Merge commit 'cebdedca57d95834a8f8098c7b6a322a1163e26b'
[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 FFmpeg.
7  *
8  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; 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 "libavutil/float_dsp.h"
90 #include "libavutil/intfloat.h"
91 #include "libavutil/intreadwrite.h"
92 #include "avcodec.h"
93 #include "internal.h"
94 #include "get_bits.h"
95 #include "put_bits.h"
96 #include "wmaprodata.h"
97 #include "sinewin.h"
98 #include "wma.h"
99 #include "wma_common.h"
100
101 /** current decoder limitations */
102 #define WMAPRO_MAX_CHANNELS    8                             ///< max number of handled channels
103 #define MAX_SUBFRAMES  32                                    ///< max number of subframes per channel
104 #define MAX_BANDS      29                                    ///< max number of scale factor bands
105 #define MAX_FRAMESIZE  32768                                 ///< maximum compressed frame size
106
107 #define WMAPRO_BLOCK_MIN_BITS  6                                           ///< log2 of min block size
108 #define WMAPRO_BLOCK_MAX_BITS 13                                           ///< log2 of max block size
109 #define WMAPRO_BLOCK_MAX_SIZE (1 << WMAPRO_BLOCK_MAX_BITS)                 ///< maximum block size
110 #define WMAPRO_BLOCK_SIZES    (WMAPRO_BLOCK_MAX_BITS - WMAPRO_BLOCK_MIN_BITS + 1) ///< possible block sizes
111
112
113 #define VLCBITS            9
114 #define SCALEVLCBITS       8
115 #define VEC4MAXDEPTH    ((HUFF_VEC4_MAXBITS+VLCBITS-1)/VLCBITS)
116 #define VEC2MAXDEPTH    ((HUFF_VEC2_MAXBITS+VLCBITS-1)/VLCBITS)
117 #define VEC1MAXDEPTH    ((HUFF_VEC1_MAXBITS+VLCBITS-1)/VLCBITS)
118 #define SCALEMAXDEPTH   ((HUFF_SCALE_MAXBITS+SCALEVLCBITS-1)/SCALEVLCBITS)
119 #define SCALERLMAXDEPTH ((HUFF_SCALE_RL_MAXBITS+VLCBITS-1)/VLCBITS)
120
121 static VLC              sf_vlc;           ///< scale factor DPCM vlc
122 static VLC              sf_rl_vlc;        ///< scale factor run length vlc
123 static VLC              vec4_vlc;         ///< 4 coefficients per symbol
124 static VLC              vec2_vlc;         ///< 2 coefficients per symbol
125 static VLC              vec1_vlc;         ///< 1 coefficient per symbol
126 static VLC              coef_vlc[2];      ///< coefficient run length vlc codes
127 static float            sin64[33];        ///< sinus table for decorrelation
128
129 /**
130  * @brief frame specific decoder context for a single channel
131  */
132 typedef struct {
133     int16_t  prev_block_len;                          ///< length of the previous block
134     uint8_t  transmit_coefs;
135     uint8_t  num_subframes;
136     uint16_t subframe_len[MAX_SUBFRAMES];             ///< subframe length in samples
137     uint16_t subframe_offset[MAX_SUBFRAMES];          ///< subframe positions in the current frame
138     uint8_t  cur_subframe;                            ///< current subframe number
139     uint16_t decoded_samples;                         ///< number of already processed samples
140     uint8_t  grouped;                                 ///< channel is part of a group
141     int      quant_step;                              ///< quantization step for the current subframe
142     int8_t   reuse_sf;                                ///< share scale factors between subframes
143     int8_t   scale_factor_step;                       ///< scaling step for the current subframe
144     int      max_scale_factor;                        ///< maximum scale factor for the current subframe
145     int      saved_scale_factors[2][MAX_BANDS];       ///< resampled and (previously) transmitted scale factor values
146     int8_t   scale_factor_idx;                        ///< index for the transmitted scale factor values (used for resampling)
147     int*     scale_factors;                           ///< pointer to the scale factor values used for decoding
148     uint8_t  table_idx;                               ///< index in sf_offsets for the scale factor reference block
149     float*   coeffs;                                  ///< pointer to the subframe decode buffer
150     uint16_t num_vec_coeffs;                          ///< number of vector coded coefficients
151     DECLARE_ALIGNED(32, float, out)[WMAPRO_BLOCK_MAX_SIZE + WMAPRO_BLOCK_MAX_SIZE / 2]; ///< output buffer
152 } WMAProChannelCtx;
153
154 /**
155  * @brief channel group for channel transformations
156  */
157 typedef struct {
158     uint8_t num_channels;                                     ///< number of channels in the group
159     int8_t  transform;                                        ///< transform on / off
160     int8_t  transform_band[MAX_BANDS];                        ///< controls if the transform is enabled for a certain band
161     float   decorrelation_matrix[WMAPRO_MAX_CHANNELS*WMAPRO_MAX_CHANNELS];
162     float*  channel_data[WMAPRO_MAX_CHANNELS];                ///< transformation coefficients
163 } WMAProChannelGrp;
164
165 /**
166  * @brief main decoder context
167  */
168 typedef struct WMAProDecodeCtx {
169     /* generic decoder variables */
170     AVCodecContext*  avctx;                         ///< codec context for av_log
171     AVFloatDSPContext fdsp;
172     uint8_t          frame_data[MAX_FRAMESIZE +
173                       FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE];///< compressed frame data
174     PutBitContext    pb;                            ///< context for filling the frame_data buffer
175     FFTContext       mdct_ctx[WMAPRO_BLOCK_SIZES];  ///< MDCT context per block size
176     DECLARE_ALIGNED(32, float, tmp)[WMAPRO_BLOCK_MAX_SIZE]; ///< IMDCT output buffer
177     float*           windows[WMAPRO_BLOCK_SIZES];   ///< windows for the different block sizes
178
179     /* frame size dependent frame information (set during initialization) */
180     uint32_t         decode_flags;                  ///< used compression features
181     uint8_t          len_prefix;                    ///< frame is prefixed with its length
182     uint8_t          dynamic_range_compression;     ///< frame contains DRC data
183     uint8_t          bits_per_sample;               ///< integer audio sample size for the unscaled IMDCT output (used to scale to [-1.0, 1.0])
184     uint16_t         samples_per_frame;             ///< number of samples to output
185     uint16_t         log2_frame_size;
186     int8_t           lfe_channel;                   ///< lfe channel index
187     uint8_t          max_num_subframes;
188     uint8_t          subframe_len_bits;             ///< number of bits used for the subframe length
189     uint8_t          max_subframe_len_bit;          ///< flag indicating that the subframe is of maximum size when the first subframe length bit is 1
190     uint16_t         min_samples_per_subframe;
191     int8_t           num_sfb[WMAPRO_BLOCK_SIZES];   ///< scale factor bands per block size
192     int16_t          sfb_offsets[WMAPRO_BLOCK_SIZES][MAX_BANDS];                    ///< scale factor band offsets (multiples of 4)
193     int8_t           sf_offsets[WMAPRO_BLOCK_SIZES][WMAPRO_BLOCK_SIZES][MAX_BANDS]; ///< scale factor resample matrix
194     int16_t          subwoofer_cutoffs[WMAPRO_BLOCK_SIZES]; ///< subwoofer cutoff values
195
196     /* packet decode state */
197     GetBitContext    pgb;                           ///< bitstream reader context for the packet
198     int              next_packet_start;             ///< start offset of the next wma packet in the demuxer packet
199     uint8_t          packet_offset;                 ///< frame offset in the packet
200     uint8_t          packet_sequence_number;        ///< current packet number
201     int              num_saved_bits;                ///< saved number of bits
202     int              frame_offset;                  ///< frame offset in the bit reservoir
203     int              subframe_offset;               ///< subframe offset in the bit reservoir
204     uint8_t          packet_loss;                   ///< set in case of bitstream error
205     uint8_t          packet_done;                   ///< set when a packet is fully decoded
206
207     /* frame decode state */
208     uint32_t         frame_num;                     ///< current frame number (not used for decoding)
209     GetBitContext    gb;                            ///< bitstream reader context
210     int              buf_bit_size;                  ///< buffer size in bits
211     uint8_t          drc_gain;                      ///< gain for the DRC tool
212     int8_t           skip_frame;                    ///< skip output step
213     int8_t           parsed_all_subframes;          ///< all subframes decoded?
214
215     /* subframe/block decode state */
216     int16_t          subframe_len;                  ///< current subframe length
217     int8_t           channels_for_cur_subframe;     ///< number of channels that contain the subframe
218     int8_t           channel_indexes_for_cur_subframe[WMAPRO_MAX_CHANNELS];
219     int8_t           num_bands;                     ///< number of scale factor bands
220     int8_t           transmit_num_vec_coeffs;       ///< number of vector coded coefficients is part of the bitstream
221     int16_t*         cur_sfb_offsets;               ///< sfb offsets for the current block
222     uint8_t          table_idx;                     ///< index for the num_sfb, sfb_offsets, sf_offsets and subwoofer_cutoffs tables
223     int8_t           esc_len;                       ///< length of escaped coefficients
224
225     uint8_t          num_chgroups;                  ///< number of channel groups
226     WMAProChannelGrp chgroup[WMAPRO_MAX_CHANNELS];  ///< channel group information
227
228     WMAProChannelCtx channel[WMAPRO_MAX_CHANNELS];  ///< per channel data
229 } WMAProDecodeCtx;
230
231
232 /**
233  *@brief helper function to print the most important members of the context
234  *@param s context
235  */
236 static av_cold void dump_context(WMAProDecodeCtx *s)
237 {
238 #define PRINT(a, b)     av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, " %s = %d\n", a, b);
239 #define PRINT_HEX(a, b) av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, " %s = %x\n", a, b);
240
241     PRINT("ed sample bit depth", s->bits_per_sample);
242     PRINT_HEX("ed decode flags", s->decode_flags);
243     PRINT("samples per frame",   s->samples_per_frame);
244     PRINT("log2 frame size",     s->log2_frame_size);
245     PRINT("max num subframes",   s->max_num_subframes);
246     PRINT("len prefix",          s->len_prefix);
247     PRINT("num channels",        s->avctx->channels);
248 }
249
250 /**
251  *@brief Uninitialize the decoder and free all resources.
252  *@param avctx codec context
253  *@return 0 on success, < 0 otherwise
254  */
255 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
256 {
257     WMAProDecodeCtx *s = avctx->priv_data;
258     int i;
259
260     for (i = 0; i < WMAPRO_BLOCK_SIZES; i++)
261         ff_mdct_end(&s->mdct_ctx[i]);
262
263     return 0;
264 }
265
266 /**
267  *@brief Initialize the decoder.
268  *@param avctx codec context
269  *@return 0 on success, -1 otherwise
270  */
271 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
272 {
273     WMAProDecodeCtx *s = avctx->priv_data;
274     uint8_t *edata_ptr = avctx->extradata;
275     unsigned int channel_mask;
276     int i, bits;
277     int log2_max_num_subframes;
278     int num_possible_block_sizes;
279
280     if (!avctx->block_align) {
281         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "block_align is not set\n");
282         return AVERROR(EINVAL);
283     }
284
285     s->avctx = avctx;
286     avpriv_float_dsp_init(&s->fdsp, avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT);
287
288     init_put_bits(&s->pb, s->frame_data, MAX_FRAMESIZE);
289
290     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLTP;
291
292     if (avctx->extradata_size >= 18) {
293         s->decode_flags    = AV_RL16(edata_ptr+14);
294         channel_mask       = AV_RL32(edata_ptr+2);
295         s->bits_per_sample = AV_RL16(edata_ptr);
296         /** dump the extradata */
297         for (i = 0; i < avctx->extradata_size; i++)
298             av_dlog(avctx, "[%x] ", avctx->extradata[i]);
299         av_dlog(avctx, "\n");
300
301     } else {
302         avpriv_request_sample(avctx, "Unknown extradata size");
303         return AVERROR_PATCHWELCOME;
304     }
305
306     /** generic init */
307     s->log2_frame_size = av_log2(avctx->block_align) + 4;
308
309     /** frame info */
310     s->skip_frame  = 1; /* skip first frame */
311     s->packet_loss = 1;
312     s->len_prefix  = (s->decode_flags & 0x40);
313
314     /** get frame len */
315     bits = ff_wma_get_frame_len_bits(avctx->sample_rate, 3, s->decode_flags);
316     if (bits > WMAPRO_BLOCK_MAX_BITS) {
317         avpriv_request_sample(avctx, "14-bit block sizes");
318         return AVERROR_PATCHWELCOME;
319     }
320     s->samples_per_frame = 1 << bits;
321
322     /** subframe info */
323     log2_max_num_subframes       = ((s->decode_flags & 0x38) >> 3);
324     s->max_num_subframes         = 1 << log2_max_num_subframes;
325     if (s->max_num_subframes == 16 || s->max_num_subframes == 4)
326         s->max_subframe_len_bit = 1;
327     s->subframe_len_bits = av_log2(log2_max_num_subframes) + 1;
328
329     num_possible_block_sizes     = log2_max_num_subframes + 1;
330     s->min_samples_per_subframe  = s->samples_per_frame / s->max_num_subframes;
331     s->dynamic_range_compression = (s->decode_flags & 0x80);
332
333     if (s->max_num_subframes > MAX_SUBFRAMES) {
334         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid number of subframes %i\n",
335                s->max_num_subframes);
336         return AVERROR_INVALIDDATA;
337     }
338
339     if (s->min_samples_per_subframe < (1<<WMAPRO_BLOCK_MIN_BITS)) {
340         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "min_samples_per_subframe of %d too small\n",
341                s->min_samples_per_subframe);
342         return AVERROR_INVALIDDATA;
343     }
344
345     if (s->avctx->sample_rate <= 0) {
346         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sample rate\n");
347         return AVERROR_INVALIDDATA;
348     }
349
350     if (avctx->channels < 0) {
351         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid number of channels %d\n",
352                avctx->channels);
353         return AVERROR_INVALIDDATA;
354     } else if (avctx->channels > WMAPRO_MAX_CHANNELS) {
355         avpriv_request_sample(avctx,
356                               "More than %d channels", WMAPRO_MAX_CHANNELS);
357         return AVERROR_PATCHWELCOME;
358     }
359
360     /** init previous block len */
361     for (i = 0; i < avctx->channels; i++)
362         s->channel[i].prev_block_len = s->samples_per_frame;
363
364     /** extract lfe channel position */
365     s->lfe_channel = -1;
366
367     if (channel_mask & 8) {
368         unsigned int mask;
369         for (mask = 1; mask < 16; mask <<= 1) {
370             if (channel_mask & mask)
371                 ++s->lfe_channel;
372         }
373     }
374
375     INIT_VLC_STATIC(&sf_vlc, SCALEVLCBITS, HUFF_SCALE_SIZE,
376                     scale_huffbits, 1, 1,
377                     scale_huffcodes, 2, 2, 616);
378
379     INIT_VLC_STATIC(&sf_rl_vlc, VLCBITS, HUFF_SCALE_RL_SIZE,
380                     scale_rl_huffbits, 1, 1,
381                     scale_rl_huffcodes, 4, 4, 1406);
382
383     INIT_VLC_STATIC(&coef_vlc[0], VLCBITS, HUFF_COEF0_SIZE,
384                     coef0_huffbits, 1, 1,
385                     coef0_huffcodes, 4, 4, 2108);
386
387     INIT_VLC_STATIC(&coef_vlc[1], VLCBITS, HUFF_COEF1_SIZE,
388                     coef1_huffbits, 1, 1,
389                     coef1_huffcodes, 4, 4, 3912);
390
391     INIT_VLC_STATIC(&vec4_vlc, VLCBITS, HUFF_VEC4_SIZE,
392                     vec4_huffbits, 1, 1,
393                     vec4_huffcodes, 2, 2, 604);
394
395     INIT_VLC_STATIC(&vec2_vlc, VLCBITS, HUFF_VEC2_SIZE,
396                     vec2_huffbits, 1, 1,
397                     vec2_huffcodes, 2, 2, 562);
398
399     INIT_VLC_STATIC(&vec1_vlc, VLCBITS, HUFF_VEC1_SIZE,
400                     vec1_huffbits, 1, 1,
401                     vec1_huffcodes, 2, 2, 562);
402
403     /** calculate number of scale factor bands and their offsets
404         for every possible block size */
405     for (i = 0; i < num_possible_block_sizes; i++) {
406         int subframe_len = s->samples_per_frame >> i;
407         int x;
408         int band = 1;
409
410         s->sfb_offsets[i][0] = 0;
411
412         for (x = 0; x < MAX_BANDS-1 && s->sfb_offsets[i][band - 1] < subframe_len; x++) {
413             int offset = (subframe_len * 2 * critical_freq[x])
414                           / s->avctx->sample_rate + 2;
415             offset &= ~3;
416             if (offset > s->sfb_offsets[i][band - 1])
417                 s->sfb_offsets[i][band++] = offset;
418         }
419         s->sfb_offsets[i][band - 1] = subframe_len;
420         s->num_sfb[i]               = band - 1;
421         if (s->num_sfb[i] <= 0) {
422             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "num_sfb invalid\n");
423             return AVERROR_INVALIDDATA;
424         }
425     }
426
427
428     /** Scale factors can be shared between blocks of different size
429         as every block has a different scale factor band layout.
430         The matrix sf_offsets is needed to find the correct scale factor.
431      */
432
433     for (i = 0; i < num_possible_block_sizes; i++) {
434         int b;
435         for (b = 0; b < s->num_sfb[i]; b++) {
436             int x;
437             int offset = ((s->sfb_offsets[i][b]
438                            + s->sfb_offsets[i][b + 1] - 1) << i) >> 1;
439             for (x = 0; x < num_possible_block_sizes; x++) {
440                 int v = 0;
441                 while (s->sfb_offsets[x][v + 1] << x < offset)
442                     ++v;
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 sinus 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             av_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                     }
730                 } else {
731                     chgroup->transform = 1;
732                     if (s->avctx->channels == 2) {
733                         chgroup->decorrelation_matrix[0] =  1.0;
734                         chgroup->decorrelation_matrix[1] = -1.0;
735                         chgroup->decorrelation_matrix[2] =  1.0;
736                         chgroup->decorrelation_matrix[3] =  1.0;
737                     } else {
738                         /** cos(pi/4) */
739                         chgroup->decorrelation_matrix[0] =  0.70703125;
740                         chgroup->decorrelation_matrix[1] = -0.70703125;
741                         chgroup->decorrelation_matrix[2] =  0.70703125;
742                         chgroup->decorrelation_matrix[3] =  0.70703125;
743                     }
744                 }
745             } else if (chgroup->num_channels > 2) {
746                 if (get_bits1(&s->gb)) {
747                     chgroup->transform = 1;
748                     if (get_bits1(&s->gb)) {
749                         decode_decorrelation_matrix(s, chgroup);
750                     } else {
751                         /** FIXME: more than 6 coupled channels not supported */
752                         if (chgroup->num_channels > 6) {
753                             avpriv_request_sample(s->avctx,
754                                                   "Coupled channels > 6");
755                         } else {
756                             memcpy(chgroup->decorrelation_matrix,
757                                    default_decorrelation[chgroup->num_channels],
758                                    chgroup->num_channels * chgroup->num_channels *
759                                    sizeof(*chgroup->decorrelation_matrix));
760                         }
761                     }
762                 }
763             }
764
765             /** decode transform on / off */
766             if (chgroup->transform) {
767                 if (!get_bits1(&s->gb)) {
768                     int i;
769                     /** transform can be enabled for individual bands */
770                     for (i = 0; i < s->num_bands; i++) {
771                         chgroup->transform_band[i] = get_bits1(&s->gb);
772                     }
773                 } else {
774                     memset(chgroup->transform_band, 1, s->num_bands);
775                 }
776             }
777             remaining_channels -= chgroup->num_channels;
778         }
779     }
780     return 0;
781 }
782
783 /**
784  *@brief Extract the coefficients from the bitstream.
785  *@param s codec context
786  *@param c current channel number
787  *@return 0 on success, < 0 in case of bitstream errors
788  */
789 static int decode_coeffs(WMAProDecodeCtx *s, int c)
790 {
791     /* Integers 0..15 as single-precision floats.  The table saves a
792        costly int to float conversion, and storing the values as
793        integers allows fast sign-flipping. */
794     static const uint32_t fval_tab[16] = {
795         0x00000000, 0x3f800000, 0x40000000, 0x40400000,
796         0x40800000, 0x40a00000, 0x40c00000, 0x40e00000,
797         0x41000000, 0x41100000, 0x41200000, 0x41300000,
798         0x41400000, 0x41500000, 0x41600000, 0x41700000,
799     };
800     int vlctable;
801     VLC* vlc;
802     WMAProChannelCtx* ci = &s->channel[c];
803     int rl_mode = 0;
804     int cur_coeff = 0;
805     int num_zeros = 0;
806     const uint16_t* run;
807     const float* level;
808
809     av_dlog(s->avctx, "decode coefficients for channel %i\n", c);
810
811     vlctable = get_bits1(&s->gb);
812     vlc = &coef_vlc[vlctable];
813
814     if (vlctable) {
815         run = coef1_run;
816         level = coef1_level;
817     } else {
818         run = coef0_run;
819         level = coef0_level;
820     }
821
822     /** decode vector coefficients (consumes up to 167 bits per iteration for
823       4 vector coded large values) */
824     while ((s->transmit_num_vec_coeffs || !rl_mode) &&
825            (cur_coeff + 3 < ci->num_vec_coeffs)) {
826         uint32_t vals[4];
827         int i;
828         unsigned int idx;
829
830         idx = get_vlc2(&s->gb, vec4_vlc.table, VLCBITS, VEC4MAXDEPTH);
831
832         if (idx == HUFF_VEC4_SIZE - 1) {
833             for (i = 0; i < 4; i += 2) {
834                 idx = get_vlc2(&s->gb, vec2_vlc.table, VLCBITS, VEC2MAXDEPTH);
835                 if (idx == HUFF_VEC2_SIZE - 1) {
836                     uint32_t v0, v1;
837                     v0 = get_vlc2(&s->gb, vec1_vlc.table, VLCBITS, VEC1MAXDEPTH);
838                     if (v0 == HUFF_VEC1_SIZE - 1)
839                         v0 += ff_wma_get_large_val(&s->gb);
840                     v1 = get_vlc2(&s->gb, vec1_vlc.table, VLCBITS, VEC1MAXDEPTH);
841                     if (v1 == HUFF_VEC1_SIZE - 1)
842                         v1 += ff_wma_get_large_val(&s->gb);
843                     vals[i  ] = av_float2int(v0);
844                     vals[i+1] = av_float2int(v1);
845                 } else {
846                     vals[i]   = fval_tab[symbol_to_vec2[idx] >> 4 ];
847                     vals[i+1] = fval_tab[symbol_to_vec2[idx] & 0xF];
848                 }
849             }
850         } else {
851             vals[0] = fval_tab[ symbol_to_vec4[idx] >> 12      ];
852             vals[1] = fval_tab[(symbol_to_vec4[idx] >> 8) & 0xF];
853             vals[2] = fval_tab[(symbol_to_vec4[idx] >> 4) & 0xF];
854             vals[3] = fval_tab[ symbol_to_vec4[idx]       & 0xF];
855         }
856
857         /** decode sign */
858         for (i = 0; i < 4; i++) {
859             if (vals[i]) {
860                 uint32_t sign = get_bits1(&s->gb) - 1;
861                 AV_WN32A(&ci->coeffs[cur_coeff], vals[i] ^ sign << 31);
862                 num_zeros = 0;
863             } else {
864                 ci->coeffs[cur_coeff] = 0;
865                 /** switch to run level mode when subframe_len / 128 zeros
866                     were found in a row */
867                 rl_mode |= (++num_zeros > s->subframe_len >> 8);
868             }
869             ++cur_coeff;
870         }
871     }
872
873     /** decode run level coded coefficients */
874     if (cur_coeff < s->subframe_len) {
875         memset(&ci->coeffs[cur_coeff], 0,
876                sizeof(*ci->coeffs) * (s->subframe_len - cur_coeff));
877         if (ff_wma_run_level_decode(s->avctx, &s->gb, vlc,
878                                     level, run, 1, ci->coeffs,
879                                     cur_coeff, s->subframe_len,
880                                     s->subframe_len, s->esc_len, 0))
881             return AVERROR_INVALIDDATA;
882     }
883
884     return 0;
885 }
886
887 /**
888  *@brief Extract scale factors from the bitstream.
889  *@param s codec context
890  *@return 0 on success, < 0 in case of bitstream errors
891  */
892 static int decode_scale_factors(WMAProDecodeCtx* s)
893 {
894     int i;
895
896     /** should never consume more than 5344 bits
897      *  MAX_CHANNELS * (1 +  MAX_BANDS * 23)
898      */
899
900     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
901         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
902         int* sf;
903         int* sf_end;
904         s->channel[c].scale_factors = s->channel[c].saved_scale_factors[!s->channel[c].scale_factor_idx];
905         sf_end = s->channel[c].scale_factors + s->num_bands;
906
907         /** resample scale factors for the new block size
908          *  as the scale factors might need to be resampled several times
909          *  before some  new values are transmitted, a backup of the last
910          *  transmitted scale factors is kept in saved_scale_factors
911          */
912         if (s->channel[c].reuse_sf) {
913             const int8_t* sf_offsets = s->sf_offsets[s->table_idx][s->channel[c].table_idx];
914             int b;
915             for (b = 0; b < s->num_bands; b++)
916                 s->channel[c].scale_factors[b] =
917                     s->channel[c].saved_scale_factors[s->channel[c].scale_factor_idx][*sf_offsets++];
918         }
919
920         if (!s->channel[c].cur_subframe || get_bits1(&s->gb)) {
921
922             if (!s->channel[c].reuse_sf) {
923                 int val;
924                 /** decode DPCM coded scale factors */
925                 s->channel[c].scale_factor_step = get_bits(&s->gb, 2) + 1;
926                 val = 45 / s->channel[c].scale_factor_step;
927                 for (sf = s->channel[c].scale_factors; sf < sf_end; sf++) {
928                     val += get_vlc2(&s->gb, sf_vlc.table, SCALEVLCBITS, SCALEMAXDEPTH) - 60;
929                     *sf = val;
930                 }
931             } else {
932                 int i;
933                 /** run level decode differences to the resampled factors */
934                 for (i = 0; i < s->num_bands; i++) {
935                     int idx;
936                     int skip;
937                     int val;
938                     int sign;
939
940                     idx = get_vlc2(&s->gb, sf_rl_vlc.table, VLCBITS, SCALERLMAXDEPTH);
941
942                     if (!idx) {
943                         uint32_t code = get_bits(&s->gb, 14);
944                         val  =  code >> 6;
945                         sign = (code & 1) - 1;
946                         skip = (code & 0x3f) >> 1;
947                     } else if (idx == 1) {
948                         break;
949                     } else {
950                         skip = scale_rl_run[idx];
951                         val  = scale_rl_level[idx];
952                         sign = get_bits1(&s->gb)-1;
953                     }
954
955                     i += skip;
956                     if (i >= s->num_bands) {
957                         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
958                                "invalid scale factor coding\n");
959                         return AVERROR_INVALIDDATA;
960                     }
961                     s->channel[c].scale_factors[i] += (val ^ sign) - sign;
962                 }
963             }
964             /** swap buffers */
965             s->channel[c].scale_factor_idx = !s->channel[c].scale_factor_idx;
966             s->channel[c].table_idx = s->table_idx;
967             s->channel[c].reuse_sf  = 1;
968         }
969
970         /** calculate new scale factor maximum */
971         s->channel[c].max_scale_factor = s->channel[c].scale_factors[0];
972         for (sf = s->channel[c].scale_factors + 1; sf < sf_end; sf++) {
973             s->channel[c].max_scale_factor =
974                 FFMAX(s->channel[c].max_scale_factor, *sf);
975         }
976
977     }
978     return 0;
979 }
980
981 /**
982  *@brief Reconstruct the individual channel data.
983  *@param s codec context
984  */
985 static void inverse_channel_transform(WMAProDecodeCtx *s)
986 {
987     int i;
988
989     for (i = 0; i < s->num_chgroups; i++) {
990         if (s->chgroup[i].transform) {
991             float data[WMAPRO_MAX_CHANNELS];
992             const int num_channels = s->chgroup[i].num_channels;
993             float** ch_data = s->chgroup[i].channel_data;
994             float** ch_end = ch_data + num_channels;
995             const int8_t* tb = s->chgroup[i].transform_band;
996             int16_t* sfb;
997
998             /** multichannel decorrelation */
999             for (sfb = s->cur_sfb_offsets;
1000                  sfb < s->cur_sfb_offsets + s->num_bands; sfb++) {
1001                 int y;
1002                 if (*tb++ == 1) {
1003                     /** multiply values with the decorrelation_matrix */
1004                     for (y = sfb[0]; y < FFMIN(sfb[1], s->subframe_len); y++) {
1005                         const float* mat = s->chgroup[i].decorrelation_matrix;
1006                         const float* data_end = data + num_channels;
1007                         float* data_ptr = data;
1008                         float** ch;
1009
1010                         for (ch = ch_data; ch < ch_end; ch++)
1011                             *data_ptr++ = (*ch)[y];
1012
1013                         for (ch = ch_data; ch < ch_end; ch++) {
1014                             float sum = 0;
1015                             data_ptr = data;
1016                             while (data_ptr < data_end)
1017                                 sum += *data_ptr++ * *mat++;
1018
1019                             (*ch)[y] = sum;
1020                         }
1021                     }
1022                 } else if (s->avctx->channels == 2) {
1023                     int len = FFMIN(sfb[1], s->subframe_len) - sfb[0];
1024                     s->fdsp.vector_fmul_scalar(ch_data[0] + sfb[0],
1025                                                ch_data[0] + sfb[0],
1026                                                181.0 / 128, len);
1027                     s->fdsp.vector_fmul_scalar(ch_data[1] + sfb[0],
1028                                                ch_data[1] + sfb[0],
1029                                                181.0 / 128, len);
1030                 }
1031             }
1032         }
1033     }
1034 }
1035
1036 /**
1037  *@brief Apply sine window and reconstruct the output buffer.
1038  *@param s codec context
1039  */
1040 static void wmapro_window(WMAProDecodeCtx *s)
1041 {
1042     int i;
1043     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1044         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1045         float* window;
1046         int winlen = s->channel[c].prev_block_len;
1047         float* start = s->channel[c].coeffs - (winlen >> 1);
1048
1049         if (s->subframe_len < winlen) {
1050             start += (winlen - s->subframe_len) >> 1;
1051             winlen = s->subframe_len;
1052         }
1053
1054         window = s->windows[av_log2(winlen) - WMAPRO_BLOCK_MIN_BITS];
1055
1056         winlen >>= 1;
1057
1058         s->fdsp.vector_fmul_window(start, start, start + winlen,
1059                                    window, winlen);
1060
1061         s->channel[c].prev_block_len = s->subframe_len;
1062     }
1063 }
1064
1065 /**
1066  *@brief Decode a single subframe (block).
1067  *@param s codec context
1068  *@return 0 on success, < 0 when decoding failed
1069  */
1070 static int decode_subframe(WMAProDecodeCtx *s)
1071 {
1072     int offset = s->samples_per_frame;
1073     int subframe_len = s->samples_per_frame;
1074     int i;
1075     int total_samples   = s->samples_per_frame * s->avctx->channels;
1076     int transmit_coeffs = 0;
1077     int cur_subwoofer_cutoff;
1078
1079     s->subframe_offset = get_bits_count(&s->gb);
1080
1081     /** reset channel context and find the next block offset and size
1082         == the next block of the channel with the smallest number of
1083         decoded samples
1084     */
1085     for (i = 0; i < s->avctx->channels; i++) {
1086         s->channel[i].grouped = 0;
1087         if (offset > s->channel[i].decoded_samples) {
1088             offset = s->channel[i].decoded_samples;
1089             subframe_len =
1090                 s->channel[i].subframe_len[s->channel[i].cur_subframe];
1091         }
1092     }
1093
1094     av_dlog(s->avctx,
1095             "processing subframe with offset %i len %i\n", offset, subframe_len);
1096
1097     /** get a list of all channels that contain the estimated block */
1098     s->channels_for_cur_subframe = 0;
1099     for (i = 0; i < s->avctx->channels; i++) {
1100         const int cur_subframe = s->channel[i].cur_subframe;
1101         /** subtract already processed samples */
1102         total_samples -= s->channel[i].decoded_samples;
1103
1104         /** and count if there are multiple subframes that match our profile */
1105         if (offset == s->channel[i].decoded_samples &&
1106             subframe_len == s->channel[i].subframe_len[cur_subframe]) {
1107             total_samples -= s->channel[i].subframe_len[cur_subframe];
1108             s->channel[i].decoded_samples +=
1109                 s->channel[i].subframe_len[cur_subframe];
1110             s->channel_indexes_for_cur_subframe[s->channels_for_cur_subframe] = i;
1111             ++s->channels_for_cur_subframe;
1112         }
1113     }
1114
1115     /** check if the frame will be complete after processing the
1116         estimated block */
1117     if (!total_samples)
1118         s->parsed_all_subframes = 1;
1119
1120
1121     av_dlog(s->avctx, "subframe is part of %i channels\n",
1122             s->channels_for_cur_subframe);
1123
1124     /** calculate number of scale factor bands and their offsets */
1125     s->table_idx         = av_log2(s->samples_per_frame/subframe_len);
1126     s->num_bands         = s->num_sfb[s->table_idx];
1127     s->cur_sfb_offsets   = s->sfb_offsets[s->table_idx];
1128     cur_subwoofer_cutoff = s->subwoofer_cutoffs[s->table_idx];
1129
1130     /** configure the decoder for the current subframe */
1131     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1132         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1133
1134         s->channel[c].coeffs = &s->channel[c].out[(s->samples_per_frame >> 1)
1135                                                   + offset];
1136     }
1137
1138     s->subframe_len = subframe_len;
1139     s->esc_len = av_log2(s->subframe_len - 1) + 1;
1140
1141     /** skip extended header if any */
1142     if (get_bits1(&s->gb)) {
1143         int num_fill_bits;
1144         if (!(num_fill_bits = get_bits(&s->gb, 2))) {
1145             int len = get_bits(&s->gb, 4);
1146             num_fill_bits = (len ? get_bits(&s->gb, len) : 0) + 1;
1147         }
1148
1149         if (num_fill_bits >= 0) {
1150             if (get_bits_count(&s->gb) + num_fill_bits > s->num_saved_bits) {
1151                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid number of fill bits\n");
1152                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1153             }
1154
1155             skip_bits_long(&s->gb, num_fill_bits);
1156         }
1157     }
1158
1159     /** no idea for what the following bit is used */
1160     if (get_bits1(&s->gb)) {
1161         avpriv_request_sample(s->avctx, "Reserved bit");
1162         return AVERROR_PATCHWELCOME;
1163     }
1164
1165
1166     if (decode_channel_transform(s) < 0)
1167         return AVERROR_INVALIDDATA;
1168
1169
1170     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1171         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1172         if ((s->channel[c].transmit_coefs = get_bits1(&s->gb)))
1173             transmit_coeffs = 1;
1174     }
1175
1176     av_assert0(s->subframe_len <= WMAPRO_BLOCK_MAX_SIZE);
1177     if (transmit_coeffs) {
1178         int step;
1179         int quant_step = 90 * s->bits_per_sample >> 4;
1180
1181         /** decode number of vector coded coefficients */
1182         if ((s->transmit_num_vec_coeffs = get_bits1(&s->gb))) {
1183             int num_bits = av_log2((s->subframe_len + 3)/4) + 1;
1184             for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1185                 int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1186                 int num_vec_coeffs = get_bits(&s->gb, num_bits) << 2;
1187                 if (num_vec_coeffs > s->subframe_len) {
1188                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "num_vec_coeffs %d is too large\n", num_vec_coeffs);
1189                     return AVERROR_INVALIDDATA;
1190                 }
1191                 s->channel[c].num_vec_coeffs = num_vec_coeffs;
1192             }
1193         } else {
1194             for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1195                 int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1196                 s->channel[c].num_vec_coeffs = s->subframe_len;
1197             }
1198         }
1199         /** decode quantization step */
1200         step = get_sbits(&s->gb, 6);
1201         quant_step += step;
1202         if (step == -32 || step == 31) {
1203             const int sign = (step == 31) - 1;
1204             int quant = 0;
1205             while (get_bits_count(&s->gb) + 5 < s->num_saved_bits &&
1206                    (step = get_bits(&s->gb, 5)) == 31) {
1207                 quant += 31;
1208             }
1209             quant_step += ((quant + step) ^ sign) - sign;
1210         }
1211         if (quant_step < 0) {
1212             av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, "negative quant step\n");
1213         }
1214
1215         /** decode quantization step modifiers for every channel */
1216
1217         if (s->channels_for_cur_subframe == 1) {
1218             s->channel[s->channel_indexes_for_cur_subframe[0]].quant_step = quant_step;
1219         } else {
1220             int modifier_len = get_bits(&s->gb, 3);
1221             for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1222                 int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1223                 s->channel[c].quant_step = quant_step;
1224                 if (get_bits1(&s->gb)) {
1225                     if (modifier_len) {
1226                         s->channel[c].quant_step += get_bits(&s->gb, modifier_len) + 1;
1227                     } else
1228                         ++s->channel[c].quant_step;
1229                 }
1230             }
1231         }
1232
1233         /** decode scale factors */
1234         if (decode_scale_factors(s) < 0)
1235             return AVERROR_INVALIDDATA;
1236     }
1237
1238     av_dlog(s->avctx, "BITSTREAM: subframe header length was %i\n",
1239             get_bits_count(&s->gb) - s->subframe_offset);
1240
1241     /** parse coefficients */
1242     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1243         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1244         if (s->channel[c].transmit_coefs &&
1245             get_bits_count(&s->gb) < s->num_saved_bits) {
1246             decode_coeffs(s, c);
1247         } else
1248             memset(s->channel[c].coeffs, 0,
1249                    sizeof(*s->channel[c].coeffs) * subframe_len);
1250     }
1251
1252     av_dlog(s->avctx, "BITSTREAM: subframe length was %i\n",
1253             get_bits_count(&s->gb) - s->subframe_offset);
1254
1255     if (transmit_coeffs) {
1256         FFTContext *mdct = &s->mdct_ctx[av_log2(subframe_len) - WMAPRO_BLOCK_MIN_BITS];
1257         /** reconstruct the per channel data */
1258         inverse_channel_transform(s);
1259         for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1260             int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1261             const int* sf = s->channel[c].scale_factors;
1262             int b;
1263
1264             if (c == s->lfe_channel)
1265                 memset(&s->tmp[cur_subwoofer_cutoff], 0, sizeof(*s->tmp) *
1266                        (subframe_len - cur_subwoofer_cutoff));
1267
1268             /** inverse quantization and rescaling */
1269             for (b = 0; b < s->num_bands; b++) {
1270                 const int end = FFMIN(s->cur_sfb_offsets[b+1], s->subframe_len);
1271                 const int exp = s->channel[c].quant_step -
1272                             (s->channel[c].max_scale_factor - *sf++) *
1273                             s->channel[c].scale_factor_step;
1274                 const float quant = pow(10.0, exp / 20.0);
1275                 int start = s->cur_sfb_offsets[b];
1276                 s->fdsp.vector_fmul_scalar(s->tmp + start,
1277                                            s->channel[c].coeffs + start,
1278                                            quant, end - start);
1279             }
1280
1281             /** apply imdct (imdct_half == DCTIV with reverse) */
1282             mdct->imdct_half(mdct, s->channel[c].coeffs, s->tmp);
1283         }
1284     }
1285
1286     /** window and overlapp-add */
1287     wmapro_window(s);
1288
1289     /** handled one subframe */
1290     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1291         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1292         if (s->channel[c].cur_subframe >= s->channel[c].num_subframes) {
1293             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "broken subframe\n");
1294             return AVERROR_INVALIDDATA;
1295         }
1296         ++s->channel[c].cur_subframe;
1297     }
1298
1299     return 0;
1300 }
1301
1302 /**
1303  *@brief Decode one WMA frame.
1304  *@param s codec context
1305  *@return 0 if the trailer bit indicates that this is the last frame,
1306  *        1 if there are additional frames
1307  */
1308 static int decode_frame(WMAProDecodeCtx *s, AVFrame *frame, int *got_frame_ptr)
1309 {
1310     AVCodecContext *avctx = s->avctx;
1311     GetBitContext* gb = &s->gb;
1312     int more_frames = 0;
1313     int len = 0;
1314     int i, ret;
1315
1316     /** get frame length */
1317     if (s->len_prefix)
1318         len = get_bits(gb, s->log2_frame_size);
1319
1320     av_dlog(s->avctx, "decoding frame with length %x\n", len);
1321
1322     /** decode tile information */
1323     if (decode_tilehdr(s)) {
1324         s->packet_loss = 1;
1325         return 0;
1326     }
1327
1328     /** read postproc transform */
1329     if (s->avctx->channels > 1 && get_bits1(gb)) {
1330         if (get_bits1(gb)) {
1331             for (i = 0; i < avctx->channels * avctx->channels; i++)
1332                 skip_bits(gb, 4);
1333         }
1334     }
1335
1336     /** read drc info */
1337     if (s->dynamic_range_compression) {
1338         s->drc_gain = get_bits(gb, 8);
1339         av_dlog(s->avctx, "drc_gain %i\n", s->drc_gain);
1340     }
1341
1342     /** no idea what these are for, might be the number of samples
1343         that need to be skipped at the beginning or end of a stream */
1344     if (get_bits1(gb)) {
1345         int av_unused skip;
1346
1347         /** usually true for the first frame */
1348         if (get_bits1(gb)) {
1349             skip = get_bits(gb, av_log2(s->samples_per_frame * 2));
1350             av_dlog(s->avctx, "start skip: %i\n", skip);
1351         }
1352
1353         /** sometimes true for the last frame */
1354         if (get_bits1(gb)) {
1355             skip = get_bits(gb, av_log2(s->samples_per_frame * 2));
1356             av_dlog(s->avctx, "end skip: %i\n", skip);
1357         }
1358
1359     }
1360
1361     av_dlog(s->avctx, "BITSTREAM: frame header length was %i\n",
1362             get_bits_count(gb) - s->frame_offset);
1363
1364     /** reset subframe states */
1365     s->parsed_all_subframes = 0;
1366     for (i = 0; i < avctx->channels; i++) {
1367         s->channel[i].decoded_samples = 0;
1368         s->channel[i].cur_subframe    = 0;
1369         s->channel[i].reuse_sf        = 0;
1370     }
1371
1372     /** decode all subframes */
1373     while (!s->parsed_all_subframes) {
1374         if (decode_subframe(s) < 0) {
1375             s->packet_loss = 1;
1376             return 0;
1377         }
1378     }
1379
1380     /* get output buffer */
1381     frame->nb_samples = s->samples_per_frame;
1382     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0) {
1383         s->packet_loss = 1;
1384         return 0;
1385     }
1386
1387     /** copy samples to the output buffer */
1388     for (i = 0; i < avctx->channels; i++)
1389         memcpy(frame->extended_data[i], s->channel[i].out,
1390                s->samples_per_frame * sizeof(*s->channel[i].out));
1391
1392     for (i = 0; i < avctx->channels; i++) {
1393         /** reuse second half of the IMDCT output for the next frame */
1394         memcpy(&s->channel[i].out[0],
1395                &s->channel[i].out[s->samples_per_frame],
1396                s->samples_per_frame * sizeof(*s->channel[i].out) >> 1);
1397     }
1398
1399     if (s->skip_frame) {
1400         s->skip_frame = 0;
1401         *got_frame_ptr = 0;
1402         av_frame_unref(frame);
1403     } else {
1404         *got_frame_ptr = 1;
1405     }
1406
1407     if (s->len_prefix) {
1408         if (len != (get_bits_count(gb) - s->frame_offset) + 2) {
1409             /** FIXME: not sure if this is always an error */
1410             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
1411                    "frame[%i] would have to skip %i bits\n", s->frame_num,
1412                    len - (get_bits_count(gb) - s->frame_offset) - 1);
1413             s->packet_loss = 1;
1414             return 0;
1415         }
1416
1417         /** skip the rest of the frame data */
1418         skip_bits_long(gb, len - (get_bits_count(gb) - s->frame_offset) - 1);
1419     } else {
1420         while (get_bits_count(gb) < s->num_saved_bits && get_bits1(gb) == 0) {
1421         }
1422     }
1423
1424     /** decode trailer bit */
1425     more_frames = get_bits1(gb);
1426
1427     ++s->frame_num;
1428     return more_frames;
1429 }
1430
1431 /**
1432  *@brief Calculate remaining input buffer length.
1433  *@param s codec context
1434  *@param gb bitstream reader context
1435  *@return remaining size in bits
1436  */
1437 static int remaining_bits(WMAProDecodeCtx *s, GetBitContext *gb)
1438 {
1439     return s->buf_bit_size - get_bits_count(gb);
1440 }
1441
1442 /**
1443  *@brief Fill the bit reservoir with a (partial) frame.
1444  *@param s codec context
1445  *@param gb bitstream reader context
1446  *@param len length of the partial frame
1447  *@param append decides whether to reset the buffer or not
1448  */
1449 static void save_bits(WMAProDecodeCtx *s, GetBitContext* gb, int len,
1450                       int append)
1451 {
1452     int buflen;
1453
1454     /** when the frame data does not need to be concatenated, the input buffer
1455         is reset and additional bits from the previous frame are copied
1456         and skipped later so that a fast byte copy is possible */
1457
1458     if (!append) {
1459         s->frame_offset = get_bits_count(gb) & 7;
1460         s->num_saved_bits = s->frame_offset;
1461         init_put_bits(&s->pb, s->frame_data, MAX_FRAMESIZE);
1462     }
1463
1464     buflen = (put_bits_count(&s->pb) + len + 8) >> 3;
1465
1466     if (len <= 0 || buflen > MAX_FRAMESIZE) {
1467         avpriv_request_sample(s->avctx, "Too small input buffer");
1468         s->packet_loss = 1;
1469         return;
1470     }
1471
1472     s->num_saved_bits += len;
1473     if (!append) {
1474         avpriv_copy_bits(&s->pb, gb->buffer + (get_bits_count(gb) >> 3),
1475                      s->num_saved_bits);
1476     } else {
1477         int align = 8 - (get_bits_count(gb) & 7);
1478         align = FFMIN(align, len);
1479         put_bits(&s->pb, align, get_bits(gb, align));
1480         len -= align;
1481         avpriv_copy_bits(&s->pb, gb->buffer + (get_bits_count(gb) >> 3), len);
1482     }
1483     skip_bits_long(gb, len);
1484
1485     {
1486         PutBitContext tmp = s->pb;
1487         flush_put_bits(&tmp);
1488     }
1489
1490     init_get_bits(&s->gb, s->frame_data, s->num_saved_bits);
1491     skip_bits(&s->gb, s->frame_offset);
1492 }
1493
1494 /**
1495  *@brief Decode a single WMA packet.
1496  *@param avctx codec context
1497  *@param data the output buffer
1498  *@param avpkt input packet
1499  *@return number of bytes that were read from the input buffer
1500  */
1501 static int decode_packet(AVCodecContext *avctx, void *data,
1502                          int *got_frame_ptr, AVPacket* avpkt)
1503 {
1504     WMAProDecodeCtx *s = avctx->priv_data;
1505     GetBitContext* gb  = &s->pgb;
1506     const uint8_t* buf = avpkt->data;
1507     int buf_size       = avpkt->size;
1508     int num_bits_prev_frame;
1509     int packet_sequence_number;
1510
1511     *got_frame_ptr = 0;
1512
1513     if (s->packet_done || s->packet_loss) {
1514         s->packet_done = 0;
1515
1516         /** sanity check for the buffer length */
1517         if (buf_size < avctx->block_align) {
1518             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Input packet too small (%d < %d)\n",
1519                    buf_size, avctx->block_align);
1520             return AVERROR_INVALIDDATA;
1521         }
1522
1523         s->next_packet_start = buf_size - avctx->block_align;
1524         buf_size = avctx->block_align;
1525         s->buf_bit_size = buf_size << 3;
1526
1527         /** parse packet header */
1528         init_get_bits(gb, buf, s->buf_bit_size);
1529         packet_sequence_number = get_bits(gb, 4);
1530         skip_bits(gb, 2);
1531
1532         /** get number of bits that need to be added to the previous frame */
1533         num_bits_prev_frame = get_bits(gb, s->log2_frame_size);
1534         av_dlog(avctx, "packet[%d]: nbpf %x\n", avctx->frame_number,
1535                 num_bits_prev_frame);
1536
1537         /** check for packet loss */
1538         if (!s->packet_loss &&
1539             ((s->packet_sequence_number + 1) & 0xF) != packet_sequence_number) {
1540             s->packet_loss = 1;
1541             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet loss detected! seq %x vs %x\n",
1542                    s->packet_sequence_number, packet_sequence_number);
1543         }
1544         s->packet_sequence_number = packet_sequence_number;
1545
1546         if (num_bits_prev_frame > 0) {
1547             int remaining_packet_bits = s->buf_bit_size - get_bits_count(gb);
1548             if (num_bits_prev_frame >= remaining_packet_bits) {
1549                 num_bits_prev_frame = remaining_packet_bits;
1550                 s->packet_done = 1;
1551             }
1552
1553             /** append the previous frame data to the remaining data from the
1554                 previous packet to create a full frame */
1555             save_bits(s, gb, num_bits_prev_frame, 1);
1556             av_dlog(avctx, "accumulated %x bits of frame data\n",
1557                     s->num_saved_bits - s->frame_offset);
1558
1559             /** decode the cross packet frame if it is valid */
1560             if (!s->packet_loss)
1561                 decode_frame(s, data, got_frame_ptr);
1562         } else if (s->num_saved_bits - s->frame_offset) {
1563             av_dlog(avctx, "ignoring %x previously saved bits\n",
1564                     s->num_saved_bits - s->frame_offset);
1565         }
1566
1567         if (s->packet_loss) {
1568             /** reset number of saved bits so that the decoder
1569                 does not start to decode incomplete frames in the
1570                 s->len_prefix == 0 case */
1571             s->num_saved_bits = 0;
1572             s->packet_loss = 0;
1573         }
1574
1575     } else {
1576         int frame_size;
1577         s->buf_bit_size = (avpkt->size - s->next_packet_start) << 3;
1578         init_get_bits(gb, avpkt->data, s->buf_bit_size);
1579         skip_bits(gb, s->packet_offset);
1580         if (s->len_prefix && remaining_bits(s, gb) > s->log2_frame_size &&
1581             (frame_size = show_bits(gb, s->log2_frame_size)) &&
1582             frame_size <= remaining_bits(s, gb)) {
1583             save_bits(s, gb, frame_size, 0);
1584             if (!s->packet_loss)
1585                 s->packet_done = !decode_frame(s, data, got_frame_ptr);
1586         } else if (!s->len_prefix
1587                    && s->num_saved_bits > get_bits_count(&s->gb)) {
1588             /** when the frames do not have a length prefix, we don't know
1589                 the compressed length of the individual frames
1590                 however, we know what part of a new packet belongs to the
1591                 previous frame
1592                 therefore we save the incoming packet first, then we append
1593                 the "previous frame" data from the next packet so that
1594                 we get a buffer that only contains full frames */
1595             s->packet_done = !decode_frame(s, data, got_frame_ptr);
1596         } else
1597             s->packet_done = 1;
1598     }
1599
1600     if (s->packet_done && !s->packet_loss &&
1601         remaining_bits(s, gb) > 0) {
1602         /** save the rest of the data so that it can be decoded
1603             with the next packet */
1604         save_bits(s, gb, remaining_bits(s, gb), 0);
1605     }
1606
1607     s->packet_offset = get_bits_count(gb) & 7;
1608     if (s->packet_loss)
1609         return AVERROR_INVALIDDATA;
1610
1611     return get_bits_count(gb) >> 3;
1612 }
1613
1614 /**
1615  *@brief Clear decoder buffers (for seeking).
1616  *@param avctx codec context
1617  */
1618 static void flush(AVCodecContext *avctx)
1619 {
1620     WMAProDecodeCtx *s = avctx->priv_data;
1621     int i;
1622     /** reset output buffer as a part of it is used during the windowing of a
1623         new frame */
1624     for (i = 0; i < avctx->channels; i++)
1625         memset(s->channel[i].out, 0, s->samples_per_frame *
1626                sizeof(*s->channel[i].out));
1627     s->packet_loss = 1;
1628 }
1629
1630
1631 /**
1632  *@brief wmapro decoder
1633  */
1634 AVCodec ff_wmapro_decoder = {
1635     .name           = "wmapro",
1636     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1637     .id             = AV_CODEC_ID_WMAPRO,
1638     .priv_data_size = sizeof(WMAProDecodeCtx),
1639     .init           = decode_init,
1640     .close          = decode_end,
1641     .decode         = decode_packet,
1642     .capabilities   = CODEC_CAP_SUBFRAMES | CODEC_CAP_DR1,
1643     .flush          = flush,
1644     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Windows Media Audio 9 Professional"),
1645     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
1646                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1647 };