f04b43fd619c12bab42b507de472fd1d8d85fe93
[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 "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 "dsputil.h"
98 #include "sinewin.h"
99 #include "wma.h"
100 #include "wma_common.h"
101
102 /** current decoder limitations */
103 #define WMAPRO_MAX_CHANNELS    8                             ///< max number of handled channels
104 #define MAX_SUBFRAMES  32                                    ///< max number of subframes per channel
105 #define MAX_BANDS      29                                    ///< max number of scale factor bands
106 #define MAX_FRAMESIZE  32768                                 ///< maximum compressed frame size
107
108 #define WMAPRO_BLOCK_MIN_BITS  6                                           ///< log2 of min block size
109 #define WMAPRO_BLOCK_MAX_BITS 13                                           ///< log2 of max block size
110 #define WMAPRO_BLOCK_MAX_SIZE (1 << WMAPRO_BLOCK_MAX_BITS)                 ///< maximum block size
111 #define WMAPRO_BLOCK_SIZES    (WMAPRO_BLOCK_MAX_BITS - WMAPRO_BLOCK_MIN_BITS + 1) ///< possible block sizes
112
113
114 #define VLCBITS            9
115 #define SCALEVLCBITS       8
116 #define VEC4MAXDEPTH    ((HUFF_VEC4_MAXBITS+VLCBITS-1)/VLCBITS)
117 #define VEC2MAXDEPTH    ((HUFF_VEC2_MAXBITS+VLCBITS-1)/VLCBITS)
118 #define VEC1MAXDEPTH    ((HUFF_VEC1_MAXBITS+VLCBITS-1)/VLCBITS)
119 #define SCALEMAXDEPTH   ((HUFF_SCALE_MAXBITS+SCALEVLCBITS-1)/SCALEVLCBITS)
120 #define SCALERLMAXDEPTH ((HUFF_SCALE_RL_MAXBITS+VLCBITS-1)/VLCBITS)
121
122 static VLC              sf_vlc;           ///< scale factor DPCM vlc
123 static VLC              sf_rl_vlc;        ///< scale factor run length vlc
124 static VLC              vec4_vlc;         ///< 4 coefficients per symbol
125 static VLC              vec2_vlc;         ///< 2 coefficients per symbol
126 static VLC              vec1_vlc;         ///< 1 coefficient per symbol
127 static VLC              coef_vlc[2];      ///< coefficient run length vlc codes
128 static float            sin64[33];        ///< sinus table for decorrelation
129
130 /**
131  * @brief frame specific decoder context for a single channel
132  */
133 typedef struct {
134     int16_t  prev_block_len;                          ///< length of the previous block
135     uint8_t  transmit_coefs;
136     uint8_t  num_subframes;
137     uint16_t subframe_len[MAX_SUBFRAMES];             ///< subframe length in samples
138     uint16_t subframe_offset[MAX_SUBFRAMES];          ///< subframe positions in the current frame
139     uint8_t  cur_subframe;                            ///< current subframe number
140     uint16_t decoded_samples;                         ///< number of already processed samples
141     uint8_t  grouped;                                 ///< channel is part of a group
142     int      quant_step;                              ///< quantization step for the current subframe
143     int8_t   reuse_sf;                                ///< share scale factors between subframes
144     int8_t   scale_factor_step;                       ///< scaling step for the current subframe
145     int      max_scale_factor;                        ///< maximum scale factor for the current subframe
146     int      saved_scale_factors[2][MAX_BANDS];       ///< resampled and (previously) transmitted scale factor values
147     int8_t   scale_factor_idx;                        ///< index for the transmitted scale factor values (used for resampling)
148     int*     scale_factors;                           ///< pointer to the scale factor values used for decoding
149     uint8_t  table_idx;                               ///< index in sf_offsets for the scale factor reference block
150     float*   coeffs;                                  ///< pointer to the subframe decode buffer
151     uint16_t num_vec_coeffs;                          ///< number of vector coded coefficients
152     DECLARE_ALIGNED(32, float, out)[WMAPRO_BLOCK_MAX_SIZE + WMAPRO_BLOCK_MAX_SIZE / 2]; ///< output buffer
153 } WMAProChannelCtx;
154
155 /**
156  * @brief channel group for channel transformations
157  */
158 typedef struct {
159     uint8_t num_channels;                                     ///< number of channels in the group
160     int8_t  transform;                                        ///< transform on / off
161     int8_t  transform_band[MAX_BANDS];                        ///< controls if the transform is enabled for a certain band
162     float   decorrelation_matrix[WMAPRO_MAX_CHANNELS*WMAPRO_MAX_CHANNELS];
163     float*  channel_data[WMAPRO_MAX_CHANNELS];                ///< transformation coefficients
164 } WMAProChannelGrp;
165
166 /**
167  * @brief main decoder context
168  */
169 typedef struct WMAProDecodeCtx {
170     /* generic decoder variables */
171     AVCodecContext*  avctx;                         ///< codec context for av_log
172     AVFrame          frame;                         ///< AVFrame for decoded output
173     DSPContext       dsp;                           ///< accelerated DSP functions
174     AVFloatDSPContext fdsp;
175     uint8_t          frame_data[MAX_FRAMESIZE +
176                       FF_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 = %x\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     s->avctx = avctx;
284     ff_dsputil_init(&s->dsp, avctx);
285     avpriv_float_dsp_init(&s->fdsp, avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT);
286
287     init_put_bits(&s->pb, s->frame_data, MAX_FRAMESIZE);
288
289     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLTP;
290
291     if (avctx->extradata_size >= 18) {
292         s->decode_flags    = AV_RL16(edata_ptr+14);
293         channel_mask       = AV_RL32(edata_ptr+2);
294         s->bits_per_sample = AV_RL16(edata_ptr);
295         /** dump the extradata */
296         for (i = 0; i < avctx->extradata_size; i++)
297             av_dlog(avctx, "[%x] ", avctx->extradata[i]);
298         av_dlog(avctx, "\n");
299
300     } else {
301         av_log_ask_for_sample(avctx, "Unknown extradata size\n");
302         return AVERROR_PATCHWELCOME;
303     }
304
305     /** generic init */
306     s->log2_frame_size = av_log2(avctx->block_align) + 4;
307
308     /** frame info */
309     s->skip_frame  = 1; /* skip first frame */
310     s->packet_loss = 1;
311     s->len_prefix  = (s->decode_flags & 0x40);
312
313     /** get frame len */
314     bits = ff_wma_get_frame_len_bits(avctx->sample_rate, 3, s->decode_flags);
315     if (bits > WMAPRO_BLOCK_MAX_BITS) {
316         av_log_missing_feature(avctx, "14-bits block sizes", 1);
317         return AVERROR_PATCHWELCOME;
318     }
319     s->samples_per_frame = 1 << bits;
320
321     /** subframe info */
322     log2_max_num_subframes       = ((s->decode_flags & 0x38) >> 3);
323     s->max_num_subframes         = 1 << log2_max_num_subframes;
324     if (s->max_num_subframes == 16 || s->max_num_subframes == 4)
325         s->max_subframe_len_bit = 1;
326     s->subframe_len_bits = av_log2(log2_max_num_subframes) + 1;
327
328     num_possible_block_sizes     = log2_max_num_subframes + 1;
329     s->min_samples_per_subframe  = s->samples_per_frame / s->max_num_subframes;
330     s->dynamic_range_compression = (s->decode_flags & 0x80);
331
332     if (s->max_num_subframes > MAX_SUBFRAMES) {
333         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid number of subframes %i\n",
334                s->max_num_subframes);
335         return AVERROR_INVALIDDATA;
336     }
337
338     if (s->avctx->sample_rate <= 0) {
339         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sample rate\n");
340         return AVERROR_INVALIDDATA;
341     }
342
343     if (avctx->channels < 0) {
344         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid number of channels %d\n",
345                avctx->channels);
346         return AVERROR_INVALIDDATA;
347     } else if (avctx->channels > WMAPRO_MAX_CHANNELS) {
348         av_log_ask_for_sample(avctx, "unsupported number of channels\n");
349         return AVERROR_PATCHWELCOME;
350     }
351
352     /** init previous block len */
353     for (i = 0; i < avctx->channels; i++)
354         s->channel[i].prev_block_len = s->samples_per_frame;
355
356     /** extract lfe channel position */
357     s->lfe_channel = -1;
358
359     if (channel_mask & 8) {
360         unsigned int mask;
361         for (mask = 1; mask < 16; mask <<= 1) {
362             if (channel_mask & mask)
363                 ++s->lfe_channel;
364         }
365     }
366
367     INIT_VLC_STATIC(&sf_vlc, SCALEVLCBITS, HUFF_SCALE_SIZE,
368                     scale_huffbits, 1, 1,
369                     scale_huffcodes, 2, 2, 616);
370
371     INIT_VLC_STATIC(&sf_rl_vlc, VLCBITS, HUFF_SCALE_RL_SIZE,
372                     scale_rl_huffbits, 1, 1,
373                     scale_rl_huffcodes, 4, 4, 1406);
374
375     INIT_VLC_STATIC(&coef_vlc[0], VLCBITS, HUFF_COEF0_SIZE,
376                     coef0_huffbits, 1, 1,
377                     coef0_huffcodes, 4, 4, 2108);
378
379     INIT_VLC_STATIC(&coef_vlc[1], VLCBITS, HUFF_COEF1_SIZE,
380                     coef1_huffbits, 1, 1,
381                     coef1_huffcodes, 4, 4, 3912);
382
383     INIT_VLC_STATIC(&vec4_vlc, VLCBITS, HUFF_VEC4_SIZE,
384                     vec4_huffbits, 1, 1,
385                     vec4_huffcodes, 2, 2, 604);
386
387     INIT_VLC_STATIC(&vec2_vlc, VLCBITS, HUFF_VEC2_SIZE,
388                     vec2_huffbits, 1, 1,
389                     vec2_huffcodes, 2, 2, 562);
390
391     INIT_VLC_STATIC(&vec1_vlc, VLCBITS, HUFF_VEC1_SIZE,
392                     vec1_huffbits, 1, 1,
393                     vec1_huffcodes, 2, 2, 562);
394
395     /** calculate number of scale factor bands and their offsets
396         for every possible block size */
397     for (i = 0; i < num_possible_block_sizes; i++) {
398         int subframe_len = s->samples_per_frame >> i;
399         int x;
400         int band = 1;
401
402         s->sfb_offsets[i][0] = 0;
403
404         for (x = 0; x < MAX_BANDS-1 && s->sfb_offsets[i][band - 1] < subframe_len; x++) {
405             int offset = (subframe_len * 2 * critical_freq[x])
406                           / s->avctx->sample_rate + 2;
407             offset &= ~3;
408             if (offset > s->sfb_offsets[i][band - 1])
409                 s->sfb_offsets[i][band++] = offset;
410         }
411         s->sfb_offsets[i][band - 1] = subframe_len;
412         s->num_sfb[i]               = band - 1;
413     }
414
415
416     /** Scale factors can be shared between blocks of different size
417         as every block has a different scale factor band layout.
418         The matrix sf_offsets is needed to find the correct scale factor.
419      */
420
421     for (i = 0; i < num_possible_block_sizes; i++) {
422         int b;
423         for (b = 0; b < s->num_sfb[i]; b++) {
424             int x;
425             int offset = ((s->sfb_offsets[i][b]
426                            + s->sfb_offsets[i][b + 1] - 1) << i) >> 1;
427             for (x = 0; x < num_possible_block_sizes; x++) {
428                 int v = 0;
429                 while (s->sfb_offsets[x][v + 1] << x < offset)
430                     ++v;
431                 s->sf_offsets[i][x][b] = v;
432             }
433         }
434     }
435
436     /** init MDCT, FIXME: only init needed sizes */
437     for (i = 0; i < WMAPRO_BLOCK_SIZES; i++)
438         ff_mdct_init(&s->mdct_ctx[i], WMAPRO_BLOCK_MIN_BITS+1+i, 1,
439                      1.0 / (1 << (WMAPRO_BLOCK_MIN_BITS + i - 1))
440                      / (1 << (s->bits_per_sample - 1)));
441
442     /** init MDCT windows: simple sinus window */
443     for (i = 0; i < WMAPRO_BLOCK_SIZES; i++) {
444         const int win_idx = WMAPRO_BLOCK_MAX_BITS - i;
445         ff_init_ff_sine_windows(win_idx);
446         s->windows[WMAPRO_BLOCK_SIZES - i - 1] = ff_sine_windows[win_idx];
447     }
448
449     /** calculate subwoofer cutoff values */
450     for (i = 0; i < num_possible_block_sizes; i++) {
451         int block_size = s->samples_per_frame >> i;
452         int cutoff = (440*block_size + 3 * (s->avctx->sample_rate >> 1) - 1)
453                      / s->avctx->sample_rate;
454         s->subwoofer_cutoffs[i] = av_clip(cutoff, 4, block_size);
455     }
456
457     /** calculate sine values for the decorrelation matrix */
458     for (i = 0; i < 33; i++)
459         sin64[i] = sin(i*M_PI / 64.0);
460
461     if (avctx->debug & FF_DEBUG_BITSTREAM)
462         dump_context(s);
463
464     avctx->channel_layout = channel_mask;
465
466     avcodec_get_frame_defaults(&s->frame);
467     avctx->coded_frame = &s->frame;
468
469     return 0;
470 }
471
472 /**
473  *@brief Decode the subframe length.
474  *@param s context
475  *@param offset sample offset in the frame
476  *@return decoded subframe length on success, < 0 in case of an error
477  */
478 static int decode_subframe_length(WMAProDecodeCtx *s, int offset)
479 {
480     int frame_len_shift = 0;
481     int subframe_len;
482
483     /** no need to read from the bitstream when only one length is possible */
484     if (offset == s->samples_per_frame - s->min_samples_per_subframe)
485         return s->min_samples_per_subframe;
486
487     /** 1 bit indicates if the subframe is of maximum length */
488     if (s->max_subframe_len_bit) {
489         if (get_bits1(&s->gb))
490             frame_len_shift = 1 + get_bits(&s->gb, s->subframe_len_bits-1);
491     } else
492         frame_len_shift = get_bits(&s->gb, s->subframe_len_bits);
493
494     subframe_len = s->samples_per_frame >> frame_len_shift;
495
496     /** sanity check the length */
497     if (subframe_len < s->min_samples_per_subframe ||
498         subframe_len > s->samples_per_frame) {
499         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "broken frame: subframe_len %i\n",
500                subframe_len);
501         return AVERROR_INVALIDDATA;
502     }
503     return subframe_len;
504 }
505
506 /**
507  *@brief Decode how the data in the frame is split into subframes.
508  *       Every WMA frame contains the encoded data for a fixed number of
509  *       samples per channel. The data for every channel might be split
510  *       into several subframes. This function will reconstruct the list of
511  *       subframes for every channel.
512  *
513  *       If the subframes are not evenly split, the algorithm estimates the
514  *       channels with the lowest number of total samples.
515  *       Afterwards, for each of these channels a bit is read from the
516  *       bitstream that indicates if the channel contains a subframe with the
517  *       next subframe size that is going to be read from the bitstream or not.
518  *       If a channel contains such a subframe, the subframe size gets added to
519  *       the channel's subframe list.
520  *       The algorithm repeats these steps until the frame is properly divided
521  *       between the individual channels.
522  *
523  *@param s context
524  *@return 0 on success, < 0 in case of an error
525  */
526 static int decode_tilehdr(WMAProDecodeCtx *s)
527 {
528     uint16_t num_samples[WMAPRO_MAX_CHANNELS] = { 0 };/**< sum of samples for all currently known subframes of a channel */
529     uint8_t  contains_subframe[WMAPRO_MAX_CHANNELS];  /**< flag indicating if a channel contains the current subframe */
530     int channels_for_cur_subframe = s->avctx->channels; /**< number of channels that contain the current subframe */
531     int fixed_channel_layout = 0;                     /**< flag indicating that all channels use the same subframe offsets and sizes */
532     int min_channel_len = 0;                          /**< smallest sum of samples (channels with this length will be processed first) */
533     int c;
534
535     /* Should never consume more than 3073 bits (256 iterations for the
536      * while loop when always the minimum amount of 128 samples is subtracted
537      * from missing samples in the 8 channel case).
538      * 1 + BLOCK_MAX_SIZE * MAX_CHANNELS / BLOCK_MIN_SIZE * (MAX_CHANNELS  + 4)
539      */
540
541     /** reset tiling information */
542     for (c = 0; c < s->avctx->channels; c++)
543         s->channel[c].num_subframes = 0;
544
545     if (s->max_num_subframes == 1 || get_bits1(&s->gb))
546         fixed_channel_layout = 1;
547
548     /** loop until the frame data is split between the subframes */
549     do {
550         int subframe_len;
551
552         /** check which channels contain the subframe */
553         for (c = 0; c < s->avctx->channels; c++) {
554             if (num_samples[c] == min_channel_len) {
555                 if (fixed_channel_layout || channels_for_cur_subframe == 1 ||
556                    (min_channel_len == s->samples_per_frame - s->min_samples_per_subframe))
557                     contains_subframe[c] = 1;
558                 else
559                     contains_subframe[c] = get_bits1(&s->gb);
560             } else
561                 contains_subframe[c] = 0;
562         }
563
564         /** get subframe length, subframe_len == 0 is not allowed */
565         if ((subframe_len = decode_subframe_length(s, min_channel_len)) <= 0)
566             return AVERROR_INVALIDDATA;
567
568         /** add subframes to the individual channels and find new min_channel_len */
569         min_channel_len += subframe_len;
570         for (c = 0; c < s->avctx->channels; c++) {
571             WMAProChannelCtx* chan = &s->channel[c];
572
573             if (contains_subframe[c]) {
574                 if (chan->num_subframes >= MAX_SUBFRAMES) {
575                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
576                            "broken frame: num subframes > 31\n");
577                     return AVERROR_INVALIDDATA;
578                 }
579                 chan->subframe_len[chan->num_subframes] = subframe_len;
580                 num_samples[c] += subframe_len;
581                 ++chan->num_subframes;
582                 if (num_samples[c] > s->samples_per_frame) {
583                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "broken frame: "
584                            "channel len > samples_per_frame\n");
585                     return AVERROR_INVALIDDATA;
586                 }
587             } else if (num_samples[c] <= min_channel_len) {
588                 if (num_samples[c] < min_channel_len) {
589                     channels_for_cur_subframe = 0;
590                     min_channel_len = num_samples[c];
591                 }
592                 ++channels_for_cur_subframe;
593             }
594         }
595     } while (min_channel_len < s->samples_per_frame);
596
597     for (c = 0; c < s->avctx->channels; c++) {
598         int i;
599         int offset = 0;
600         for (i = 0; i < s->channel[c].num_subframes; i++) {
601             av_dlog(s->avctx, "frame[%i] channel[%i] subframe[%i]"
602                     " len %i\n", s->frame_num, c, i,
603                     s->channel[c].subframe_len[i]);
604             s->channel[c].subframe_offset[i] = offset;
605             offset += s->channel[c].subframe_len[i];
606         }
607     }
608
609     return 0;
610 }
611
612 /**
613  *@brief Calculate a decorrelation matrix from the bitstream parameters.
614  *@param s codec context
615  *@param chgroup channel group for which the matrix needs to be calculated
616  */
617 static void decode_decorrelation_matrix(WMAProDecodeCtx *s,
618                                         WMAProChannelGrp *chgroup)
619 {
620     int i;
621     int offset = 0;
622     int8_t rotation_offset[WMAPRO_MAX_CHANNELS * WMAPRO_MAX_CHANNELS];
623     memset(chgroup->decorrelation_matrix, 0, s->avctx->channels *
624            s->avctx->channels * sizeof(*chgroup->decorrelation_matrix));
625
626     for (i = 0; i < chgroup->num_channels * (chgroup->num_channels - 1) >> 1; i++)
627         rotation_offset[i] = get_bits(&s->gb, 6);
628
629     for (i = 0; i < chgroup->num_channels; i++)
630         chgroup->decorrelation_matrix[chgroup->num_channels * i + i] =
631             get_bits1(&s->gb) ? 1.0 : -1.0;
632
633     for (i = 1; i < chgroup->num_channels; i++) {
634         int x;
635         for (x = 0; x < i; x++) {
636             int y;
637             for (y = 0; y < i + 1; y++) {
638                 float v1 = chgroup->decorrelation_matrix[x * chgroup->num_channels + y];
639                 float v2 = chgroup->decorrelation_matrix[i * chgroup->num_channels + y];
640                 int n = rotation_offset[offset + x];
641                 float sinv;
642                 float cosv;
643
644                 if (n < 32) {
645                     sinv = sin64[n];
646                     cosv = sin64[32 - n];
647                 } else {
648                     sinv =  sin64[64 -  n];
649                     cosv = -sin64[n  - 32];
650                 }
651
652                 chgroup->decorrelation_matrix[y + x * chgroup->num_channels] =
653                                                (v1 * sinv) - (v2 * cosv);
654                 chgroup->decorrelation_matrix[y + i * chgroup->num_channels] =
655                                                (v1 * cosv) + (v2 * sinv);
656             }
657         }
658         offset += i;
659     }
660 }
661
662 /**
663  *@brief Decode channel transformation parameters
664  *@param s codec context
665  *@return 0 in case of success, < 0 in case of bitstream errors
666  */
667 static int decode_channel_transform(WMAProDecodeCtx* s)
668 {
669     int i;
670     /* should never consume more than 1921 bits for the 8 channel case
671      * 1 + MAX_CHANNELS * (MAX_CHANNELS + 2 + 3 * MAX_CHANNELS * MAX_CHANNELS
672      * + MAX_CHANNELS + MAX_BANDS + 1)
673      */
674
675     /** in the one channel case channel transforms are pointless */
676     s->num_chgroups = 0;
677     if (s->avctx->channels > 1) {
678         int remaining_channels = s->channels_for_cur_subframe;
679
680         if (get_bits1(&s->gb)) {
681             av_log_ask_for_sample(s->avctx,
682                                   "unsupported channel transform bit\n");
683             return AVERROR_PATCHWELCOME;
684         }
685
686         for (s->num_chgroups = 0; remaining_channels &&
687              s->num_chgroups < s->channels_for_cur_subframe; s->num_chgroups++) {
688             WMAProChannelGrp* chgroup = &s->chgroup[s->num_chgroups];
689             float** channel_data = chgroup->channel_data;
690             chgroup->num_channels = 0;
691             chgroup->transform = 0;
692
693             /** decode channel mask */
694             if (remaining_channels > 2) {
695                 for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
696                     int channel_idx = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
697                     if (!s->channel[channel_idx].grouped
698                         && get_bits1(&s->gb)) {
699                         ++chgroup->num_channels;
700                         s->channel[channel_idx].grouped = 1;
701                         *channel_data++ = s->channel[channel_idx].coeffs;
702                     }
703                 }
704             } else {
705                 chgroup->num_channels = remaining_channels;
706                 for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
707                     int channel_idx = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
708                     if (!s->channel[channel_idx].grouped)
709                         *channel_data++ = s->channel[channel_idx].coeffs;
710                     s->channel[channel_idx].grouped = 1;
711                 }
712             }
713
714             /** decode transform type */
715             if (chgroup->num_channels == 2) {
716                 if (get_bits1(&s->gb)) {
717                     if (get_bits1(&s->gb)) {
718                         av_log_ask_for_sample(s->avctx,
719                                               "unsupported channel transform type\n");
720                     }
721                 } else {
722                     chgroup->transform = 1;
723                     if (s->avctx->channels == 2) {
724                         chgroup->decorrelation_matrix[0] =  1.0;
725                         chgroup->decorrelation_matrix[1] = -1.0;
726                         chgroup->decorrelation_matrix[2] =  1.0;
727                         chgroup->decorrelation_matrix[3] =  1.0;
728                     } else {
729                         /** cos(pi/4) */
730                         chgroup->decorrelation_matrix[0] =  0.70703125;
731                         chgroup->decorrelation_matrix[1] = -0.70703125;
732                         chgroup->decorrelation_matrix[2] =  0.70703125;
733                         chgroup->decorrelation_matrix[3] =  0.70703125;
734                     }
735                 }
736             } else if (chgroup->num_channels > 2) {
737                 if (get_bits1(&s->gb)) {
738                     chgroup->transform = 1;
739                     if (get_bits1(&s->gb)) {
740                         decode_decorrelation_matrix(s, chgroup);
741                     } else {
742                         /** FIXME: more than 6 coupled channels not supported */
743                         if (chgroup->num_channels > 6) {
744                             av_log_ask_for_sample(s->avctx,
745                                                   "coupled channels > 6\n");
746                         } else {
747                             memcpy(chgroup->decorrelation_matrix,
748                                    default_decorrelation[chgroup->num_channels],
749                                    chgroup->num_channels * chgroup->num_channels *
750                                    sizeof(*chgroup->decorrelation_matrix));
751                         }
752                     }
753                 }
754             }
755
756             /** decode transform on / off */
757             if (chgroup->transform) {
758                 if (!get_bits1(&s->gb)) {
759                     int i;
760                     /** transform can be enabled for individual bands */
761                     for (i = 0; i < s->num_bands; i++) {
762                         chgroup->transform_band[i] = get_bits1(&s->gb);
763                     }
764                 } else {
765                     memset(chgroup->transform_band, 1, s->num_bands);
766                 }
767             }
768             remaining_channels -= chgroup->num_channels;
769         }
770     }
771     return 0;
772 }
773
774 /**
775  *@brief Extract the coefficients from the bitstream.
776  *@param s codec context
777  *@param c current channel number
778  *@return 0 on success, < 0 in case of bitstream errors
779  */
780 static int decode_coeffs(WMAProDecodeCtx *s, int c)
781 {
782     /* Integers 0..15 as single-precision floats.  The table saves a
783        costly int to float conversion, and storing the values as
784        integers allows fast sign-flipping. */
785     static const uint32_t fval_tab[16] = {
786         0x00000000, 0x3f800000, 0x40000000, 0x40400000,
787         0x40800000, 0x40a00000, 0x40c00000, 0x40e00000,
788         0x41000000, 0x41100000, 0x41200000, 0x41300000,
789         0x41400000, 0x41500000, 0x41600000, 0x41700000,
790     };
791     int vlctable;
792     VLC* vlc;
793     WMAProChannelCtx* ci = &s->channel[c];
794     int rl_mode = 0;
795     int cur_coeff = 0;
796     int num_zeros = 0;
797     const uint16_t* run;
798     const float* level;
799
800     av_dlog(s->avctx, "decode coefficients for channel %i\n", c);
801
802     vlctable = get_bits1(&s->gb);
803     vlc = &coef_vlc[vlctable];
804
805     if (vlctable) {
806         run = coef1_run;
807         level = coef1_level;
808     } else {
809         run = coef0_run;
810         level = coef0_level;
811     }
812
813     /** decode vector coefficients (consumes up to 167 bits per iteration for
814       4 vector coded large values) */
815     while ((s->transmit_num_vec_coeffs || !rl_mode) &&
816            (cur_coeff + 3 < ci->num_vec_coeffs)) {
817         uint32_t vals[4];
818         int i;
819         unsigned int idx;
820
821         idx = get_vlc2(&s->gb, vec4_vlc.table, VLCBITS, VEC4MAXDEPTH);
822
823         if (idx == HUFF_VEC4_SIZE - 1) {
824             for (i = 0; i < 4; i += 2) {
825                 idx = get_vlc2(&s->gb, vec2_vlc.table, VLCBITS, VEC2MAXDEPTH);
826                 if (idx == HUFF_VEC2_SIZE - 1) {
827                     uint32_t v0, v1;
828                     v0 = get_vlc2(&s->gb, vec1_vlc.table, VLCBITS, VEC1MAXDEPTH);
829                     if (v0 == HUFF_VEC1_SIZE - 1)
830                         v0 += ff_wma_get_large_val(&s->gb);
831                     v1 = get_vlc2(&s->gb, vec1_vlc.table, VLCBITS, VEC1MAXDEPTH);
832                     if (v1 == HUFF_VEC1_SIZE - 1)
833                         v1 += ff_wma_get_large_val(&s->gb);
834                     vals[i  ] = av_float2int(v0);
835                     vals[i+1] = av_float2int(v1);
836                 } else {
837                     vals[i]   = fval_tab[symbol_to_vec2[idx] >> 4 ];
838                     vals[i+1] = fval_tab[symbol_to_vec2[idx] & 0xF];
839                 }
840             }
841         } else {
842             vals[0] = fval_tab[ symbol_to_vec4[idx] >> 12      ];
843             vals[1] = fval_tab[(symbol_to_vec4[idx] >> 8) & 0xF];
844             vals[2] = fval_tab[(symbol_to_vec4[idx] >> 4) & 0xF];
845             vals[3] = fval_tab[ symbol_to_vec4[idx]       & 0xF];
846         }
847
848         /** decode sign */
849         for (i = 0; i < 4; i++) {
850             if (vals[i]) {
851                 uint32_t sign = get_bits1(&s->gb) - 1;
852                 AV_WN32A(&ci->coeffs[cur_coeff], vals[i] ^ sign << 31);
853                 num_zeros = 0;
854             } else {
855                 ci->coeffs[cur_coeff] = 0;
856                 /** switch to run level mode when subframe_len / 128 zeros
857                     were found in a row */
858                 rl_mode |= (++num_zeros > s->subframe_len >> 8);
859             }
860             ++cur_coeff;
861         }
862     }
863
864     /** decode run level coded coefficients */
865     if (cur_coeff < s->subframe_len) {
866         memset(&ci->coeffs[cur_coeff], 0,
867                sizeof(*ci->coeffs) * (s->subframe_len - cur_coeff));
868         if (ff_wma_run_level_decode(s->avctx, &s->gb, vlc,
869                                     level, run, 1, ci->coeffs,
870                                     cur_coeff, s->subframe_len,
871                                     s->subframe_len, s->esc_len, 0))
872             return AVERROR_INVALIDDATA;
873     }
874
875     return 0;
876 }
877
878 /**
879  *@brief Extract scale factors from the bitstream.
880  *@param s codec context
881  *@return 0 on success, < 0 in case of bitstream errors
882  */
883 static int decode_scale_factors(WMAProDecodeCtx* s)
884 {
885     int i;
886
887     /** should never consume more than 5344 bits
888      *  MAX_CHANNELS * (1 +  MAX_BANDS * 23)
889      */
890
891     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
892         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
893         int* sf;
894         int* sf_end;
895         s->channel[c].scale_factors = s->channel[c].saved_scale_factors[!s->channel[c].scale_factor_idx];
896         sf_end = s->channel[c].scale_factors + s->num_bands;
897
898         /** resample scale factors for the new block size
899          *  as the scale factors might need to be resampled several times
900          *  before some  new values are transmitted, a backup of the last
901          *  transmitted scale factors is kept in saved_scale_factors
902          */
903         if (s->channel[c].reuse_sf) {
904             const int8_t* sf_offsets = s->sf_offsets[s->table_idx][s->channel[c].table_idx];
905             int b;
906             for (b = 0; b < s->num_bands; b++)
907                 s->channel[c].scale_factors[b] =
908                     s->channel[c].saved_scale_factors[s->channel[c].scale_factor_idx][*sf_offsets++];
909         }
910
911         if (!s->channel[c].cur_subframe || get_bits1(&s->gb)) {
912
913             if (!s->channel[c].reuse_sf) {
914                 int val;
915                 /** decode DPCM coded scale factors */
916                 s->channel[c].scale_factor_step = get_bits(&s->gb, 2) + 1;
917                 val = 45 / s->channel[c].scale_factor_step;
918                 for (sf = s->channel[c].scale_factors; sf < sf_end; sf++) {
919                     val += get_vlc2(&s->gb, sf_vlc.table, SCALEVLCBITS, SCALEMAXDEPTH) - 60;
920                     *sf = val;
921                 }
922             } else {
923                 int i;
924                 /** run level decode differences to the resampled factors */
925                 for (i = 0; i < s->num_bands; i++) {
926                     int idx;
927                     int skip;
928                     int val;
929                     int sign;
930
931                     idx = get_vlc2(&s->gb, sf_rl_vlc.table, VLCBITS, SCALERLMAXDEPTH);
932
933                     if (!idx) {
934                         uint32_t code = get_bits(&s->gb, 14);
935                         val  =  code >> 6;
936                         sign = (code & 1) - 1;
937                         skip = (code & 0x3f) >> 1;
938                     } else if (idx == 1) {
939                         break;
940                     } else {
941                         skip = scale_rl_run[idx];
942                         val  = scale_rl_level[idx];
943                         sign = get_bits1(&s->gb)-1;
944                     }
945
946                     i += skip;
947                     if (i >= s->num_bands) {
948                         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
949                                "invalid scale factor coding\n");
950                         return AVERROR_INVALIDDATA;
951                     }
952                     s->channel[c].scale_factors[i] += (val ^ sign) - sign;
953                 }
954             }
955             /** swap buffers */
956             s->channel[c].scale_factor_idx = !s->channel[c].scale_factor_idx;
957             s->channel[c].table_idx = s->table_idx;
958             s->channel[c].reuse_sf  = 1;
959         }
960
961         /** calculate new scale factor maximum */
962         s->channel[c].max_scale_factor = s->channel[c].scale_factors[0];
963         for (sf = s->channel[c].scale_factors + 1; sf < sf_end; sf++) {
964             s->channel[c].max_scale_factor =
965                 FFMAX(s->channel[c].max_scale_factor, *sf);
966         }
967
968     }
969     return 0;
970 }
971
972 /**
973  *@brief Reconstruct the individual channel data.
974  *@param s codec context
975  */
976 static void inverse_channel_transform(WMAProDecodeCtx *s)
977 {
978     int i;
979
980     for (i = 0; i < s->num_chgroups; i++) {
981         if (s->chgroup[i].transform) {
982             float data[WMAPRO_MAX_CHANNELS];
983             const int num_channels = s->chgroup[i].num_channels;
984             float** ch_data = s->chgroup[i].channel_data;
985             float** ch_end = ch_data + num_channels;
986             const int8_t* tb = s->chgroup[i].transform_band;
987             int16_t* sfb;
988
989             /** multichannel decorrelation */
990             for (sfb = s->cur_sfb_offsets;
991                  sfb < s->cur_sfb_offsets + s->num_bands; sfb++) {
992                 int y;
993                 if (*tb++ == 1) {
994                     /** multiply values with the decorrelation_matrix */
995                     for (y = sfb[0]; y < FFMIN(sfb[1], s->subframe_len); y++) {
996                         const float* mat = s->chgroup[i].decorrelation_matrix;
997                         const float* data_end = data + num_channels;
998                         float* data_ptr = data;
999                         float** ch;
1000
1001                         for (ch = ch_data; ch < ch_end; ch++)
1002                             *data_ptr++ = (*ch)[y];
1003
1004                         for (ch = ch_data; ch < ch_end; ch++) {
1005                             float sum = 0;
1006                             data_ptr = data;
1007                             while (data_ptr < data_end)
1008                                 sum += *data_ptr++ * *mat++;
1009
1010                             (*ch)[y] = sum;
1011                         }
1012                     }
1013                 } else if (s->avctx->channels == 2) {
1014                     int len = FFMIN(sfb[1], s->subframe_len) - sfb[0];
1015                     s->fdsp.vector_fmul_scalar(ch_data[0] + sfb[0],
1016                                                ch_data[0] + sfb[0],
1017                                                181.0 / 128, len);
1018                     s->fdsp.vector_fmul_scalar(ch_data[1] + sfb[0],
1019                                                ch_data[1] + sfb[0],
1020                                                181.0 / 128, len);
1021                 }
1022             }
1023         }
1024     }
1025 }
1026
1027 /**
1028  *@brief Apply sine window and reconstruct the output buffer.
1029  *@param s codec context
1030  */
1031 static void wmapro_window(WMAProDecodeCtx *s)
1032 {
1033     int i;
1034     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1035         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1036         float* window;
1037         int winlen = s->channel[c].prev_block_len;
1038         float* start = s->channel[c].coeffs - (winlen >> 1);
1039
1040         if (s->subframe_len < winlen) {
1041             start += (winlen - s->subframe_len) >> 1;
1042             winlen = s->subframe_len;
1043         }
1044
1045         window = s->windows[av_log2(winlen) - WMAPRO_BLOCK_MIN_BITS];
1046
1047         winlen >>= 1;
1048
1049         s->fdsp.vector_fmul_window(start, start, start + winlen,
1050                                    window, winlen);
1051
1052         s->channel[c].prev_block_len = s->subframe_len;
1053     }
1054 }
1055
1056 /**
1057  *@brief Decode a single subframe (block).
1058  *@param s codec context
1059  *@return 0 on success, < 0 when decoding failed
1060  */
1061 static int decode_subframe(WMAProDecodeCtx *s)
1062 {
1063     int offset = s->samples_per_frame;
1064     int subframe_len = s->samples_per_frame;
1065     int i;
1066     int total_samples   = s->samples_per_frame * s->avctx->channels;
1067     int transmit_coeffs = 0;
1068     int cur_subwoofer_cutoff;
1069
1070     s->subframe_offset = get_bits_count(&s->gb);
1071
1072     /** reset channel context and find the next block offset and size
1073         == the next block of the channel with the smallest number of
1074         decoded samples
1075     */
1076     for (i = 0; i < s->avctx->channels; i++) {
1077         s->channel[i].grouped = 0;
1078         if (offset > s->channel[i].decoded_samples) {
1079             offset = s->channel[i].decoded_samples;
1080             subframe_len =
1081                 s->channel[i].subframe_len[s->channel[i].cur_subframe];
1082         }
1083     }
1084
1085     av_dlog(s->avctx,
1086             "processing subframe with offset %i len %i\n", offset, subframe_len);
1087
1088     /** get a list of all channels that contain the estimated block */
1089     s->channels_for_cur_subframe = 0;
1090     for (i = 0; i < s->avctx->channels; i++) {
1091         const int cur_subframe = s->channel[i].cur_subframe;
1092         /** subtract already processed samples */
1093         total_samples -= s->channel[i].decoded_samples;
1094
1095         /** and count if there are multiple subframes that match our profile */
1096         if (offset == s->channel[i].decoded_samples &&
1097             subframe_len == s->channel[i].subframe_len[cur_subframe]) {
1098             total_samples -= s->channel[i].subframe_len[cur_subframe];
1099             s->channel[i].decoded_samples +=
1100                 s->channel[i].subframe_len[cur_subframe];
1101             s->channel_indexes_for_cur_subframe[s->channels_for_cur_subframe] = i;
1102             ++s->channels_for_cur_subframe;
1103         }
1104     }
1105
1106     /** check if the frame will be complete after processing the
1107         estimated block */
1108     if (!total_samples)
1109         s->parsed_all_subframes = 1;
1110
1111
1112     av_dlog(s->avctx, "subframe is part of %i channels\n",
1113             s->channels_for_cur_subframe);
1114
1115     /** calculate number of scale factor bands and their offsets */
1116     s->table_idx         = av_log2(s->samples_per_frame/subframe_len);
1117     s->num_bands         = s->num_sfb[s->table_idx];
1118     s->cur_sfb_offsets   = s->sfb_offsets[s->table_idx];
1119     cur_subwoofer_cutoff = s->subwoofer_cutoffs[s->table_idx];
1120
1121     /** configure the decoder for the current subframe */
1122     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1123         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1124
1125         s->channel[c].coeffs = &s->channel[c].out[(s->samples_per_frame >> 1)
1126                                                   + offset];
1127     }
1128
1129     s->subframe_len = subframe_len;
1130     s->esc_len = av_log2(s->subframe_len - 1) + 1;
1131
1132     /** skip extended header if any */
1133     if (get_bits1(&s->gb)) {
1134         int num_fill_bits;
1135         if (!(num_fill_bits = get_bits(&s->gb, 2))) {
1136             int len = get_bits(&s->gb, 4);
1137             num_fill_bits = get_bits(&s->gb, len) + 1;
1138         }
1139
1140         if (num_fill_bits >= 0) {
1141             if (get_bits_count(&s->gb) + num_fill_bits > s->num_saved_bits) {
1142                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid number of fill bits\n");
1143                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1144             }
1145
1146             skip_bits_long(&s->gb, num_fill_bits);
1147         }
1148     }
1149
1150     /** no idea for what the following bit is used */
1151     if (get_bits1(&s->gb)) {
1152         av_log_ask_for_sample(s->avctx, "reserved bit set\n");
1153         return AVERROR_PATCHWELCOME;
1154     }
1155
1156
1157     if (decode_channel_transform(s) < 0)
1158         return AVERROR_INVALIDDATA;
1159
1160
1161     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1162         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1163         if ((s->channel[c].transmit_coefs = get_bits1(&s->gb)))
1164             transmit_coeffs = 1;
1165     }
1166
1167     if (transmit_coeffs) {
1168         int step;
1169         int quant_step = 90 * s->bits_per_sample >> 4;
1170
1171         /** decode number of vector coded coefficients */
1172         if ((s->transmit_num_vec_coeffs = get_bits1(&s->gb))) {
1173             int num_bits = av_log2((s->subframe_len + 3)/4) + 1;
1174             for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1175                 int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1176                 int num_vec_coeffs = get_bits(&s->gb, num_bits) << 2;
1177                 if (num_vec_coeffs > WMAPRO_BLOCK_MAX_SIZE) {
1178                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "num_vec_coeffs %d is too large\n", num_vec_coeffs);
1179                     return AVERROR_INVALIDDATA;
1180                 }
1181                 s->channel[c].num_vec_coeffs = num_vec_coeffs;
1182             }
1183         } else {
1184             for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1185                 int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1186                 s->channel[c].num_vec_coeffs = s->subframe_len;
1187             }
1188         }
1189         /** decode quantization step */
1190         step = get_sbits(&s->gb, 6);
1191         quant_step += step;
1192         if (step == -32 || step == 31) {
1193             const int sign = (step == 31) - 1;
1194             int quant = 0;
1195             while (get_bits_count(&s->gb) + 5 < s->num_saved_bits &&
1196                    (step = get_bits(&s->gb, 5)) == 31) {
1197                 quant += 31;
1198             }
1199             quant_step += ((quant + step) ^ sign) - sign;
1200         }
1201         if (quant_step < 0) {
1202             av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, "negative quant step\n");
1203         }
1204
1205         /** decode quantization step modifiers for every channel */
1206
1207         if (s->channels_for_cur_subframe == 1) {
1208             s->channel[s->channel_indexes_for_cur_subframe[0]].quant_step = quant_step;
1209         } else {
1210             int modifier_len = get_bits(&s->gb, 3);
1211             for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1212                 int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1213                 s->channel[c].quant_step = quant_step;
1214                 if (get_bits1(&s->gb)) {
1215                     if (modifier_len) {
1216                         s->channel[c].quant_step += get_bits(&s->gb, modifier_len) + 1;
1217                     } else
1218                         ++s->channel[c].quant_step;
1219                 }
1220             }
1221         }
1222
1223         /** decode scale factors */
1224         if (decode_scale_factors(s) < 0)
1225             return AVERROR_INVALIDDATA;
1226     }
1227
1228     av_dlog(s->avctx, "BITSTREAM: subframe header length was %i\n",
1229             get_bits_count(&s->gb) - s->subframe_offset);
1230
1231     /** parse coefficients */
1232     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1233         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1234         if (s->channel[c].transmit_coefs &&
1235             get_bits_count(&s->gb) < s->num_saved_bits) {
1236             decode_coeffs(s, c);
1237         } else
1238             memset(s->channel[c].coeffs, 0,
1239                    sizeof(*s->channel[c].coeffs) * subframe_len);
1240     }
1241
1242     av_dlog(s->avctx, "BITSTREAM: subframe length was %i\n",
1243             get_bits_count(&s->gb) - s->subframe_offset);
1244
1245     if (transmit_coeffs) {
1246         FFTContext *mdct = &s->mdct_ctx[av_log2(subframe_len) - WMAPRO_BLOCK_MIN_BITS];
1247         /** reconstruct the per channel data */
1248         inverse_channel_transform(s);
1249         for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1250             int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1251             const int* sf = s->channel[c].scale_factors;
1252             int b;
1253
1254             if (c == s->lfe_channel)
1255                 memset(&s->tmp[cur_subwoofer_cutoff], 0, sizeof(*s->tmp) *
1256                        (subframe_len - cur_subwoofer_cutoff));
1257
1258             /** inverse quantization and rescaling */
1259             for (b = 0; b < s->num_bands; b++) {
1260                 const int end = FFMIN(s->cur_sfb_offsets[b+1], s->subframe_len);
1261                 const int exp = s->channel[c].quant_step -
1262                             (s->channel[c].max_scale_factor - *sf++) *
1263                             s->channel[c].scale_factor_step;
1264                 const float quant = pow(10.0, exp / 20.0);
1265                 int start = s->cur_sfb_offsets[b];
1266                 s->fdsp.vector_fmul_scalar(s->tmp + start,
1267                                            s->channel[c].coeffs + start,
1268                                            quant, end - start);
1269             }
1270
1271             /** apply imdct (imdct_half == DCTIV with reverse) */
1272             mdct->imdct_half(mdct, s->channel[c].coeffs, s->tmp);
1273         }
1274     }
1275
1276     /** window and overlapp-add */
1277     wmapro_window(s);
1278
1279     /** handled one subframe */
1280     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1281         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1282         if (s->channel[c].cur_subframe >= s->channel[c].num_subframes) {
1283             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "broken subframe\n");
1284             return AVERROR_INVALIDDATA;
1285         }
1286         ++s->channel[c].cur_subframe;
1287     }
1288
1289     return 0;
1290 }
1291
1292 /**
1293  *@brief Decode one WMA frame.
1294  *@param s codec context
1295  *@return 0 if the trailer bit indicates that this is the last frame,
1296  *        1 if there are additional frames
1297  */
1298 static int decode_frame(WMAProDecodeCtx *s, int *got_frame_ptr)
1299 {
1300     AVCodecContext *avctx = s->avctx;
1301     GetBitContext* gb = &s->gb;
1302     int more_frames = 0;
1303     int len = 0;
1304     int i, ret;
1305
1306     /** get frame length */
1307     if (s->len_prefix)
1308         len = get_bits(gb, s->log2_frame_size);
1309
1310     av_dlog(s->avctx, "decoding frame with length %x\n", len);
1311
1312     /** decode tile information */
1313     if (decode_tilehdr(s)) {
1314         s->packet_loss = 1;
1315         return 0;
1316     }
1317
1318     /** read postproc transform */
1319     if (s->avctx->channels > 1 && get_bits1(gb)) {
1320         if (get_bits1(gb)) {
1321             for (i = 0; i < avctx->channels * avctx->channels; i++)
1322                 skip_bits(gb, 4);
1323         }
1324     }
1325
1326     /** read drc info */
1327     if (s->dynamic_range_compression) {
1328         s->drc_gain = get_bits(gb, 8);
1329         av_dlog(s->avctx, "drc_gain %i\n", s->drc_gain);
1330     }
1331
1332     /** no idea what these are for, might be the number of samples
1333         that need to be skipped at the beginning or end of a stream */
1334     if (get_bits1(gb)) {
1335         int av_unused skip;
1336
1337         /** usually true for the first frame */
1338         if (get_bits1(gb)) {
1339             skip = get_bits(gb, av_log2(s->samples_per_frame * 2));
1340             av_dlog(s->avctx, "start skip: %i\n", skip);
1341         }
1342
1343         /** sometimes true for the last frame */
1344         if (get_bits1(gb)) {
1345             skip = get_bits(gb, av_log2(s->samples_per_frame * 2));
1346             av_dlog(s->avctx, "end skip: %i\n", skip);
1347         }
1348
1349     }
1350
1351     av_dlog(s->avctx, "BITSTREAM: frame header length was %i\n",
1352             get_bits_count(gb) - s->frame_offset);
1353
1354     /** reset subframe states */
1355     s->parsed_all_subframes = 0;
1356     for (i = 0; i < avctx->channels; i++) {
1357         s->channel[i].decoded_samples = 0;
1358         s->channel[i].cur_subframe    = 0;
1359         s->channel[i].reuse_sf        = 0;
1360     }
1361
1362     /** decode all subframes */
1363     while (!s->parsed_all_subframes) {
1364         if (decode_subframe(s) < 0) {
1365             s->packet_loss = 1;
1366             return 0;
1367         }
1368     }
1369
1370     /* get output buffer */
1371     s->frame.nb_samples = s->samples_per_frame;
1372     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, &s->frame)) < 0) {
1373         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
1374         s->packet_loss = 1;
1375         return 0;
1376     }
1377
1378     /** copy samples to the output buffer */
1379     for (i = 0; i < avctx->channels; i++)
1380         memcpy(s->frame.extended_data[i], s->channel[i].out,
1381                s->samples_per_frame * sizeof(*s->channel[i].out));
1382
1383     for (i = 0; i < avctx->channels; i++) {
1384         /** reuse second half of the IMDCT output for the next frame */
1385         memcpy(&s->channel[i].out[0],
1386                &s->channel[i].out[s->samples_per_frame],
1387                s->samples_per_frame * sizeof(*s->channel[i].out) >> 1);
1388     }
1389
1390     if (s->skip_frame) {
1391         s->skip_frame = 0;
1392         *got_frame_ptr = 0;
1393     } else {
1394         *got_frame_ptr = 1;
1395     }
1396
1397     if (s->len_prefix) {
1398         if (len != (get_bits_count(gb) - s->frame_offset) + 2) {
1399             /** FIXME: not sure if this is always an error */
1400             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
1401                    "frame[%i] would have to skip %i bits\n", s->frame_num,
1402                    len - (get_bits_count(gb) - s->frame_offset) - 1);
1403             s->packet_loss = 1;
1404             return 0;
1405         }
1406
1407         /** skip the rest of the frame data */
1408         skip_bits_long(gb, len - (get_bits_count(gb) - s->frame_offset) - 1);
1409     } else {
1410         while (get_bits_count(gb) < s->num_saved_bits && get_bits1(gb) == 0) {
1411         }
1412     }
1413
1414     /** decode trailer bit */
1415     more_frames = get_bits1(gb);
1416
1417     ++s->frame_num;
1418     return more_frames;
1419 }
1420
1421 /**
1422  *@brief Calculate remaining input buffer length.
1423  *@param s codec context
1424  *@param gb bitstream reader context
1425  *@return remaining size in bits
1426  */
1427 static int remaining_bits(WMAProDecodeCtx *s, GetBitContext *gb)
1428 {
1429     return s->buf_bit_size - get_bits_count(gb);
1430 }
1431
1432 /**
1433  *@brief Fill the bit reservoir with a (partial) frame.
1434  *@param s codec context
1435  *@param gb bitstream reader context
1436  *@param len length of the partial frame
1437  *@param append decides whether to reset the buffer or not
1438  */
1439 static void save_bits(WMAProDecodeCtx *s, GetBitContext* gb, int len,
1440                       int append)
1441 {
1442     int buflen;
1443
1444     /** when the frame data does not need to be concatenated, the input buffer
1445         is resetted and additional bits from the previous frame are copyed
1446         and skipped later so that a fast byte copy is possible */
1447
1448     if (!append) {
1449         s->frame_offset = get_bits_count(gb) & 7;
1450         s->num_saved_bits = s->frame_offset;
1451         init_put_bits(&s->pb, s->frame_data, MAX_FRAMESIZE);
1452     }
1453
1454     buflen = (s->num_saved_bits + len + 8) >> 3;
1455
1456     if (len <= 0 || buflen > MAX_FRAMESIZE) {
1457         av_log_ask_for_sample(s->avctx, "input buffer too small\n");
1458         s->packet_loss = 1;
1459         return;
1460     }
1461
1462     s->num_saved_bits += len;
1463     if (!append) {
1464         avpriv_copy_bits(&s->pb, gb->buffer + (get_bits_count(gb) >> 3),
1465                      s->num_saved_bits);
1466     } else {
1467         int align = 8 - (get_bits_count(gb) & 7);
1468         align = FFMIN(align, len);
1469         put_bits(&s->pb, align, get_bits(gb, align));
1470         len -= align;
1471         avpriv_copy_bits(&s->pb, gb->buffer + (get_bits_count(gb) >> 3), len);
1472     }
1473     skip_bits_long(gb, len);
1474
1475     {
1476         PutBitContext tmp = s->pb;
1477         flush_put_bits(&tmp);
1478     }
1479
1480     init_get_bits(&s->gb, s->frame_data, s->num_saved_bits);
1481     skip_bits(&s->gb, s->frame_offset);
1482 }
1483
1484 /**
1485  *@brief Decode a single WMA packet.
1486  *@param avctx codec context
1487  *@param data the output buffer
1488  *@param avpkt input packet
1489  *@return number of bytes that were read from the input buffer
1490  */
1491 static int decode_packet(AVCodecContext *avctx, void *data,
1492                          int *got_frame_ptr, AVPacket* avpkt)
1493 {
1494     WMAProDecodeCtx *s = avctx->priv_data;
1495     GetBitContext* gb  = &s->pgb;
1496     const uint8_t* buf = avpkt->data;
1497     int buf_size       = avpkt->size;
1498     int num_bits_prev_frame;
1499     int packet_sequence_number;
1500
1501     *got_frame_ptr = 0;
1502
1503     if (s->packet_done || s->packet_loss) {
1504         s->packet_done = 0;
1505
1506         /** sanity check for the buffer length */
1507         if (buf_size < avctx->block_align)
1508             return 0;
1509
1510         s->next_packet_start = buf_size - avctx->block_align;
1511         buf_size = avctx->block_align;
1512         s->buf_bit_size = buf_size << 3;
1513
1514         /** parse packet header */
1515         init_get_bits(gb, buf, s->buf_bit_size);
1516         packet_sequence_number = get_bits(gb, 4);
1517         skip_bits(gb, 2);
1518
1519         /** get number of bits that need to be added to the previous frame */
1520         num_bits_prev_frame = get_bits(gb, s->log2_frame_size);
1521         av_dlog(avctx, "packet[%d]: nbpf %x\n", avctx->frame_number,
1522                 num_bits_prev_frame);
1523
1524         /** check for packet loss */
1525         if (!s->packet_loss &&
1526             ((s->packet_sequence_number + 1) & 0xF) != packet_sequence_number) {
1527             s->packet_loss = 1;
1528             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet loss detected! seq %x vs %x\n",
1529                    s->packet_sequence_number, packet_sequence_number);
1530         }
1531         s->packet_sequence_number = packet_sequence_number;
1532
1533         if (num_bits_prev_frame > 0) {
1534             int remaining_packet_bits = s->buf_bit_size - get_bits_count(gb);
1535             if (num_bits_prev_frame >= remaining_packet_bits) {
1536                 num_bits_prev_frame = remaining_packet_bits;
1537                 s->packet_done = 1;
1538             }
1539
1540             /** append the previous frame data to the remaining data from the
1541                 previous packet to create a full frame */
1542             save_bits(s, gb, num_bits_prev_frame, 1);
1543             av_dlog(avctx, "accumulated %x bits of frame data\n",
1544                     s->num_saved_bits - s->frame_offset);
1545
1546             /** decode the cross packet frame if it is valid */
1547             if (!s->packet_loss)
1548                 decode_frame(s, got_frame_ptr);
1549         } else if (s->num_saved_bits - s->frame_offset) {
1550             av_dlog(avctx, "ignoring %x previously saved bits\n",
1551                     s->num_saved_bits - s->frame_offset);
1552         }
1553
1554         if (s->packet_loss) {
1555             /** reset number of saved bits so that the decoder
1556                 does not start to decode incomplete frames in the
1557                 s->len_prefix == 0 case */
1558             s->num_saved_bits = 0;
1559             s->packet_loss = 0;
1560         }
1561
1562     } else {
1563         int frame_size;
1564         s->buf_bit_size = (avpkt->size - s->next_packet_start) << 3;
1565         init_get_bits(gb, avpkt->data, s->buf_bit_size);
1566         skip_bits(gb, s->packet_offset);
1567         if (s->len_prefix && remaining_bits(s, gb) > s->log2_frame_size &&
1568             (frame_size = show_bits(gb, s->log2_frame_size)) &&
1569             frame_size <= remaining_bits(s, gb)) {
1570             save_bits(s, gb, frame_size, 0);
1571             s->packet_done = !decode_frame(s, got_frame_ptr);
1572         } else if (!s->len_prefix
1573                    && s->num_saved_bits > get_bits_count(&s->gb)) {
1574             /** when the frames do not have a length prefix, we don't know
1575                 the compressed length of the individual frames
1576                 however, we know what part of a new packet belongs to the
1577                 previous frame
1578                 therefore we save the incoming packet first, then we append
1579                 the "previous frame" data from the next packet so that
1580                 we get a buffer that only contains full frames */
1581             s->packet_done = !decode_frame(s, got_frame_ptr);
1582         } else
1583             s->packet_done = 1;
1584     }
1585
1586     if (s->packet_done && !s->packet_loss &&
1587         remaining_bits(s, gb) > 0) {
1588         /** save the rest of the data so that it can be decoded
1589             with the next packet */
1590         save_bits(s, gb, remaining_bits(s, gb), 0);
1591     }
1592
1593     s->packet_offset = get_bits_count(gb) & 7;
1594     if (s->packet_loss)
1595         return AVERROR_INVALIDDATA;
1596
1597     if (*got_frame_ptr)
1598         *(AVFrame *)data = s->frame;
1599
1600     return get_bits_count(gb) >> 3;
1601 }
1602
1603 /**
1604  *@brief Clear decoder buffers (for seeking).
1605  *@param avctx codec context
1606  */
1607 static void flush(AVCodecContext *avctx)
1608 {
1609     WMAProDecodeCtx *s = avctx->priv_data;
1610     int i;
1611     /** reset output buffer as a part of it is used during the windowing of a
1612         new frame */
1613     for (i = 0; i < avctx->channels; i++)
1614         memset(s->channel[i].out, 0, s->samples_per_frame *
1615                sizeof(*s->channel[i].out));
1616     s->packet_loss = 1;
1617 }
1618
1619
1620 /**
1621  *@brief wmapro decoder
1622  */
1623 AVCodec ff_wmapro_decoder = {
1624     .name           = "wmapro",
1625     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1626     .id             = AV_CODEC_ID_WMAPRO,
1627     .priv_data_size = sizeof(WMAProDecodeCtx),
1628     .init           = decode_init,
1629     .close          = decode_end,
1630     .decode         = decode_packet,
1631     .capabilities   = CODEC_CAP_SUBFRAMES | CODEC_CAP_DR1,
1632     .flush          = flush,
1633     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Windows Media Audio 9 Professional"),
1634     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
1635                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1636 };