          /**< smallest sum of samples (channels with this length will be processed first) */
542     int c;
543
544     /* Should never consume more than 3073 bits (256 iterations for the
545      * while loop when always the minimum amount of 128 samples is subtracted
546      * from missing samples in the 8 channel case).
547      * 1 + BLOCK_MAX_SIZE * MAX_CHANNELS / BLOCK_MIN_SIZE * (MAX_CHANNELS  + 4)
548      */
549
550     /** reset tiling information */
551     for (c = 0; c < s->avctx->channels; c++)
552         s->channel[c].num_subframes = 0;
553
554     if (s->max_num_subframes == 1 || get_bits1(&s->gb))
555         fixed_channel_layout = 1;
556
557     /** loop until the frame data is split between the subframes */
558     do {
559         int subframe_len;
560
561         /** check which channels contain the subframe */
562         for (c = 0; c < s->avctx->channels; c++) {
563             if (num_samples[c] == min_channel_len) {
564                 if (fixed_channel_layout || channels_for_cur_subframe == 1 ||
565                    (min_channel_len == s->samples_per_frame - s->min_samples_per_subframe))
566                     contains_subframe[c] = 1;
567                 else
568                     contains_subframe[c] = get_bits1(&s->gb);
569             } else
570                 contains_subframe[c] = 0;
571         }
572
573         /** get subframe length, subframe_len == 0 is not allowed */
574         if ((subframe_len = decode_subframe_length(s, min_channel_len)) <= 0)
575             return AVERROR_INVALIDDATA;
576
577         /** add subframes to the individual channels and find new min_channel_len */
578         min_channel_len += subframe_len;
579         for (c = 0; c < s->avctx->channels; c++) {
580             WMAProChannelCtx* chan = &s->channel[c];
581
582             if (contains_subframe[c]) {
583                 if (chan->num_subframes >= MAX_SUBFRAMES) {
584                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
585                            "broken frame: num subframes > 31\n");
586                     return AVERROR_INVALIDDATA;
587                 }
588                 chan->subframe_len[chan->num_subframes] = subframe_len;
589                 num_samples[c] += subframe_len;
590                 ++chan->num_subframes;
591                 if (num_samples[c] > s->samples_per_frame) {
592                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "broken frame: "
593                            "channel len > samples_per_frame\n");
594                     return AVERROR_INVALIDDATA;
595                 }
596             } else if (num_samples[c] <= min_channel_len) {
597                 if (num_samples[c] < min_channel_len) {
598                     channels_for_cur_subframe = 0;
599                     min_channel_len = num_samples[c];
600                 }
601                 ++channels_for_cur_subframe;
602             }
603         }
604     } while (min_channel_len < s->samples_per_frame);
605
606     for (c = 0; c < s->avctx->channels; c++) {
607         int i;
608         int offset = 0;
609         for (i = 0; i < s->channel[c].num_subframes; i++) {
610             ff_dlog(s->avctx, "frame[%i] channel[%i] subframe[%i]"
611                     " len %i\n", s->frame_num, c, i,
612                     s->channel[c].subframe_len[i]);
613             s->channel[c].subframe_offset[i] = offset;
614             offset += s->channel[c].subframe_len[i];
615         }
616     }
617
618     return 0;
619 }
620
621 /**
622  *@brief Calculate a decorrelation matrix from the bitstream parameters.
623  *@param s codec context
624  *@param chgroup channel group for which the matrix needs to be calculated
625  */
626 static void decode_decorrelation_matrix(WMAProDecodeCtx *s,
627                                         WMAProChannelGrp *chgroup)
628 {
629     int i;
630     int offset = 0;
631     int8_t rotation_offset[WMAPRO_MAX_CHANNELS * WMAPRO_MAX_CHANNELS];
632     memset(chgroup->decorrelation_matrix, 0, s->avctx->channels *
633            s->avctx->channels * sizeof(*chgroup->decorrelation_matrix));
634
635     for (i = 0; i < chgroup->num_channels * (chgroup->num_channels - 1) >> 1; i++)
636         rotation_offset[i] = get_bits(&s->gb, 6);
637
638     for (i = 0; i < chgroup->num_channels; i++)
639         chgroup->decorrelation_matrix[chgroup->num_channels * i + i] =
640             get_bits1(&s->gb) ? 1.0 : -1.0;
641
642     for (i = 1; i < chgroup->num_channels; i++) {
643         int x;
644         for (x = 0; x < i; x++) {
645             int y;
646             for (y = 0; y < i + 1; y++) {
647                 float v1 = chgroup->decorrelation_matrix[x * chgroup->num_channels + y];
648                 float v2 = chgroup->decorrelation_matrix[i * chgroup->num_channels + y];
649                 int n = rotation_offset[offset + x];
650                 float sinv;
651                 float cosv;
652
653                 if (n < 32) {
654                     sinv = sin64[n];
655                     cosv = sin64[32 - n];
656                 } else {
657                     sinv =  sin64[64 -  n];
658                     cosv = -sin64[n  - 32];
659                 }
660
661                 chgroup->decorrelation_matrix[y + x * chgroup->num_channels] =
662                                                (v1 * sinv) - (v2 * cosv);
663                 chgroup->decorrelation_matrix[y + i * chgroup->num_channels] =
664                                                (v1 * cosv) + (v2 * sinv);
665             }
666         }
667         offset += i;
668     }
669 }
670
671 /**
672  *@brief Decode channel transformation parameters
673  *@param s codec context
674  *@return 0 in case of success, < 0 in case of bitstream errors
675  */
676 static int decode_channel_transform(WMAProDecodeCtx* s)
677 {
678     int i;
679     /* should never consume more than 1921 bits for the 8 channel case
680      * 1 + MAX_CHANNELS * (MAX_CHANNELS + 2 + 3 * MAX_CHANNELS * MAX_CHANNELS
681      * + MAX_CHANNELS + MAX_BANDS + 1)
682      */
683
684     /** in the one channel case channel transforms are pointless */
685     s->num_chgroups = 0;
686     if (s->avctx->channels > 1) {
687         int remaining_channels = s->channels_for_cur_subframe;
688
689         if (get_bits1(&s->gb)) {
690             avpriv_request_sample(s->avctx,
691                                   "Channel transform bit");
692             return AVERROR_PATCHWELCOME;
693         }
694
695         for (s->num_chgroups = 0; remaining_channels &&
696              s->num_chgroups < s->channels_for_cur_subframe; s->num_chgroups++) {
697             WMAProChannelGrp* chgroup = &s->chgroup[s->num_chgroups];
698             float** channel_data = chgroup->channel_data;
699             chgroup->num_channels = 0;
700             chgroup->transform = 0;
701
702             /** decode channel mask */
703             if (remaining_channels > 2) {
704                 for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
705                     int channel_idx = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
706                     if (!s->channel[channel_idx].grouped
707                         && get_bits1(&s->gb)) {
708                         ++chgroup->num_channels;
709                         s->channel[channel_idx].grouped = 1;
710                         *channel_data++ = s->channel[channel_idx].coeffs;
711                     }
712                 }
713             } else {
714                 chgroup->num_channels = remaining_channels;
715                 for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
716                     int channel_idx = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
717                     if (!s->channel[channel_idx].grouped)
718                         *channel_data++ = s->channel[channel_idx].coeffs;
719                     s->channel[channel_idx].grouped = 1;
720                 }
721             }
722
723             /** decode transform type */
724             if (chgroup->num_channels == 2) {
725                 if (get_bits1(&s->gb)) {
726                     if (get_bits1(&s->gb)) {
727                         avpriv_request_sample(s->avctx,
728                                               "Unknown channel transform type");
729                         return AVERROR_PATCHWELCOME;
730                     }
731                 } else {
732                     chgroup->transform = 1;
733                     if (s->avctx->channels == 2) {
734                         chgroup->decorrelation_matrix[0] =  1.0;
735                         chgroup->decorrelation_matrix[1] = -1.0;
736                         chgroup->decorrelation_matrix[2] =  1.0;
737                         chgroup->decorrelation_matrix[3] =  1.0;
738                     } else {
739                         /** cos(pi/4) */
740                         chgroup->decorrelation_matrix[0] =  0.70703125;
741                         chgroup->decorrelation_matrix[1] = -0.70703125;
742                         chgroup->decorrelation_matrix[2] =  0.70703125;
743                         chgroup->decorrelation_matrix[3] =  0.70703125;
744                     }
745                 }
746             } else if (chgroup->num_channels > 2) {
747                 if (get_bits1(&s->gb)) {
748                     chgroup->transform = 1;
749                     if (get_bits1(&s->gb)) {
750                         decode_decorrelation_matrix(s, chgroup);
751                     } else {
752                         /** FIXME: more than 6 coupled channels not supported */
753                         if (chgroup->num_channels > 6) {
754                             avpriv_request_sample(s->avctx,
755                                                   "Coupled channels > 6");
756                         } else {
757                             memcpy(chgroup->decorrelation_matrix,
758                                    default_decorrelation[chgroup->num_channels],
759                                    chgroup->num_channels * chgroup->num_channels *
760                                    sizeof(*chgroup->decorrelation_matrix));
761                         }
762                     }
763                 }
764             }
765
766             /** decode transform on / off */
767             if (chgroup->transform) {
768                 if (!get_bits1(&s->gb)) {
769                     int i;
770                     /** transform can be enabled for individual bands */
771                     for (i = 0; i < s->num_bands; i++) {
772                         chgroup->transform_band[i] = get_bits1(&s->gb);
773                     }
774                 } else {
775                     memset(chgroup->transform_band, 1, s->num_bands);
776                 }
777             }
778             remaining_channels -= chgroup->num_channels;
779         }
780     }
781     return 0;
782 }
783
784 /**
785  *@brief Extract the coefficients from the bitstream.
786  *@param s codec context
787  *@param c current channel number
788  *@return 0 on success, < 0 in case of bitstream errors
789  */
790 static int decode_coeffs(WMAProDecodeCtx *s, int c)
791 {
792     /* Integers 0..15 as single-precision floats.  The table saves a
793        costly int to float conversion, and storing the values as
794        integers allows fast sign-flipping. */
795     static const uint32_t fval_tab[16] = {
796         0x00000000, 0x3f800000, 0x40000000, 0x40400000,
797         0x40800000, 0x40a00000, 0x40c00000, 0x40e00000,
798         0x41000000, 0x41100000, 0x41200000, 0x41300000,
799         0x41400000, 0x41500000, 0x41600000, 0x41700000,
800     };
801     int vlctable;
802     VLC* vlc;
803     WMAProChannelCtx* ci = &s->channel[c];
804     int rl_mode = 0;
805     int cur_coeff = 0;
806     int num_zeros = 0;
807     const uint16_t* run;
808     const float* level;
809
810     ff_dlog(s->avctx, "decode coefficients for channel %i\n", c);
811
812     vlctable = get_bits1(&s->gb);
813     vlc = &coef_vlc[vlctable];
814
815     if (vlctable) {
816         run = coef1_run;
817         level = coef1_level;
818     } else {
819         run = coef0_run;
820         level = coef0_level;
821     }
822
823     /** decode vector coefficients (consumes up to 167 bits per iteration for
824       4 vector coded large values) */
825     while ((s->transmit_num_vec_coeffs || !rl_mode) &&
826            (cur_coeff + 3 < ci->num_vec_coeffs)) {
827         uint32_t vals[4];
828         int i;
829         unsigned int idx;
830
831         idx = get_vlc2(&s->gb, vec4_vlc.table, VLCBITS, VEC4MAXDEPTH);
832
833         if (idx == HUFF_VEC4_SIZE - 1) {
834             for (i = 0; i < 4; i += 2) {
835                 idx = get_vlc2(&s->gb, vec2_vlc.table, VLCBITS, VEC2MAXDEPTH);
836                 if (idx == HUFF_VEC2_SIZE - 1) {
837                     uint32_t v0, v1;
838                     v0 = get_vlc2(&s->gb, vec1_vlc.table, VLCBITS, VEC1MAXDEPTH);
839                     if (v0 == HUFF_VEC1_SIZE - 1)
840                         v0 += ff_wma_get_large_val(&s->gb);
841                     v1 = get_vlc2(&s->gb, vec1_vlc.table, VLCBITS, VEC1MAXDEPTH);
842                     if (v1 == HUFF_VEC1_SIZE - 1)
843                         v1 += ff_wma_get_large_val(&s->gb);
844                     vals[i  ] = av_float2int(v0);
845                     vals[i+1] = av_float2int(v1);
846                 } else {
847                     vals[i]   = fval_tab[symbol_to_vec2[idx] >> 4 ];
848                     vals[i+1] = fval_tab[symbol_to_vec2[idx] & 0xF];
849                 }
850             }
851         } else {
852             vals[0] = fval_tab[ symbol_to_vec4[idx] >> 12      ];
853             vals[1] = fval_tab[(symbol_to_vec4[idx] >> 8) & 0xF];
854             vals[2] = fval_tab[(symbol_to_vec4[idx] >> 4) & 0xF];
855             vals[3] = fval_tab[ symbol_to_vec4[idx]       & 0xF];
856         }
857
858         /** decode sign */
859         for (i = 0; i < 4; i++) {
860             if (vals[i]) {
861                 uint32_t sign = get_bits1(&s->gb) - 1;
862                 AV_WN32A(&ci->coeffs[cur_coeff], vals[i] ^ sign << 31);
863                 num_zeros = 0;
864             } else {
865                 ci->coeffs[cur_coeff] = 0;
866                 /** switch to run level mode when subframe_len / 128 zeros
867                     were found in a row */
868                 rl_mode |= (++num_zeros > s->subframe_len >> 8);
869             }
870             ++cur_coeff;
871         }
872     }
873
874     /** decode run level coded coefficients */
875     if (cur_coeff < s->subframe_len) {
876         memset(&ci->coeffs[cur_coeff], 0,
877                sizeof(*ci->coeffs) * (s->subframe_len - cur_coeff));
878         if (ff_wma_run_level_decode(s->avctx, &s->gb, vlc,
879                                     level, run, 1, ci->coeffs,
880                                     cur_coeff, s->subframe_len,
881                                     s->subframe_len, s->esc_len, 0))
882             return AVERROR_INVALIDDATA;
883     }
884
885     return 0;
886 }
887
888 /**
889  *@brief Extract scale factors from the bitstream.
890  *@param s codec context
891  *@return 0 on success, < 0 in case of bitstream errors
892  */
893 static int decode_scale_factors(WMAProDecodeCtx* s)
894 {
895     int i;
896
897     /** should never consume more than 5344 bits
898      *  MAX_CHANNELS * (1 +  MAX_BANDS * 23)
899      */
900
901     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
902         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
903         int* sf;
904         int* sf_end;
905         s->channel[c].scale_factors = s->channel[c].saved_scale_factors[!s->channel[c].scale_factor_idx];
906         sf_end = s->channel[c].scale_factors + s->num_bands;
907
908         /** resample scale factors for the new block size
909          *  as the scale factors might need to be resampled several times
910          *  before some  new values are transmitted, a backup of the last
911          *  transmitted scale factors is kept in saved_scale_factors
912          */
913         if (s->channel[c].reuse_sf) {
914             const int8_t* sf_offsets = s->sf_offsets[s->table_idx][s->channel[c].table_idx];
915             int b;
916             for (b = 0; b < s->num_bands; b++)
917                 s->channel[c].scale_factors[b] =
918                     s->channel[c].saved_scale_factors[s->channel[c].scale_factor_idx][*sf_offsets++];
919         }
920
921         if (!s->channel[c].cur_subframe || get_bits1(&s->gb)) {
922
923             if (!s->channel[c].reuse_sf) {
924                 int val;
925                 /** decode DPCM coded scale factors */
926                 s->channel[c].scale_factor_step = get_bits(&s->gb, 2) + 1;
927                 val = 45 / s->channel[c].scale_factor_step;
928                 for (sf = s->channel[c].scale_factors; sf < sf_end; sf++) {
929                     val += get_vlc2(&s->gb, sf_vlc.table, SCALEVLCBITS, SCALEMAXDEPTH) - 60;
930                     *sf = val;
931                 }
932             } else {
933                 int i;
934                 /** run level decode differences to the resampled factors */
935                 for (i = 0; i < s->num_bands; i++) {
936                     int idx;
937                     int skip;
938                     int val;
939                     int sign;
940
941                     idx = get_vlc2(&s->gb, sf_rl_vlc.table, VLCBITS, SCALERLMAXDEPTH);
942
943                     if (!idx) {
944                         uint32_t code = get_bits(&s->gb, 14);
945                         val  =  code >> 6;
946                         sign = (code & 1) - 1;
947                         skip = (code & 0x3f) >> 1;
948                     } else if (idx == 1) {
949                         break;
950                     } else {
951                         skip = scale_rl_run[idx];
952                         val  = scale_rl_level[idx];
953                         sign = get_bits1(&s->gb)-1;
954                     }
955
956                     i += skip;
957                     if (i >= s->num_bands) {
958                         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
959                                "invalid scale factor coding\n");
960                         return AVERROR_INVALIDDATA;
961                     }
962                     s->channel[c].scale_factors[i] += (val ^ sign) - sign;
963                 }
964             }
965             /** swap buffers */
966             s->channel[c].scale_factor_idx = !s->channel[c].scale_factor_idx;
967             s->channel[c].table_idx = s->table_idx;
968             s->channel[c].reuse_sf  = 1;
969         }
970
971         /** calculate new scale factor maximum */
972         s->channel[c].max_scale_factor = s->channel[c].scale_factors[0];
973         for (sf = s->channel[c].scale_factors + 1; sf < sf_end; sf++) {
974             s->channel[c].max_scale_factor =
975                 FFMAX(s->channel[c].max_scale_factor, *sf);
976         }
977
978     }
979     return 0;
980 }
981
982 /**
983  *@brief Reconstruct the individual channel data.
984  *@param s codec context
985  */
986 static void inverse_channel_transform(WMAProDecodeCtx *s)
987 {
988     int i;
989
990     for (i = 0; i < s->num_chgroups; i++) {
991         if (s->chgroup[i].transform) {
992             float data[WMAPRO_MAX_CHANNELS];
993             const int num_channels = s->chgroup[i].num_channels;
994             float** ch_data = s->chgroup[i].channel_data;
995             float** ch_end = ch_data + num_channels;
996             const int8_t* tb = s->chgroup[i].transform_band;
997             int16_t* sfb;
998
999             /** multichannel decorrelation */
1000             for (sfb = s->cur_sfb_offsets;
1001                  sfb < s->cur_sfb_offsets + s->num_bands; sfb++) {
1002                 int y;
1003                 if (*tb++ == 1) {
1004                     /** multiply values with the decorrelation_matrix */
1005                     for (y = sfb[0]; y < FFMIN(sfb[1], s->subframe_len); y++) {
1006                         const float* mat = s->chgroup[i].decorrelation_matrix;
1007                         const float* data_end = data + num_channels;
1008                         float* data_ptr = data;
1009                         float** ch;
1010
1011                         for (ch = ch_data; ch < ch_end; ch++)
1012                             *data_ptr++ = (*ch)[y];
1013
1014                         for (ch = ch_data; ch < ch_end; ch++) {
1015                             float sum = 0;
1016                             data_ptr = data;
1017                             while (data_ptr < data_end)
1018                                 sum += *data_ptr++ * *mat++;
1019
1020                             (*ch)[y] = sum;
1021                         }
1022                     }
1023                 } else if (s->avctx->channels == 2) {
1024                     int len = FFMIN(sfb[1], s->subframe_len) - sfb[0];
1025                     s->fdsp.vector_fmul_scalar(ch_data[0] + sfb[0],
1026                                                ch_data[0] + sfb[0],
1027                                                181.0 / 128, len);
1028                     s->fdsp.vector_fmul_scalar(ch_data[1] + sfb[0],
1029                                                ch_data[1] + sfb[0],
1030                                                181.0 / 128, len);
1031                 }
1032             }
1033         }
1034     }
1035 }
1036
1037 /**
1038  *@brief Apply sine window and reconstruct the output buffer.
1039  *@param s codec context
1040  */
1041 static void wmapro_window(WMAProDecodeCtx *s)
1042 {
1043     int i;
1044     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1045         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1046         float* window;
1047         int winlen = s->channel[c].prev_block_len;
1048         float* start = s->channel[c].coeffs - (winlen >> 1);
1049
1050         if (s->subframe_len < winlen) {
1051             start += (winlen - s->subframe_len) >> 1;
1052             winlen = s->subframe_len;
1053         }
1054
1055         window = s->windows[av_log2(winlen) - WMAPRO_BLOCK_MIN_BITS];
1056
1057         winlen >>= 1;
1058
1059         s->fdsp.vector_fmul_window(start, start, start + winlen,
1060                                    window, winlen);
1061
1062         s->channel[c].prev_block_len = s->subframe_len;
1063     }
1064 }
1065
1066 /**
1067  *@brief Decode a single subframe (block).
1068  *@param s codec context
1069  *@return 0 on success, < 0 when decoding failed
1070  */
1071 static int decode_subframe(WMAProDecodeCtx *s)
1072 {
1073     int offset = s->samples_per_frame;
1074     int subframe_len = s->samples_per_frame;
1075     int i;
1076     int total_samples   = s->samples_per_frame * s->avctx->channels;
1077     int transmit_coeffs = 0;
1078     int cur_subwoofer_cutoff;
1079
1080     s->subframe_offset = get_bits_count(&s->gb);
1081
1082     /** reset channel context and find the next block offset and size
1083         == the next block of the channel with the smallest number of
1084         decoded samples
1085     */
1086     for (i = 0; i < s->avctx->channels; i++) {
1087         s->channel[i].grouped = 0;
1088         if (offset > s->channel[i].decoded_samples) {
1089             offset = s->channel[i].decoded_samples;
1090             subframe_len =
1091                 s->channel[i].subframe_len[s->channel[i].cur_subframe];
1092         }
1093     }
1094
1095     ff_dlog(s->avctx,
1096             "processing subframe with offset %i len %i\n", offset, subframe_len);
1097
1098     /** get a list of all channels that contain the estimated block */
1099     s->channels_for_cur_subframe = 0;
1100     for (i = 0; i < s->avctx->channels; i++) {
1101         const int cur_subframe = s->channel[i].cur_subframe;
1102         /** subtract already processed samples */
1103         total_samples -= s->channel[i].decoded_samples;
1104
1105         /** and count if there are multiple subframes that match our profile */
1106         if (offset == s->channel[i].decoded_samples &&
1107             subframe_len == s->channel[i].subframe_len[cur_subframe]) {
1108             total_samples -= s->channel[i].subframe_len[cur_subframe];
1109             s->channel[i].decoded_samples +=
1110                 s->channel[i].subframe_len[cur_subframe];
1111             s->channel_indexes_for_cur_subframe[s->channels_for_cur_subframe] = i;
1112             ++s->channels_for_cur_subframe;
1113         }
1114     }
1115
1116     /** check if the frame will be complete after processing the
1117         estimated block */
1118     if (!total_samples)
1119         s->parsed_all_subframes = 1;
1120
1121
1122     ff_dlog(s->avctx, "subframe is part of %i channels\n",
1123             s->channels_for_cur_subframe);
1124
1125     /** calculate number of scale factor bands and their offsets */
1126     s->table_idx         = av_log2(s->samples_per_frame/subframe_len);
1127     s->num_bands         = s->num_sfb[s->table_idx];
1128     s->cur_sfb_offsets   = s->sfb_offsets[s->table_idx];
1129     cur_subwoofer_cutoff = s->subwoofer_cutoffs[s->table_idx];
1130
1131     /** configure the decoder for the current subframe */
1132     offset += s->samples_per_frame >> 1;
1133
1134     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1135         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1136
1137         s->channel[c].coeffs = &s->channel[c].out[offset];
1138     }
1139
1140     s->subframe_len = subframe_len;
1141     s->esc_len = av_log2(s->subframe_len - 1) + 1;
1142
1143     /** skip extended header if any */
1144     if (get_bits1(&s->gb)) {
1145         int num_fill_bits;
1146         if (!(num_fill_bits = get_bits(&s->gb, 2))) {
1147             int len = get_bits(&s->gb, 4);
1148             num_fill_bits = get_bits(&s->gb, len) + 1;
1149         }
1150
1151         if (num_fill_bits >= 0) {
1152             if (get_bits_count(&s->gb) + num_fill_bits > s->num_saved_bits) {
1153                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid number of fill bits\n");
1154                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1155             }
1156
1157             skip_bits_long(&s->gb, num_fill_bits);
1158         }
1159     }
1160
1161     /** no idea for what the following bit is used */
1162     if (get_bits1(&s->gb)) {
1163         avpriv_request_sample(s->avctx, "Reserved bit");
1164         return AVERROR_PATCHWELCOME;
1165     }
1166
1167
1168     if (decode_channel_transform(s) < 0)
1169         return AVERROR_INVALIDDATA;
1170
1171
1172     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1173         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1174         if ((s->channel[c].transmit_coefs = get_bits1(&s->gb)))
1175             transmit_coeffs = 1;
1176     }
1177
1178     if (transmit_coeffs) {
1179         int step;
1180         int quant_step = 90 * s->bits_per_sample >> 4;
1181
1182         /** decode number of vector coded coefficients */
1183         if ((s->transmit_num_vec_coeffs = get_bits1(&s->gb))) {
1184             int num_bits = av_log2((s->subframe_len + 3)/4) + 1;
1185             for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1186                 int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1187                 int num_vec_coeffs = get_bits(&s->gb, num_bits) << 2;
1188                 if (num_vec_coeffs + offset > FF_ARRAY_ELEMS(s->channel[c].out)) {
1189                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "num_vec_coeffs %d is too large\n", num_vec_coeffs);
1190                     return AVERROR_INVALIDDATA;
1191                 }
1192                 s->channel[c].num_vec_coeffs = num_vec_coeffs;
1193             }
1194         } else {
1195             for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1196                 int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1197                 s->channel[c].num_vec_coeffs = s->subframe_len;
1198             }
1199         }
1200         /** decode quantization step */
1201         step = get_sbits(&s->gb, 6);
1202         quant_step += step;
1203         if (step == -32 || step == 31) {
1204             const int sign = (step == 31) - 1;
1205             int quant = 0;
1206             while (get_bits_count(&s->gb) + 5 < s->num_saved_bits &&
1207                    (step = get_bits(&s->gb, 5)) == 31) {
1208                 quant += 31;
1209             }
1210             quant_step += ((quant + step) ^ sign) - sign;
1211         }
1212         if (quant_step < 0) {
1213             av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, "negative quant step\n");
1214         }
1215
1216         /** decode quantization step modifiers for every channel */
1217
1218         if (s->channels_for_cur_subframe == 1) {
1219             s->channel[s->channel_indexes_for_cur_subframe[0]].quant_step = quant_step;
1220         } else {
1221             int modifier_len = get_bits(&s->gb, 3);
1222             for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1223                 int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1224                 s->channel[c].quant_step = quant_step;
1225                 if (get_bits1(&s->gb)) {
1226                     if (modifier_len) {
1227                         s->channel[c].quant_step += get_bits(&s->gb, modifier_len) + 1;
1228                     } else
1229                         ++s->channel[c].quant_step;
1230                 }
1231             }
1232         }
1233
1234         /** decode scale factors */
1235         if (decode_scale_factors(s) < 0)
1236             return AVERROR_INVALIDDATA;
1237     }
1238
1239     ff_dlog(s->avctx, "BITSTREAM: subframe header length was %i\n",
1240             get_bits_count(&s->gb) - s->subframe_offset);
1241
1242     /** parse coefficients */
1243     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1244         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1245         if (s->channel[c].transmit_coefs &&
1246             get_bits_count(&s->gb) < s->num_saved_bits) {
1247             decode_coeffs(s, c);
1248         } else
1249             memset(s->channel[c].coeffs, 0,
1250                    sizeof(*s->channel[c].coeffs) * subframe_len);
1251     }
1252
1253     ff_dlog(s->avctx, "BITSTREAM: subframe length was %i\n",
1254             get_bits_count(&s->gb) - s->subframe_offset);
1255
1256     if (transmit_coeffs) {
1257         FFTContext *mdct = &s->mdct_ctx[av_log2(subframe_len) - WMAPRO_BLOCK_MIN_BITS];
1258         /** reconstruct the per channel data */
1259         inverse_channel_transform(s);
1260         for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1261             int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1262             const int* sf = s->channel[c].scale_factors;
1263             int b;
1264
1265             if (c == s->lfe_channel)
1266                 memset(&s->tmp[cur_subwoofer_cutoff], 0, sizeof(*s->tmp) *
1267                        (subframe_len - cur_subwoofer_cutoff));
1268
1269             /** inverse quantization and rescaling */
1270             for (b = 0; b < s->num_bands; b++) {
1271                 const int end = FFMIN(s->cur_sfb_offsets[b+1], s->subframe_len);
1272                 const int exp = s->channel[c].quant_step -
1273                             (s->channel[c].max_scale_factor - *sf++) *
1274                             s->channel[c].scale_factor_step;
1275                 const float quant = pow(10.0, exp / 20.0);
1276                 int start = s->cur_sfb_offsets[b];
1277                 s->fdsp.vector_fmul_scalar(s->tmp + start,
1278                                            s->channel[c].coeffs + start,
1279                                            quant, end - start);
1280             }
1281
1282             /** apply imdct (imdct_half == DCTIV with reverse) */
1283             mdct->imdct_half(mdct, s->channel[c].coeffs, s->tmp);
1284         }
1285     }
1286
1287     /** window and overlapp-add */
1288     wmapro_window(s);
1289
1290     /** handled one subframe */
1291     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1292         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1293         if (s->channel[c].cur_subframe >= s->channel[c].num_subframes) {
1294             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "broken subframe\n");
1295             return AVERROR_INVALIDDATA;
1296         }
1297         ++s->channel[c].cur_subframe;
1298     }
1299
1300     return 0;
1301 }
1302
1303 /**
1304  *@brief Decode one WMA frame.
1305  *@param s codec context
1306  *@return 0 if the trailer bit indicates that this is the last frame,
1307  *        1 if there are additional frames
1308  */
1309 static int decode_frame(WMAProDecodeCtx *s, AVFrame *frame, int *got_frame_ptr)
1310 {
1311     AVCodecContext *avctx = s->avctx;
1312     GetBitContext* gb = &s->gb;
1313     int more_frames = 0;
1314     int len = 0;
1315     int i, ret;
1316
1317     /** get frame length */
1318     if (s->len_prefix)
1319         len = get_bits(gb, s->log2_frame_size);
1320
1321     ff_dlog(s->avctx, "decoding frame with length %x\n", len);
1322
1323     /** decode tile information */
1324     if (decode_tilehdr(s)) {
1325         s->packet_loss = 1;
1326         return 0;
1327     }
1328
1329     /** read postproc transform */
1330     if (s->avctx->channels > 1 && get_bits1(gb)) {
1331         if (get_bits1(gb)) {
1332             for (i = 0; i < avctx->channels * avctx->channels; i++)
1333                 skip_bits(gb, 4);
1334         }
1335     }
1336
1337     /** read drc info */
1338     if (s->dynamic_range_compression) {
1339         s->drc_gain = get_bits(gb, 8);
1340         ff_dlog(s->avctx, "drc_gain %i\n", s->drc_gain);
1341     }
1342
1343     /** no idea what these are for, might be the number of samples
1344         that need to be skipped at the beginning or end of a stream */
1345     if (get_bits1(gb)) {
1346         int av_unused skip;
1347
1348         /** usually true for the first frame */
1349         if (get_bits1(gb)) {
1350             skip = get_bits(gb, av_log2(s->samples_per_frame * 2));
1351             ff_dlog(s->avctx, "start skip: %i\n", skip);
1352         }
1353
1354         /** sometimes true for the last frame */
1355         if (get_bits1(gb)) {
1356             skip = get_bits(gb, av_log2(s->samples_per_frame * 2));
1357             ff_dlog(s->avctx, "end skip: %i\n", skip);
1358         }
1359
1360     }
1361
1362     ff_dlog(s->avctx, "BITSTREAM: frame header length was %i\n",
1363             get_bits_count(gb) - s->frame_offset);
1364
1365     /** reset subframe states */
1366     s->parsed_all_subframes = 0;
1367     for (i = 0; i < avctx->channels; i++) {
1368         s->channel[i].decoded_samples = 0;
1369         s->channel[i].cur_subframe    = 0;
1370         s->channel[i].reuse_sf        = 0;
1371     }
1372
1373     /** decode all subframes */
1374     while (!s->parsed_all_subframes) {
1375         if (decode_subframe(s) < 0) {
1376             s->packet_loss = 1;
1377             return 0;
1378         }
1379     }
1380
1381     /* get output buffer */
1382     frame->nb_samples = s->samples_per_frame;
1383     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0) {
1384         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
1385         s->packet_loss = 1;
1386         return 0;
1387     }
1388
1389     /** copy samples to the output buffer */
1390     for (i = 0; i < avctx->channels; i++)
1391         memcpy(frame->extended_data[i], s->channel[i].out,
1392                s->samples_per_frame * sizeof(*s->channel[i].out));
1393
1394     for (i = 0; i < avctx->channels; i++) {
1395         /** reuse second half of the IMDCT output for the next frame */
1396         memcpy(&s->channel[i].out[0],
1397                &s->channel[i].out[s->samples_per_frame],
1398                s->samples_per_frame * sizeof(*s->channel[i].out) >> 1);
1399     }
1400
1401     if (s->skip_frame) {
1402         s->skip_frame = 0;
1403         *got_frame_ptr = 0;
1404         av_frame_unref(frame);
1405     } else {
1406         *got_frame_ptr = 1;
1407     }
1408
1409     if (s->len_prefix) {
1410         if (len != (get_bits_count(gb) - s->frame_offset) + 2) {
1411             /** FIXME: not sure if this is always an error */
1412             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
1413                    "frame[%"PRIu32"] would have to skip %i bits\n",
1414                    s->frame_num,
1415                    len - (get_bits_count(gb) - s->frame_offset) - 1);
1416             s->packet_loss = 1;
1417             return 0;
1418         }
1419
1420         /** skip the rest of the frame data */
1421         skip_bits_long(gb, len - (get_bits_count(gb) - s->frame_offset) - 1);
1422     } else {
1423         while (get_bits_count(gb) < s->num_saved_bits && get_bits1(gb) == 0) {
1424         }
1425     }
1426
1427     /** decode trailer bit */
1428     more_frames = get_bits1(gb);
1429
1430     ++s->frame_num;
1431     return more_frames;
1432 }
1433
1434 /**
1435  *@brief Calculate remaining input buffer length.
1436  *@param s codec context
1437  *@param gb bitstream reader context
1438  *@return remaining size in bits
1439  */
1440 static int remaining_bits(WMAProDecodeCtx *s, GetBitContext *gb)
1441 {
1442     return s->buf_bit_size - get_bits_count(gb);
1443 }
1444
1445 /**
1446  *@brief Fill the bit reservoir with a (partial) frame.
1447  *@param s codec context
1448  *@param gb bitstream reader context
1449  *@param len length of the partial frame
1450  *@param append decides whether to reset the buffer or not
1451  */
1452 static void save_bits(WMAProDecodeCtx *s, GetBitContext* gb, int len,
1453                       int append)
1454 {
1455     int buflen;
1456
1457     /** when the frame data does not need to be concatenated, the input buffer
1458         is resetted and additional bits from the previous frame are copyed
1459         and skipped later so that a fast byte copy is possible */
1460
1461     if (!append) {
1462         s->frame_offset = get_bits_count(gb) & 7;
1463         s->num_saved_bits = s->frame_offset;
1464         init_put_bits(&s->pb, s->frame_data, MAX_FRAMESIZE);
1465     }
1466
1467     buflen = (s->num_saved_bits + len + 8) >> 3;
1468
1469     if (len <= 0 || buflen > MAX_FRAMESIZE) {
1470         avpriv_request_sample(s->avctx, "Too small input buffer");
1471         s->packet_loss = 1;
1472         return;
1473     }
1474
1475     if (len > put_bits_left(&s->pb)) {
1476         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
1477                "Cannot append %d bits, only %d bits available.\n",
1478                len, put_bits_left(&s->pb));
1479         s->packet_loss = 1;
1480         return;
1481     }
1482
1483     s->num_saved_bits += len;
1484     if (!append) {
1485         avpriv_copy_bits(&s->pb, gb->buffer + (get_bits_count(gb) >> 3),
1486                      s->num_saved_bits);
1487     } else {
1488         int align = 8 - (get_bits_count(gb) & 7);
1489         align = FFMIN(align, len);
1490         put_bits(&s->pb, align, get_bits(gb, align));
1491         len -= align;
1492         avpriv_copy_bits(&s->pb, gb->buffer + (get_bits_count(gb) >> 3), len);
1493     }
1494     skip_bits_long(gb, len);
1495
1496     {
1497         PutBitContext tmp = s->pb;
1498         flush_put_bits(&tmp);
1499     }
1500
1501     init_get_bits(&s->gb, s->frame_data, s->num_saved_bits);
1502     skip_bits(&s->gb, s->frame_offset);
1503 }
1504
1505 /**
1506  *@brief Decode a single WMA packet.
1507  *@param avctx codec context
1508  *@param data the output buffer
1509  *@param avpkt input packet
1510  *@return number of bytes that were read from the input buffer
1511  */
1512 static int decode_packet(AVCodecContext *avctx, void *data,
1513                          int *got_frame_ptr, AVPacket* avpkt)
1514 {
1515     WMAProDecodeCtx *s = avctx->priv_data;
1516     GetBitContext* gb  = &s->pgb;
1517     const uint8_t* buf = avpkt->data;
1518     int buf_size       = avpkt->size;
1519     int num_bits_prev_frame;
1520     int packet_sequence_number;
1521
1522     *got_frame_ptr = 0;
1523
1524     if (s->packet_done || s->packet_loss) {
1525         s->packet_done = 0;
1526
1527         /** sanity check for the buffer length */
1528         if (buf_size < avctx->block_align) {
1529             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Input packet too small (%d < %d)\n",
1530                    buf_size, avctx->block_align);
1531             return AVERROR_INVALIDDATA;
1532         }
1533
1534         s->next_packet_start = buf_size - avctx->block_align;
1535         buf_size = avctx->block_align;
1536         s->buf_bit_size = buf_size << 3;
1537
1538         /** parse packet header */
1539         init_get_bits(gb, buf, s->buf_bit_size);
1540         packet_sequence_number = get_bits(gb, 4);
1541         skip_bits(gb, 2);
1542
1543         /** get number of bits that need to be added to the previous frame */
1544         num_bits_prev_frame = get_bits(gb, s->log2_frame_size);
1545         ff_dlog(avctx, "packet[%d]: nbpf %x\n", avctx->frame_number,
1546                 num_bits_prev_frame);
1547
1548         /** check for packet loss */
1549         if (!s->packet_loss &&
1550             ((s->packet_sequence_number + 1) & 0xF) != packet_sequence_number) {
1551             s->packet_loss = 1;
1552             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
1553                    "Packet loss detected! seq %"PRIx8" vs %x\n",
1554                    s->packet_sequence_number, packet_sequence_number);
1555         }
1556         s->packet_sequence_number = packet_sequence_number;
1557
1558         if (num_bits_prev_frame > 0) {
1559             int remaining_packet_bits = s->buf_bit_size - get_bits_count(gb);
1560             if (num_bits_prev_frame >= remaining_packet_bits) {
1561                 num_bits_prev_frame = remaining_packet_bits;
1562                 s->packet_done = 1;
1563             }
1564
1565             /** append the previous frame data to the remaining data from the
1566                 previous packet to create a full frame */
1567             save_bits(s, gb, num_bits_prev_frame, 1);
1568             ff_dlog(avctx, "accumulated %x bits of frame data\n",
1569                     s->num_saved_bits - s->frame_offset);
1570
1571             /** decode the cross packet frame if it is valid */
1572             if (!s->packet_loss)
1573                 decode_frame(s, data, got_frame_ptr);
1574         } else if (s->num_saved_bits - s->frame_offset) {
1575             ff_dlog(avctx, "ignoring %x previously saved bits\n",
1576                     s->num_saved_bits - s->frame_offset);
1577         }
1578
1579         if (s->packet_loss) {
1580             /** reset number of saved bits so that the decoder
1581                 does not start to decode incomplete frames in the
1582                 s->len_prefix == 0 case */
1583             s->num_saved_bits = 0;
1584             s->packet_loss = 0;
1585         }
1586
1587     } else {
1588         int frame_size;
1589         s->buf_bit_size = (avpkt->size - s->next_packet_start) << 3;
1590         init_get_bits(gb, avpkt->data, s->buf_bit_size);
1591         skip_bits(gb, s->packet_offset);
1592         if (s->len_prefix && remaining_bits(s, gb) > s->log2_frame_size &&
1593             (frame_size = show_bits(gb, s->log2_frame_size)) &&
1594             frame_size <= remaining_bits(s, gb)) {
1595             save_bits(s, gb, frame_size, 0);
1596             s->packet_done = !decode_frame(s, data, got_frame_ptr);
1597         } else if (!s->len_prefix
1598                    && s->num_saved_bits > get_bits_count(&s->gb)) {
1599             /** when the frames do not have a length prefix, we don't know
1600                 the compressed length of the individual frames
1601                 however, we know what part of a new packet belongs to the
1602                 previous frame
1603                 therefore we save the incoming packet first, then we append
1604                 the "previous frame" data from the next packet so that
1605                 we get a buffer that only contains full frames */
1606             s->packet_done = !decode_frame(s, data, got_frame_ptr);
1607         } else
1608             s->packet_done = 1;
1609     }
1610
1611     if (s->packet_done && !s->packet_loss &&
1612         remaining_bits(s, gb) > 0) {
1613         /** save the rest of the data so that it can be decoded
1614             with the next packet */
1615         save_bits(s, gb, remaining_bits(s, gb), 0);
1616     }
1617
1618     s->packet_offset = get_bits_count(gb) & 7;
1619     if (s->packet_loss)
1620         return AVERROR_INVALIDDATA;
1621
1622     return get_bits_count(gb) >> 3;
1623 }
1624
1625 /**
1626  *@brief Clear decoder buffers (for seeking).
1627  *@param avctx codec context
1628  */
1629 static void flush(AVCodecContext *avctx)
1630 {
1631     WMAProDecodeCtx *s = avctx->priv_data;
1632     int i;
1633     /** reset output buffer as a part of it is used during the windowing of a
1634         new frame */
1635     for (i = 0; i < avctx->channels; i++)
1636         memset(s->channel[i].out, 0, s->samples_per_frame *
1637                sizeof(*s->channel[i].out));
1638     s->packet_loss = 1;
1639 }
1640
1641
1642 /**
1643  *@brief wmapro decoder
1644  */
1645 AVCodec ff_wmapro_decoder = {
1646     .name           = "wmapro",
1647     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Windows Media Audio 9 Professional"),
1648     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1649     .id             = AV_CODEC_ID_WMAPRO,
1650     .priv_data_size = sizeof(WMAProDecodeCtx),
1651     .init           = decode_init,
1652     .close          = decode_end,
1653     .decode         = decode_packet,
1654     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_SUBFRAMES | AV_CODEC_CAP_DR1,
1655     .flush          = flush,
1656     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
1657                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1658 };