doxygen: Remove documentation for non-existing parameters; misc small fixes.
[ffmpeg.git] / libavcodec / aacdec.c
1 /*
2  * AAC decoder
3  * Copyright (c) 2005-2006 Oded Shimon ( ods15 ods15 dyndns org )
4  * Copyright (c) 2006-2007 Maxim Gavrilov ( maxim.gavrilov gmail com )
5  *
6  * AAC LATM decoder
7  * Copyright (c) 2008-2010 Paul Kendall <paul@kcbbs.gen.nz>
8  * Copyright (c) 2010      Janne Grunau <janne-ffmpeg@jannau.net>
9  *
10  * This file is part of Libav.
11  *
12  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
13  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
14  * License as published by the Free Software Foundation; either
15  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
16  *
17  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
18  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
19  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
20  * Lesser General Public License for more details.
21  *
22  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
23  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
24  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
25  */
26
27 /**
28  * @file
29  * AAC decoder
30  * @author Oded Shimon  ( ods15 ods15 dyndns org )
31  * @author Maxim Gavrilov ( maxim.gavrilov gmail com )
32  */
33
34 /*
35  * supported tools
36  *
37  * Support?             Name
38  * N (code in SoC repo) gain control
39  * Y                    block switching
40  * Y                    window shapes - standard
41  * N                    window shapes - Low Delay
42  * Y                    filterbank - standard
43  * N (code in SoC repo) filterbank - Scalable Sample Rate
44  * Y                    Temporal Noise Shaping
45  * Y                    Long Term Prediction
46  * Y                    intensity stereo
47  * Y                    channel coupling
48  * Y                    frequency domain prediction
49  * Y                    Perceptual Noise Substitution
50  * Y                    Mid/Side stereo
51  * N                    Scalable Inverse AAC Quantization
52  * N                    Frequency Selective Switch
53  * N                    upsampling filter
54  * Y                    quantization & coding - AAC
55  * N                    quantization & coding - TwinVQ
56  * N                    quantization & coding - BSAC
57  * N                    AAC Error Resilience tools
58  * N                    Error Resilience payload syntax
59  * N                    Error Protection tool
60  * N                    CELP
61  * N                    Silence Compression
62  * N                    HVXC
63  * N                    HVXC 4kbits/s VR
64  * N                    Structured Audio tools
65  * N                    Structured Audio Sample Bank Format
66  * N                    MIDI
67  * N                    Harmonic and Individual Lines plus Noise
68  * N                    Text-To-Speech Interface
69  * Y                    Spectral Band Replication
70  * Y (not in this code) Layer-1
71  * Y (not in this code) Layer-2
72  * Y (not in this code) Layer-3
73  * N                    SinuSoidal Coding (Transient, Sinusoid, Noise)
74  * Y                    Parametric Stereo
75  * N                    Direct Stream Transfer
76  *
77  * Note: - HE AAC v1 comprises LC AAC with Spectral Band Replication.
78  *       - HE AAC v2 comprises LC AAC with Spectral Band Replication and
79            Parametric Stereo.
80  */
81
82
83 #include "avcodec.h"
84 #include "internal.h"
85 #include "get_bits.h"
86 #include "dsputil.h"
87 #include "fft.h"
88 #include "fmtconvert.h"
89 #include "lpc.h"
90 #include "kbdwin.h"
91 #include "sinewin.h"
92
93 #include "aac.h"
94 #include "aactab.h"
95 #include "aacdectab.h"
96 #include "cbrt_tablegen.h"
97 #include "sbr.h"
98 #include "aacsbr.h"
99 #include "mpeg4audio.h"
100 #include "aacadtsdec.h"
101 #include "libavutil/intfloat.h"
102
103 #include <assert.h>
104 #include <errno.h>
105 #include <math.h>
106 #include <string.h>
107
108 #if ARCH_ARM
109 #   include "arm/aac.h"
110 #endif
111
112 static VLC vlc_scalefactors;
113 static VLC vlc_spectral[11];
114
115 static const char overread_err[] = "Input buffer exhausted before END element found\n";
116
117 static ChannelElement *get_che(AACContext *ac, int type, int elem_id)
118 {
119     // For PCE based channel configurations map the channels solely based on tags.
120     if (!ac->m4ac.chan_config) {
121         return ac->tag_che_map[type][elem_id];
122     }
123     // For indexed channel configurations map the channels solely based on position.
124     switch (ac->m4ac.chan_config) {
125     case 7:
126         if (ac->tags_mapped == 3 && type == TYPE_CPE) {
127             ac->tags_mapped++;
128             return ac->tag_che_map[TYPE_CPE][elem_id] = ac->che[TYPE_CPE][2];
129         }
130     case 6:
131         /* Some streams incorrectly code 5.1 audio as SCE[0] CPE[0] CPE[1] SCE[1]
132            instead of SCE[0] CPE[0] CPE[1] LFE[0]. If we seem to have
133            encountered such a stream, transfer the LFE[0] element to the SCE[1]'s mapping */
134         if (ac->tags_mapped == tags_per_config[ac->m4ac.chan_config] - 1 && (type == TYPE_LFE || type == TYPE_SCE)) {
135             ac->tags_mapped++;
136             return ac->tag_che_map[type][elem_id] = ac->che[TYPE_LFE][0];
137         }
138     case 5:
139         if (ac->tags_mapped == 2 && type == TYPE_CPE) {
140             ac->tags_mapped++;
141             return ac->tag_che_map[TYPE_CPE][elem_id] = ac->che[TYPE_CPE][1];
142         }
143     case 4:
144         if (ac->tags_mapped == 2 && ac->m4ac.chan_config == 4 && type == TYPE_SCE) {
145             ac->tags_mapped++;
146             return ac->tag_che_map[TYPE_SCE][elem_id] = ac->che[TYPE_SCE][1];
147         }
148     case 3:
149     case 2:
150         if (ac->tags_mapped == (ac->m4ac.chan_config != 2) && type == TYPE_CPE) {
151             ac->tags_mapped++;
152             return ac->tag_che_map[TYPE_CPE][elem_id] = ac->che[TYPE_CPE][0];
153         } else if (ac->m4ac.chan_config == 2) {
154             return NULL;
155         }
156     case 1:
157         if (!ac->tags_mapped && type == TYPE_SCE) {
158             ac->tags_mapped++;
159             return ac->tag_che_map[TYPE_SCE][elem_id] = ac->che[TYPE_SCE][0];
160         }
161     default:
162         return NULL;
163     }
164 }
165
166 static int count_channels(uint8_t (*layout)[3], int tags)
167 {
168     int i, sum = 0;
169     for (i = 0; i < tags; i++) {
170         int syn_ele = layout[i][0];
171         int pos     = layout[i][2];
172         sum += (1 + (syn_ele == TYPE_CPE)) *
173                (pos != AAC_CHANNEL_OFF && pos != AAC_CHANNEL_CC);
174     }
175     return sum;
176 }
177
178 /**
179  * Check for the channel element in the current channel position configuration.
180  * If it exists, make sure the appropriate element is allocated and map the
181  * channel order to match the internal Libav channel layout.
182  *
183  * @param   che_pos current channel position configuration
184  * @param   type channel element type
185  * @param   id channel element id
186  * @param   channels count of the number of channels in the configuration
187  *
188  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
189  */
190 static av_cold int che_configure(AACContext *ac,
191                                  enum ChannelPosition che_pos,
192                                  int type, int id, int *channels)
193 {
194     if (che_pos) {
195         if (!ac->che[type][id]) {
196             if (!(ac->che[type][id] = av_mallocz(sizeof(ChannelElement))))
197                 return AVERROR(ENOMEM);
198             ff_aac_sbr_ctx_init(ac, &ac->che[type][id]->sbr);
199         }
200         if (type != TYPE_CCE) {
201             ac->output_data[(*channels)++] = ac->che[type][id]->ch[0].ret;
202             if (type == TYPE_CPE ||
203                 (type == TYPE_SCE && ac->m4ac.ps == 1)) {
204                 ac->output_data[(*channels)++] = ac->che[type][id]->ch[1].ret;
205             }
206         }
207     } else {
208         if (ac->che[type][id])
209             ff_aac_sbr_ctx_close(&ac->che[type][id]->sbr);
210         av_freep(&ac->che[type][id]);
211     }
212     return 0;
213 }
214
215 struct elem_to_channel {
216     uint64_t av_position;
217     uint8_t syn_ele;
218     uint8_t elem_id;
219     uint8_t aac_position;
220 };
221
222 static int assign_pair(struct elem_to_channel e2c_vec[MAX_ELEM_ID],
223     uint8_t (*layout_map)[3], int offset, int tags, uint64_t left,
224     uint64_t right, int pos)
225 {
226     if (layout_map[offset][0] == TYPE_CPE) {
227         e2c_vec[offset] = (struct elem_to_channel) {
228             .av_position = left | right, .syn_ele = TYPE_CPE,
229             .elem_id = layout_map[offset    ][1], .aac_position = pos };
230         return 1;
231     } else {
232         e2c_vec[offset]   = (struct elem_to_channel) {
233             .av_position = left, .syn_ele = TYPE_SCE,
234             .elem_id = layout_map[offset    ][1], .aac_position = pos };
235         e2c_vec[offset + 1] = (struct elem_to_channel) {
236             .av_position = right, .syn_ele = TYPE_SCE,
237             .elem_id = layout_map[offset + 1][1], .aac_position = pos };
238         return 2;
239     }
240 }
241
242 static int count_paired_channels(uint8_t (*layout_map)[3], int tags, int pos, int *current) {
243     int num_pos_channels = 0;
244     int first_cpe = 0;
245     int sce_parity = 0;
246     int i;
247     for (i = *current; i < tags; i++) {
248         if (layout_map[i][2] != pos)
249             break;
250         if (layout_map[i][0] == TYPE_CPE) {
251             if (sce_parity) {
252                 if (pos == AAC_CHANNEL_FRONT || !first_cpe) {
253                     sce_parity = 0;
254                 } else {
255                     return -1;
256                 }
257             }
258             num_pos_channels += 2;
259             first_cpe = 1;
260         } else {
261             num_pos_channels++;
262             sce_parity ^= 1;
263         }
264     }
265     if (sce_parity &&
266         ((pos == AAC_CHANNEL_FRONT && first_cpe) || pos == AAC_CHANNEL_SIDE))
267             return -1;
268     *current = i;
269     return num_pos_channels;
270 }
271
272 static uint64_t sniff_channel_order(uint8_t (*layout_map)[3], int tags)
273 {
274     int i, n, total_non_cc_elements;
275     struct elem_to_channel e2c_vec[MAX_ELEM_ID] = {{ 0 }};
276     int num_front_channels, num_side_channels, num_back_channels;
277     uint64_t layout;
278
279     i = 0;
280     num_front_channels =
281         count_paired_channels(layout_map, tags, AAC_CHANNEL_FRONT, &i);
282     if (num_front_channels < 0)
283         return 0;
284     num_side_channels =
285         count_paired_channels(layout_map, tags, AAC_CHANNEL_SIDE, &i);
286     if (num_side_channels < 0)
287         return 0;
288     num_back_channels =
289         count_paired_channels(layout_map, tags, AAC_CHANNEL_BACK, &i);
290     if (num_back_channels < 0)
291         return 0;
292
293     i = 0;
294     if (num_front_channels & 1) {
295         e2c_vec[i] = (struct elem_to_channel) {
296             .av_position = AV_CH_FRONT_CENTER, .syn_ele = TYPE_SCE,
297             .elem_id = layout_map[i][1], .aac_position = AAC_CHANNEL_FRONT };
298         i++;
299         num_front_channels--;
300     }
301     if (num_front_channels >= 4) {
302         i += assign_pair(e2c_vec, layout_map, i, tags,
303                          AV_CH_FRONT_LEFT_OF_CENTER,
304                          AV_CH_FRONT_RIGHT_OF_CENTER,
305                          AAC_CHANNEL_FRONT);
306         num_front_channels -= 2;
307     }
308     if (num_front_channels >= 2) {
309         i += assign_pair(e2c_vec, layout_map, i, tags,
310                          AV_CH_FRONT_LEFT,
311                          AV_CH_FRONT_RIGHT,
312                          AAC_CHANNEL_FRONT);
313         num_front_channels -= 2;
314     }
315     while (num_front_channels >= 2) {
316         i += assign_pair(e2c_vec, layout_map, i, tags,
317                          UINT64_MAX,
318                          UINT64_MAX,
319                          AAC_CHANNEL_FRONT);
320         num_front_channels -= 2;
321     }
322
323     if (num_side_channels >= 2) {
324         i += assign_pair(e2c_vec, layout_map, i, tags,
325                          AV_CH_SIDE_LEFT,
326                          AV_CH_SIDE_RIGHT,
327                          AAC_CHANNEL_FRONT);
328         num_side_channels -= 2;
329     }
330     while (num_side_channels >= 2) {
331         i += assign_pair(e2c_vec, layout_map, i, tags,
332                          UINT64_MAX,
333                          UINT64_MAX,
334                          AAC_CHANNEL_SIDE);
335         num_side_channels -= 2;
336     }
337
338     while (num_back_channels >= 4) {
339         i += assign_pair(e2c_vec, layout_map, i, tags,
340                          UINT64_MAX,
341                          UINT64_MAX,
342                          AAC_CHANNEL_BACK);
343         num_back_channels -= 2;
344     }
345     if (num_back_channels >= 2) {
346         i += assign_pair(e2c_vec, layout_map, i, tags,
347                          AV_CH_BACK_LEFT,
348                          AV_CH_BACK_RIGHT,
349                          AAC_CHANNEL_BACK);
350         num_back_channels -= 2;
351     }
352     if (num_back_channels) {
353         e2c_vec[i] = (struct elem_to_channel) {
354           .av_position = AV_CH_BACK_CENTER, .syn_ele = TYPE_SCE,
355           .elem_id = layout_map[i][1], .aac_position = AAC_CHANNEL_BACK };
356         i++;
357         num_back_channels--;
358     }
359
360     if (i < tags && layout_map[i][2] == AAC_CHANNEL_LFE) {
361         e2c_vec[i] = (struct elem_to_channel) {
362           .av_position = AV_CH_LOW_FREQUENCY, .syn_ele = TYPE_LFE,
363           .elem_id = layout_map[i][1], .aac_position = AAC_CHANNEL_LFE };
364         i++;
365     }
366     while (i < tags && layout_map[i][2] == AAC_CHANNEL_LFE) {
367         e2c_vec[i] = (struct elem_to_channel) {
368           .av_position = UINT64_MAX, .syn_ele = TYPE_LFE,
369           .elem_id = layout_map[i][1], .aac_position = AAC_CHANNEL_LFE };
370         i++;
371     }
372
373     // Must choose a stable sort
374     total_non_cc_elements = n = i;
375     do {
376         int next_n = 0;
377         for (i = 1; i < n; i++) {
378             if (e2c_vec[i-1].av_position > e2c_vec[i].av_position) {
379                 FFSWAP(struct elem_to_channel, e2c_vec[i-1], e2c_vec[i]);
380                 next_n = i;
381             }
382         }
383         n = next_n;
384     } while (n > 0);
385
386     layout = 0;
387     for (i = 0; i < total_non_cc_elements; i++) {
388         layout_map[i][0] = e2c_vec[i].syn_ele;
389         layout_map[i][1] = e2c_vec[i].elem_id;
390         layout_map[i][2] = e2c_vec[i].aac_position;
391         if (e2c_vec[i].av_position != UINT64_MAX) {
392             layout |= e2c_vec[i].av_position;
393         }
394     }
395
396     return layout;
397 }
398
399 /**
400  * Configure output channel order based on the current program configuration element.
401  *
402  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
403  */
404 static av_cold int output_configure(AACContext *ac,
405                                     uint8_t layout_map[MAX_ELEM_ID*4][3], int tags,
406                                     int channel_config, enum OCStatus oc_type)
407 {
408     AVCodecContext *avctx = ac->avctx;
409     int i, channels = 0, ret;
410     uint64_t layout = 0;
411
412     if (ac->layout_map != layout_map) {
413         memcpy(ac->layout_map, layout_map, tags * sizeof(layout_map[0]));
414         ac->layout_map_tags = tags;
415     }
416
417     // Try to sniff a reasonable channel order, otherwise output the
418     // channels in the order the PCE declared them.
419     if (avctx->request_channel_layout != AV_CH_LAYOUT_NATIVE)
420         layout = sniff_channel_order(layout_map, tags);
421     for (i = 0; i < tags; i++) {
422         int type =     layout_map[i][0];
423         int id =       layout_map[i][1];
424         int position = layout_map[i][2];
425         // Allocate or free elements depending on if they are in the
426         // current program configuration.
427         ret = che_configure(ac, position, type, id, &channels);
428         if (ret < 0)
429             return ret;
430     }
431
432     memcpy(ac->tag_che_map, ac->che, 4 * MAX_ELEM_ID * sizeof(ac->che[0][0]));
433     avctx->channel_layout = layout;
434     avctx->channels = channels;
435     ac->output_configured = oc_type;
436
437     return 0;
438 }
439
440 /**
441  * Decode an array of 4 bit element IDs, optionally interleaved with a stereo/mono switching bit.
442  *
443  * @param type speaker type/position for these channels
444  */
445 static void decode_channel_map(uint8_t layout_map[][3],
446                                enum ChannelPosition type,
447                                GetBitContext *gb, int n)
448 {
449     while (n--) {
450         enum RawDataBlockType syn_ele;
451         switch (type) {
452         case AAC_CHANNEL_FRONT:
453         case AAC_CHANNEL_BACK:
454         case AAC_CHANNEL_SIDE:
455             syn_ele = get_bits1(gb);
456             break;
457         case AAC_CHANNEL_CC:
458             skip_bits1(gb);
459             syn_ele = TYPE_CCE;
460             break;
461         case AAC_CHANNEL_LFE:
462             syn_ele = TYPE_LFE;
463             break;
464         }
465         layout_map[0][0] = syn_ele;
466         layout_map[0][1] = get_bits(gb, 4);
467         layout_map[0][2] = type;
468         layout_map++;
469     }
470 }
471
472 /**
473  * Decode program configuration element; reference: table 4.2.
474  *
475  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
476  */
477 static int decode_pce(AVCodecContext *avctx, MPEG4AudioConfig *m4ac,
478                       uint8_t (*layout_map)[3],
479                       GetBitContext *gb)
480 {
481     int num_front, num_side, num_back, num_lfe, num_assoc_data, num_cc, sampling_index;
482     int comment_len;
483     int tags;
484
485     skip_bits(gb, 2);  // object_type
486
487     sampling_index = get_bits(gb, 4);
488     if (m4ac->sampling_index != sampling_index)
489         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Sample rate index in program config element does not match the sample rate index configured by the container.\n");
490
491     num_front       = get_bits(gb, 4);
492     num_side        = get_bits(gb, 4);
493     num_back        = get_bits(gb, 4);
494     num_lfe         = get_bits(gb, 2);
495     num_assoc_data  = get_bits(gb, 3);
496     num_cc          = get_bits(gb, 4);
497
498     if (get_bits1(gb))
499         skip_bits(gb, 4); // mono_mixdown_tag
500     if (get_bits1(gb))
501         skip_bits(gb, 4); // stereo_mixdown_tag
502
503     if (get_bits1(gb))
504         skip_bits(gb, 3); // mixdown_coeff_index and pseudo_surround
505
506     decode_channel_map(layout_map       , AAC_CHANNEL_FRONT, gb, num_front);
507     tags = num_front;
508     decode_channel_map(layout_map + tags, AAC_CHANNEL_SIDE,  gb, num_side);
509     tags += num_side;
510     decode_channel_map(layout_map + tags, AAC_CHANNEL_BACK,  gb, num_back);
511     tags += num_back;
512     decode_channel_map(layout_map + tags, AAC_CHANNEL_LFE,   gb, num_lfe);
513     tags += num_lfe;
514
515     skip_bits_long(gb, 4 * num_assoc_data);
516
517     decode_channel_map(layout_map + tags, AAC_CHANNEL_CC,    gb, num_cc);
518     tags += num_cc;
519
520     align_get_bits(gb);
521
522     /* comment field, first byte is length */
523     comment_len = get_bits(gb, 8) * 8;
524     if (get_bits_left(gb) < comment_len) {
525         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, overread_err);
526         return -1;
527     }
528     skip_bits_long(gb, comment_len);
529     return tags;
530 }
531
532 /**
533  * Set up channel positions based on a default channel configuration
534  * as specified in table 1.17.
535  *
536  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
537  */
538 static av_cold int set_default_channel_config(AVCodecContext *avctx,
539                                               uint8_t (*layout_map)[3],
540                                               int *tags,
541                                               int channel_config)
542 {
543     if (channel_config < 1 || channel_config > 7) {
544         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid default channel configuration (%d)\n",
545                channel_config);
546         return -1;
547     }
548     *tags = tags_per_config[channel_config];
549     memcpy(layout_map, aac_channel_layout_map[channel_config-1], *tags * sizeof(*layout_map));
550     return 0;
551 }
552
553 /**
554  * Decode GA "General Audio" specific configuration; reference: table 4.1.
555  *
556  * @param   ac          pointer to AACContext, may be null
557  * @param   avctx       pointer to AVCCodecContext, used for logging
558  *
559  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
560  */
561 static int decode_ga_specific_config(AACContext *ac, AVCodecContext *avctx,
562                                      GetBitContext *gb,
563                                      MPEG4AudioConfig *m4ac,
564                                      int channel_config)
565 {
566     int extension_flag, ret;
567     uint8_t layout_map[MAX_ELEM_ID*4][3];
568     int tags = 0;
569
570     if (get_bits1(gb)) { // frameLengthFlag
571         av_log_missing_feature(avctx, "960/120 MDCT window is", 1);
572         return -1;
573     }
574
575     if (get_bits1(gb))       // dependsOnCoreCoder
576         skip_bits(gb, 14);   // coreCoderDelay
577     extension_flag = get_bits1(gb);
578
579     if (m4ac->object_type == AOT_AAC_SCALABLE ||
580         m4ac->object_type == AOT_ER_AAC_SCALABLE)
581         skip_bits(gb, 3);     // layerNr
582
583     if (channel_config == 0) {
584         skip_bits(gb, 4);  // element_instance_tag
585         tags = decode_pce(avctx, m4ac, layout_map, gb);
586         if (tags < 0)
587             return tags;
588     } else {
589         if ((ret = set_default_channel_config(avctx, layout_map, &tags, channel_config)))
590             return ret;
591     }
592
593     if (count_channels(layout_map, tags) > 1) {
594         m4ac->ps = 0;
595     } else if (m4ac->sbr == 1 && m4ac->ps == -1)
596         m4ac->ps = 1;
597
598     if (ac && (ret = output_configure(ac, layout_map, tags,
599                                       channel_config, OC_GLOBAL_HDR)))
600         return ret;
601
602     if (extension_flag) {
603         switch (m4ac->object_type) {
604         case AOT_ER_BSAC:
605             skip_bits(gb, 5);    // numOfSubFrame
606             skip_bits(gb, 11);   // layer_length
607             break;
608         case AOT_ER_AAC_LC:
609         case AOT_ER_AAC_LTP:
610         case AOT_ER_AAC_SCALABLE:
611         case AOT_ER_AAC_LD:
612             skip_bits(gb, 3);  /* aacSectionDataResilienceFlag
613                                     * aacScalefactorDataResilienceFlag
614                                     * aacSpectralDataResilienceFlag
615                                     */
616             break;
617         }
618         skip_bits1(gb);    // extensionFlag3 (TBD in version 3)
619     }
620     return 0;
621 }
622
623 /**
624  * Decode audio specific configuration; reference: table 1.13.
625  *
626  * @param   ac          pointer to AACContext, may be null
627  * @param   avctx       pointer to AVCCodecContext, used for logging
628  * @param   m4ac        pointer to MPEG4AudioConfig, used for parsing
629  * @param   data        pointer to buffer holding an audio specific config
630  * @param   bit_size    size of audio specific config or data in bits
631  * @param   sync_extension look for an appended sync extension
632  *
633  * @return  Returns error status or number of consumed bits. <0 - error
634  */
635 static int decode_audio_specific_config(AACContext *ac,
636                                         AVCodecContext *avctx,
637                                         MPEG4AudioConfig *m4ac,
638                                         const uint8_t *data, int bit_size,
639                                         int sync_extension)
640 {
641     GetBitContext gb;
642     int i;
643
644     av_dlog(avctx, "extradata size %d\n", avctx->extradata_size);
645     for (i = 0; i < avctx->extradata_size; i++)
646          av_dlog(avctx, "%02x ", avctx->extradata[i]);
647     av_dlog(avctx, "\n");
648
649     init_get_bits(&gb, data, bit_size);
650
651     if ((i = avpriv_mpeg4audio_get_config(m4ac, data, bit_size, sync_extension)) < 0)
652         return -1;
653     if (m4ac->sampling_index > 12) {
654         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sampling rate index %d\n", m4ac->sampling_index);
655         return -1;
656     }
657
658     skip_bits_long(&gb, i);
659
660     switch (m4ac->object_type) {
661     case AOT_AAC_MAIN:
662     case AOT_AAC_LC:
663     case AOT_AAC_LTP:
664         if (decode_ga_specific_config(ac, avctx, &gb, m4ac, m4ac->chan_config))
665             return -1;
666         break;
667     default:
668         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Audio object type %s%d is not supported.\n",
669                m4ac->sbr == 1? "SBR+" : "", m4ac->object_type);
670         return -1;
671     }
672
673     av_dlog(avctx, "AOT %d chan config %d sampling index %d (%d) SBR %d PS %d\n",
674             m4ac->object_type, m4ac->chan_config, m4ac->sampling_index,
675             m4ac->sample_rate, m4ac->sbr, m4ac->ps);
676
677     return get_bits_count(&gb);
678 }
679
680 /**
681  * linear congruential pseudorandom number generator
682  *
683  * @param   previous_val    pointer to the current state of the generator
684  *
685  * @return  Returns a 32-bit pseudorandom integer
686  */
687 static av_always_inline int lcg_random(int previous_val)
688 {
689     return previous_val * 1664525 + 1013904223;
690 }
691
692 static av_always_inline void reset_predict_state(PredictorState *ps)
693 {
694     ps->r0   = 0.0f;
695     ps->r1   = 0.0f;
696     ps->cor0 = 0.0f;
697     ps->cor1 = 0.0f;
698     ps->var0 = 1.0f;
699     ps->var1 = 1.0f;
700 }
701
702 static void reset_all_predictors(PredictorState *ps)
703 {
704     int i;
705     for (i = 0; i < MAX_PREDICTORS; i++)
706         reset_predict_state(&ps[i]);
707 }
708
709 static int sample_rate_idx (int rate)
710 {
711          if (92017 <= rate) return 0;
712     else if (75132 <= rate) return 1;
713     else if (55426 <= rate) return 2;
714     else if (46009 <= rate) return 3;
715     else if (37566 <= rate) return 4;
716     else if (27713 <= rate) return 5;
717     else if (23004 <= rate) return 6;
718     else if (18783 <= rate) return 7;
719     else if (13856 <= rate) return 8;
720     else if (11502 <= rate) return 9;
721     else if (9391  <= rate) return 10;
722     else                    return 11;
723 }
724
725 static void reset_predictor_group(PredictorState *ps, int group_num)
726 {
727     int i;
728     for (i = group_num - 1; i < MAX_PREDICTORS; i += 30)
729         reset_predict_state(&ps[i]);
730 }
731
732 #define AAC_INIT_VLC_STATIC(num, size) \
733     INIT_VLC_STATIC(&vlc_spectral[num], 8, ff_aac_spectral_sizes[num], \
734          ff_aac_spectral_bits[num], sizeof( ff_aac_spectral_bits[num][0]), sizeof( ff_aac_spectral_bits[num][0]), \
735         ff_aac_spectral_codes[num], sizeof(ff_aac_spectral_codes[num][0]), sizeof(ff_aac_spectral_codes[num][0]), \
736         size);
737
738 static av_cold int aac_decode_init(AVCodecContext *avctx)
739 {
740     AACContext *ac = avctx->priv_data;
741     float output_scale_factor;
742
743     ac->avctx = avctx;
744     ac->m4ac.sample_rate = avctx->sample_rate;
745
746     if (avctx->extradata_size > 0) {
747         if (decode_audio_specific_config(ac, ac->avctx, &ac->m4ac,
748                                          avctx->extradata,
749                                          avctx->extradata_size*8, 1) < 0)
750             return -1;
751     } else {
752         int sr, i;
753         uint8_t layout_map[MAX_ELEM_ID*4][3];
754         int layout_map_tags;
755
756         sr = sample_rate_idx(avctx->sample_rate);
757         ac->m4ac.sampling_index = sr;
758         ac->m4ac.channels = avctx->channels;
759         ac->m4ac.sbr = -1;
760         ac->m4ac.ps = -1;
761
762         for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(ff_mpeg4audio_channels); i++)
763             if (ff_mpeg4audio_channels[i] == avctx->channels)
764                 break;
765         if (i == FF_ARRAY_ELEMS(ff_mpeg4audio_channels)) {
766             i = 0;
767         }
768         ac->m4ac.chan_config = i;
769
770         if (ac->m4ac.chan_config) {
771             int ret = set_default_channel_config(avctx, layout_map,
772                 &layout_map_tags, ac->m4ac.chan_config);
773             if (!ret)
774                 output_configure(ac, layout_map, layout_map_tags,
775                                  ac->m4ac.chan_config, OC_GLOBAL_HDR);
776             else if (avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE)
777                 return AVERROR_INVALIDDATA;
778         }
779     }
780
781     if (avctx->request_sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_FLT) {
782         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLT;
783         output_scale_factor = 1.0 / 32768.0;
784     } else {
785         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16;
786         output_scale_factor = 1.0;
787     }
788
789     AAC_INIT_VLC_STATIC( 0, 304);
790     AAC_INIT_VLC_STATIC( 1, 270);
791     AAC_INIT_VLC_STATIC( 2, 550);
792     AAC_INIT_VLC_STATIC( 3, 300);
793     AAC_INIT_VLC_STATIC( 4, 328);
794     AAC_INIT_VLC_STATIC( 5, 294);
795     AAC_INIT_VLC_STATIC( 6, 306);
796     AAC_INIT_VLC_STATIC( 7, 268);
797     AAC_INIT_VLC_STATIC( 8, 510);
798     AAC_INIT_VLC_STATIC( 9, 366);
799     AAC_INIT_VLC_STATIC(10, 462);
800
801     ff_aac_sbr_init();
802
803     ff_dsputil_init(&ac->dsp, avctx);
804     ff_fmt_convert_init(&ac->fmt_conv, avctx);
805
806     ac->random_state = 0x1f2e3d4c;
807
808     ff_aac_tableinit();
809
810     INIT_VLC_STATIC(&vlc_scalefactors,7,FF_ARRAY_ELEMS(ff_aac_scalefactor_code),
811                     ff_aac_scalefactor_bits, sizeof(ff_aac_scalefactor_bits[0]), sizeof(ff_aac_scalefactor_bits[0]),
812                     ff_aac_scalefactor_code, sizeof(ff_aac_scalefactor_code[0]), sizeof(ff_aac_scalefactor_code[0]),
813                     352);
814
815     ff_mdct_init(&ac->mdct,       11, 1, output_scale_factor/1024.0);
816     ff_mdct_init(&ac->mdct_small,  8, 1, output_scale_factor/128.0);
817     ff_mdct_init(&ac->mdct_ltp,   11, 0, -2.0/output_scale_factor);
818     // window initialization
819     ff_kbd_window_init(ff_aac_kbd_long_1024, 4.0, 1024);
820     ff_kbd_window_init(ff_aac_kbd_short_128, 6.0, 128);
821     ff_init_ff_sine_windows(10);
822     ff_init_ff_sine_windows( 7);
823
824     cbrt_tableinit();
825
826     avcodec_get_frame_defaults(&ac->frame);
827     avctx->coded_frame = &ac->frame;
828
829     return 0;
830 }
831
832 /**
833  * Skip data_stream_element; reference: table 4.10.
834  */
835 static int skip_data_stream_element(AACContext *ac, GetBitContext *gb)
836 {
837     int byte_align = get_bits1(gb);
838     int count = get_bits(gb, 8);
839     if (count == 255)
840         count += get_bits(gb, 8);
841     if (byte_align)
842         align_get_bits(gb);
843
844     if (get_bits_left(gb) < 8 * count) {
845         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, overread_err);
846         return -1;
847     }
848     skip_bits_long(gb, 8 * count);
849     return 0;
850 }
851
852 static int decode_prediction(AACContext *ac, IndividualChannelStream *ics,
853                              GetBitContext *gb)
854 {
855     int sfb;
856     if (get_bits1(gb)) {
857         ics->predictor_reset_group = get_bits(gb, 5);
858         if (ics->predictor_reset_group == 0 || ics->predictor_reset_group > 30) {
859             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid Predictor Reset Group.\n");
860             return -1;
861         }
862     }
863     for (sfb = 0; sfb < FFMIN(ics->max_sfb, ff_aac_pred_sfb_max[ac->m4ac.sampling_index]); sfb++) {
864         ics->prediction_used[sfb] = get_bits1(gb);
865     }
866     return 0;
867 }
868
869 /**
870  * Decode Long Term Prediction data; reference: table 4.xx.
871  */
872 static void decode_ltp(AACContext *ac, LongTermPrediction *ltp,
873                        GetBitContext *gb, uint8_t max_sfb)
874 {
875     int sfb;
876
877     ltp->lag  = get_bits(gb, 11);
878     ltp->coef = ltp_coef[get_bits(gb, 3)];
879     for (sfb = 0; sfb < FFMIN(max_sfb, MAX_LTP_LONG_SFB); sfb++)
880         ltp->used[sfb] = get_bits1(gb);
881 }
882
883 /**
884  * Decode Individual Channel Stream info; reference: table 4.6.
885  */
886 static int decode_ics_info(AACContext *ac, IndividualChannelStream *ics,
887                            GetBitContext *gb)
888 {
889     if (get_bits1(gb)) {
890         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Reserved bit set.\n");
891         return AVERROR_INVALIDDATA;
892     }
893     ics->window_sequence[1] = ics->window_sequence[0];
894     ics->window_sequence[0] = get_bits(gb, 2);
895     ics->use_kb_window[1]   = ics->use_kb_window[0];
896     ics->use_kb_window[0]   = get_bits1(gb);
897     ics->num_window_groups  = 1;
898     ics->group_len[0]       = 1;
899     if (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
900         int i;
901         ics->max_sfb = get_bits(gb, 4);
902         for (i = 0; i < 7; i++) {
903             if (get_bits1(gb)) {
904                 ics->group_len[ics->num_window_groups - 1]++;
905             } else {
906                 ics->num_window_groups++;
907                 ics->group_len[ics->num_window_groups - 1] = 1;
908             }
909         }
910         ics->num_windows       = 8;
911         ics->swb_offset        =    ff_swb_offset_128[ac->m4ac.sampling_index];
912         ics->num_swb           =   ff_aac_num_swb_128[ac->m4ac.sampling_index];
913         ics->tns_max_bands     = ff_tns_max_bands_128[ac->m4ac.sampling_index];
914         ics->predictor_present = 0;
915     } else {
916         ics->max_sfb               = get_bits(gb, 6);
917         ics->num_windows           = 1;
918         ics->swb_offset            =    ff_swb_offset_1024[ac->m4ac.sampling_index];
919         ics->num_swb               =   ff_aac_num_swb_1024[ac->m4ac.sampling_index];
920         ics->tns_max_bands         = ff_tns_max_bands_1024[ac->m4ac.sampling_index];
921         ics->predictor_present     = get_bits1(gb);
922         ics->predictor_reset_group = 0;
923         if (ics->predictor_present) {
924             if (ac->m4ac.object_type == AOT_AAC_MAIN) {
925                 if (decode_prediction(ac, ics, gb)) {
926                     return AVERROR_INVALIDDATA;
927                 }
928             } else if (ac->m4ac.object_type == AOT_AAC_LC) {
929                 av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Prediction is not allowed in AAC-LC.\n");
930                 return AVERROR_INVALIDDATA;
931             } else {
932                 if ((ics->ltp.present = get_bits(gb, 1)))
933                     decode_ltp(ac, &ics->ltp, gb, ics->max_sfb);
934             }
935         }
936     }
937
938     if (ics->max_sfb > ics->num_swb) {
939         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
940                "Number of scalefactor bands in group (%d) exceeds limit (%d).\n",
941                ics->max_sfb, ics->num_swb);
942         return AVERROR_INVALIDDATA;
943     }
944
945     return 0;
946 }
947
948 /**
949  * Decode band types (section_data payload); reference: table 4.46.
950  *
951  * @param   band_type           array of the used band type
952  * @param   band_type_run_end   array of the last scalefactor band of a band type run
953  *
954  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
955  */
956 static int decode_band_types(AACContext *ac, enum BandType band_type[120],
957                              int band_type_run_end[120], GetBitContext *gb,
958                              IndividualChannelStream *ics)
959 {
960     int g, idx = 0;
961     const int bits = (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) ? 3 : 5;
962     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
963         int k = 0;
964         while (k < ics->max_sfb) {
965             uint8_t sect_end = k;
966             int sect_len_incr;
967             int sect_band_type = get_bits(gb, 4);
968             if (sect_band_type == 12) {
969                 av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid band type\n");
970                 return -1;
971             }
972             do {
973                 sect_len_incr = get_bits(gb, bits);
974                 sect_end += sect_len_incr;
975                 if (get_bits_left(gb) < 0) {
976                     av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, overread_err);
977                     return -1;
978                 }
979                 if (sect_end > ics->max_sfb) {
980                     av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
981                            "Number of bands (%d) exceeds limit (%d).\n",
982                            sect_end, ics->max_sfb);
983                     return -1;
984                 }
985             } while (sect_len_incr == (1 << bits) - 1);
986             for (; k < sect_end; k++) {
987                 band_type        [idx]   = sect_band_type;
988                 band_type_run_end[idx++] = sect_end;
989             }
990         }
991     }
992     return 0;
993 }
994
995 /**
996  * Decode scalefactors; reference: table 4.47.
997  *
998  * @param   global_gain         first scalefactor value as scalefactors are differentially coded
999  * @param   band_type           array of the used band type
1000  * @param   band_type_run_end   array of the last scalefactor band of a band type run
1001  * @param   sf                  array of scalefactors or intensity stereo positions
1002  *
1003  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
1004  */
1005 static int decode_scalefactors(AACContext *ac, float sf[120], GetBitContext *gb,
1006                                unsigned int global_gain,
1007                                IndividualChannelStream *ics,
1008                                enum BandType band_type[120],
1009                                int band_type_run_end[120])
1010 {
1011     int g, i, idx = 0;
1012     int offset[3] = { global_gain, global_gain - 90, 0 };
1013     int clipped_offset;
1014     int noise_flag = 1;
1015     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
1016         for (i = 0; i < ics->max_sfb;) {
1017             int run_end = band_type_run_end[idx];
1018             if (band_type[idx] == ZERO_BT) {
1019                 for (; i < run_end; i++, idx++)
1020                     sf[idx] = 0.;
1021             } else if ((band_type[idx] == INTENSITY_BT) || (band_type[idx] == INTENSITY_BT2)) {
1022                 for (; i < run_end; i++, idx++) {
1023                     offset[2] += get_vlc2(gb, vlc_scalefactors.table, 7, 3) - 60;
1024                     clipped_offset = av_clip(offset[2], -155, 100);
1025                     if (offset[2] != clipped_offset) {
1026                         av_log_ask_for_sample(ac->avctx, "Intensity stereo "
1027                                 "position clipped (%d -> %d).\nIf you heard an "
1028                                 "audible artifact, there may be a bug in the "
1029                                 "decoder. ", offset[2], clipped_offset);
1030                     }
1031                     sf[idx] = ff_aac_pow2sf_tab[-clipped_offset + POW_SF2_ZERO];
1032                 }
1033             } else if (band_type[idx] == NOISE_BT) {
1034                 for (; i < run_end; i++, idx++) {
1035                     if (noise_flag-- > 0)
1036                         offset[1] += get_bits(gb, 9) - 256;
1037                     else
1038                         offset[1] += get_vlc2(gb, vlc_scalefactors.table, 7, 3) - 60;
1039                     clipped_offset = av_clip(offset[1], -100, 155);
1040                     if (offset[1] != clipped_offset) {
1041                         av_log_ask_for_sample(ac->avctx, "Noise gain clipped "
1042                                 "(%d -> %d).\nIf you heard an audible "
1043                                 "artifact, there may be a bug in the decoder. ",
1044                                 offset[1], clipped_offset);
1045                     }
1046                     sf[idx] = -ff_aac_pow2sf_tab[clipped_offset + POW_SF2_ZERO];
1047                 }
1048             } else {
1049                 for (; i < run_end; i++, idx++) {
1050                     offset[0] += get_vlc2(gb, vlc_scalefactors.table, 7, 3) - 60;
1051                     if (offset[0] > 255U) {
1052                         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1053                                "Scalefactor (%d) out of range.\n", offset[0]);
1054                         return -1;
1055                     }
1056                     sf[idx] = -ff_aac_pow2sf_tab[offset[0] - 100 + POW_SF2_ZERO];
1057                 }
1058             }
1059         }
1060     }
1061     return 0;
1062 }
1063
1064 /**
1065  * Decode pulse data; reference: table 4.7.
1066  */
1067 static int decode_pulses(Pulse *pulse, GetBitContext *gb,
1068                          const uint16_t *swb_offset, int num_swb)
1069 {
1070     int i, pulse_swb;
1071     pulse->num_pulse = get_bits(gb, 2) + 1;
1072     pulse_swb        = get_bits(gb, 6);
1073     if (pulse_swb >= num_swb)
1074         return -1;
1075     pulse->pos[0]    = swb_offset[pulse_swb];
1076     pulse->pos[0]   += get_bits(gb, 5);
1077     if (pulse->pos[0] > 1023)
1078         return -1;
1079     pulse->amp[0]    = get_bits(gb, 4);
1080     for (i = 1; i < pulse->num_pulse; i++) {
1081         pulse->pos[i] = get_bits(gb, 5) + pulse->pos[i - 1];
1082         if (pulse->pos[i] > 1023)
1083             return -1;
1084         pulse->amp[i] = get_bits(gb, 4);
1085     }
1086     return 0;
1087 }
1088
1089 /**
1090  * Decode Temporal Noise Shaping data; reference: table 4.48.
1091  *
1092  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
1093  */
1094 static int decode_tns(AACContext *ac, TemporalNoiseShaping *tns,
1095                       GetBitContext *gb, const IndividualChannelStream *ics)
1096 {
1097     int w, filt, i, coef_len, coef_res, coef_compress;
1098     const int is8 = ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE;
1099     const int tns_max_order = is8 ? 7 : ac->m4ac.object_type == AOT_AAC_MAIN ? 20 : 12;
1100     for (w = 0; w < ics->num_windows; w++) {
1101         if ((tns->n_filt[w] = get_bits(gb, 2 - is8))) {
1102             coef_res = get_bits1(gb);
1103
1104             for (filt = 0; filt < tns->n_filt[w]; filt++) {
1105                 int tmp2_idx;
1106                 tns->length[w][filt] = get_bits(gb, 6 - 2 * is8);
1107
1108                 if ((tns->order[w][filt] = get_bits(gb, 5 - 2 * is8)) > tns_max_order) {
1109                     av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "TNS filter order %d is greater than maximum %d.\n",
1110                            tns->order[w][filt], tns_max_order);
1111                     tns->order[w][filt] = 0;
1112                     return -1;
1113                 }
1114                 if (tns->order[w][filt]) {
1115                     tns->direction[w][filt] = get_bits1(gb);
1116                     coef_compress = get_bits1(gb);
1117                     coef_len = coef_res + 3 - coef_compress;
1118                     tmp2_idx = 2 * coef_compress + coef_res;
1119
1120                     for (i = 0; i < tns->order[w][filt]; i++)
1121                         tns->coef[w][filt][i] = tns_tmp2_map[tmp2_idx][get_bits(gb, coef_len)];
1122                 }
1123             }
1124         }
1125     }
1126     return 0;
1127 }
1128
1129 /**
1130  * Decode Mid/Side data; reference: table 4.54.
1131  *
1132  * @param   ms_present  Indicates mid/side stereo presence. [0] mask is all 0s;
1133  *                      [1] mask is decoded from bitstream; [2] mask is all 1s;
1134  *                      [3] reserved for scalable AAC
1135  */
1136 static void decode_mid_side_stereo(ChannelElement *cpe, GetBitContext *gb,
1137                                    int ms_present)
1138 {
1139     int idx;
1140     if (ms_present == 1) {
1141         for (idx = 0; idx < cpe->ch[0].ics.num_window_groups * cpe->ch[0].ics.max_sfb; idx++)
1142             cpe->ms_mask[idx] = get_bits1(gb);
1143     } else if (ms_present == 2) {
1144         memset(cpe->ms_mask, 1, cpe->ch[0].ics.num_window_groups * cpe->ch[0].ics.max_sfb * sizeof(cpe->ms_mask[0]));
1145     }
1146 }
1147
1148 #ifndef VMUL2
1149 static inline float *VMUL2(float *dst, const float *v, unsigned idx,
1150                            const float *scale)
1151 {
1152     float s = *scale;
1153     *dst++ = v[idx    & 15] * s;
1154     *dst++ = v[idx>>4 & 15] * s;
1155     return dst;
1156 }
1157 #endif
1158
1159 #ifndef VMUL4
1160 static inline float *VMUL4(float *dst, const float *v, unsigned idx,
1161                            const float *scale)
1162 {
1163     float s = *scale;
1164     *dst++ = v[idx    & 3] * s;
1165     *dst++ = v[idx>>2 & 3] * s;
1166     *dst++ = v[idx>>4 & 3] * s;
1167     *dst++ = v[idx>>6 & 3] * s;
1168     return dst;
1169 }
1170 #endif
1171
1172 #ifndef VMUL2S
1173 static inline float *VMUL2S(float *dst, const float *v, unsigned idx,
1174                             unsigned sign, const float *scale)
1175 {
1176     union av_intfloat32 s0, s1;
1177
1178     s0.f = s1.f = *scale;
1179     s0.i ^= sign >> 1 << 31;
1180     s1.i ^= sign      << 31;
1181
1182     *dst++ = v[idx    & 15] * s0.f;
1183     *dst++ = v[idx>>4 & 15] * s1.f;
1184
1185     return dst;
1186 }
1187 #endif
1188
1189 #ifndef VMUL4S
1190 static inline float *VMUL4S(float *dst, const float *v, unsigned idx,
1191                             unsigned sign, const float *scale)
1192 {
1193     unsigned nz = idx >> 12;
1194     union av_intfloat32 s = { .f = *scale };
1195     union av_intfloat32 t;
1196
1197     t.i = s.i ^ (sign & 1U<<31);
1198     *dst++ = v[idx    & 3] * t.f;
1199
1200     sign <<= nz & 1; nz >>= 1;
1201     t.i = s.i ^ (sign & 1U<<31);
1202     *dst++ = v[idx>>2 & 3] * t.f;
1203
1204     sign <<= nz & 1; nz >>= 1;
1205     t.i = s.i ^ (sign & 1U<<31);
1206     *dst++ = v[idx>>4 & 3] * t.f;
1207
1208     sign <<= nz & 1; nz >>= 1;
1209     t.i = s.i ^ (sign & 1U<<31);
1210     *dst++ = v[idx>>6 & 3] * t.f;
1211
1212     return dst;
1213 }
1214 #endif
1215
1216 /**
1217  * Decode spectral data; reference: table 4.50.
1218  * Dequantize and scale spectral data; reference: 4.6.3.3.
1219  *
1220  * @param   coef            array of dequantized, scaled spectral data
1221  * @param   sf              array of scalefactors or intensity stereo positions
1222  * @param   pulse_present   set if pulses are present
1223  * @param   pulse           pointer to pulse data struct
1224  * @param   band_type       array of the used band type
1225  *
1226  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
1227  */
1228 static int decode_spectrum_and_dequant(AACContext *ac, float coef[1024],
1229                                        GetBitContext *gb, const float sf[120],
1230                                        int pulse_present, const Pulse *pulse,
1231                                        const IndividualChannelStream *ics,
1232                                        enum BandType band_type[120])
1233 {
1234     int i, k, g, idx = 0;
1235     const int c = 1024 / ics->num_windows;
1236     const uint16_t *offsets = ics->swb_offset;
1237     float *coef_base = coef;
1238
1239     for (g = 0; g < ics->num_windows; g++)
1240         memset(coef + g * 128 + offsets[ics->max_sfb], 0, sizeof(float) * (c - offsets[ics->max_sfb]));
1241
1242     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
1243         unsigned g_len = ics->group_len[g];
1244
1245         for (i = 0; i < ics->max_sfb; i++, idx++) {
1246             const unsigned cbt_m1 = band_type[idx] - 1;
1247             float *cfo = coef + offsets[i];
1248             int off_len = offsets[i + 1] - offsets[i];
1249             int group;
1250
1251             if (cbt_m1 >= INTENSITY_BT2 - 1) {
1252                 for (group = 0; group < g_len; group++, cfo+=128) {
1253                     memset(cfo, 0, off_len * sizeof(float));
1254                 }
1255             } else if (cbt_m1 == NOISE_BT - 1) {
1256                 for (group = 0; group < g_len; group++, cfo+=128) {
1257                     float scale;
1258                     float band_energy;
1259
1260                     for (k = 0; k < off_len; k++) {
1261                         ac->random_state  = lcg_random(ac->random_state);
1262                         cfo[k] = ac->random_state;
1263                     }
1264
1265                     band_energy = ac->dsp.scalarproduct_float(cfo, cfo, off_len);
1266                     scale = sf[idx] / sqrtf(band_energy);
1267                     ac->dsp.vector_fmul_scalar(cfo, cfo, scale, off_len);
1268                 }
1269             } else {
1270                 const float *vq = ff_aac_codebook_vector_vals[cbt_m1];
1271                 const uint16_t *cb_vector_idx = ff_aac_codebook_vector_idx[cbt_m1];
1272                 VLC_TYPE (*vlc_tab)[2] = vlc_spectral[cbt_m1].table;
1273                 OPEN_READER(re, gb);
1274
1275                 switch (cbt_m1 >> 1) {
1276                 case 0:
1277                     for (group = 0; group < g_len; group++, cfo+=128) {
1278                         float *cf = cfo;
1279                         int len = off_len;
1280
1281                         do {
1282                             int code;
1283                             unsigned cb_idx;
1284
1285                             UPDATE_CACHE(re, gb);
1286                             GET_VLC(code, re, gb, vlc_tab, 8, 2);
1287                             cb_idx = cb_vector_idx[code];
1288                             cf = VMUL4(cf, vq, cb_idx, sf + idx);
1289                         } while (len -= 4);
1290                     }
1291                     break;
1292
1293                 case 1:
1294                     for (group = 0; group < g_len; group++, cfo+=128) {
1295                         float *cf = cfo;
1296                         int len = off_len;
1297
1298                         do {
1299                             int code;
1300                             unsigned nnz;
1301                             unsigned cb_idx;
1302                             uint32_t bits;
1303
1304                             UPDATE_CACHE(re, gb);
1305                             GET_VLC(code, re, gb, vlc_tab, 8, 2);
1306                             cb_idx = cb_vector_idx[code];
1307                             nnz = cb_idx >> 8 & 15;
1308                             bits = nnz ? GET_CACHE(re, gb) : 0;
1309                             LAST_SKIP_BITS(re, gb, nnz);
1310                             cf = VMUL4S(cf, vq, cb_idx, bits, sf + idx);
1311                         } while (len -= 4);
1312                     }
1313                     break;
1314
1315                 case 2:
1316                     for (group = 0; group < g_len; group++, cfo+=128) {
1317                         float *cf = cfo;
1318                         int len = off_len;
1319
1320                         do {
1321                             int code;
1322                             unsigned cb_idx;
1323
1324                             UPDATE_CACHE(re, gb);
1325                             GET_VLC(code, re, gb, vlc_tab, 8, 2);
1326                             cb_idx = cb_vector_idx[code];
1327                             cf = VMUL2(cf, vq, cb_idx, sf + idx);
1328                         } while (len -= 2);
1329                     }
1330                     break;
1331
1332                 case 3:
1333                 case 4:
1334                     for (group = 0; group < g_len; group++, cfo+=128) {
1335                         float *cf = cfo;
1336                         int len = off_len;
1337
1338                         do {
1339                             int code;
1340                             unsigned nnz;
1341                             unsigned cb_idx;
1342                             unsigned sign;
1343
1344                             UPDATE_CACHE(re, gb);
1345                             GET_VLC(code, re, gb, vlc_tab, 8, 2);
1346                             cb_idx = cb_vector_idx[code];
1347                             nnz = cb_idx >> 8 & 15;
1348                             sign = nnz ? SHOW_UBITS(re, gb, nnz) << (cb_idx >> 12) : 0;
1349                             LAST_SKIP_BITS(re, gb, nnz);
1350                             cf = VMUL2S(cf, vq, cb_idx, sign, sf + idx);
1351                         } while (len -= 2);
1352                     }
1353                     break;
1354
1355                 default:
1356                     for (group = 0; group < g_len; group++, cfo+=128) {
1357                         float *cf = cfo;
1358                         uint32_t *icf = (uint32_t *) cf;
1359                         int len = off_len;
1360
1361                         do {
1362                             int code;
1363                             unsigned nzt, nnz;
1364                             unsigned cb_idx;
1365                             uint32_t bits;
1366                             int j;
1367
1368                             UPDATE_CACHE(re, gb);
1369                             GET_VLC(code, re, gb, vlc_tab, 8, 2);
1370
1371                             if (!code) {
1372                                 *icf++ = 0;
1373                                 *icf++ = 0;
1374                                 continue;
1375                             }
1376
1377                             cb_idx = cb_vector_idx[code];
1378                             nnz = cb_idx >> 12;
1379                             nzt = cb_idx >> 8;
1380                             bits = SHOW_UBITS(re, gb, nnz) << (32-nnz);
1381                             LAST_SKIP_BITS(re, gb, nnz);
1382
1383                             for (j = 0; j < 2; j++) {
1384                                 if (nzt & 1<<j) {
1385                                     uint32_t b;
1386                                     int n;
1387                                     /* The total length of escape_sequence must be < 22 bits according
1388                                        to the specification (i.e. max is 111111110xxxxxxxxxxxx). */
1389                                     UPDATE_CACHE(re, gb);
1390                                     b = GET_CACHE(re, gb);
1391                                     b = 31 - av_log2(~b);
1392
1393                                     if (b > 8) {
1394                                         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "error in spectral data, ESC overflow\n");
1395                                         return -1;
1396                                     }
1397
1398                                     SKIP_BITS(re, gb, b + 1);
1399                                     b += 4;
1400                                     n = (1 << b) + SHOW_UBITS(re, gb, b);
1401                                     LAST_SKIP_BITS(re, gb, b);
1402                                     *icf++ = cbrt_tab[n] | (bits & 1U<<31);
1403                                     bits <<= 1;
1404                                 } else {
1405                                     unsigned v = ((const uint32_t*)vq)[cb_idx & 15];
1406                                     *icf++ = (bits & 1U<<31) | v;
1407                                     bits <<= !!v;
1408                                 }
1409                                 cb_idx >>= 4;
1410                             }
1411                         } while (len -= 2);
1412
1413                         ac->dsp.vector_fmul_scalar(cfo, cfo, sf[idx], off_len);
1414                     }
1415                 }
1416
1417                 CLOSE_READER(re, gb);
1418             }
1419         }
1420         coef += g_len << 7;
1421     }
1422
1423     if (pulse_present) {
1424         idx = 0;
1425         for (i = 0; i < pulse->num_pulse; i++) {
1426             float co = coef_base[ pulse->pos[i] ];
1427             while (offsets[idx + 1] <= pulse->pos[i])
1428                 idx++;
1429             if (band_type[idx] != NOISE_BT && sf[idx]) {
1430                 float ico = -pulse->amp[i];
1431                 if (co) {
1432                     co /= sf[idx];
1433                     ico = co / sqrtf(sqrtf(fabsf(co))) + (co > 0 ? -ico : ico);
1434                 }
1435                 coef_base[ pulse->pos[i] ] = cbrtf(fabsf(ico)) * ico * sf[idx];
1436             }
1437         }
1438     }
1439     return 0;
1440 }
1441
1442 static av_always_inline float flt16_round(float pf)
1443 {
1444     union av_intfloat32 tmp;
1445     tmp.f = pf;
1446     tmp.i = (tmp.i + 0x00008000U) & 0xFFFF0000U;
1447     return tmp.f;
1448 }
1449
1450 static av_always_inline float flt16_even(float pf)
1451 {
1452     union av_intfloat32 tmp;
1453     tmp.f = pf;
1454     tmp.i = (tmp.i + 0x00007FFFU + (tmp.i & 0x00010000U >> 16)) & 0xFFFF0000U;
1455     return tmp.f;
1456 }
1457
1458 static av_always_inline float flt16_trunc(float pf)
1459 {
1460     union av_intfloat32 pun;
1461     pun.f = pf;
1462     pun.i &= 0xFFFF0000U;
1463     return pun.f;
1464 }
1465
1466 static av_always_inline void predict(PredictorState *ps, float *coef,
1467                                      int output_enable)
1468 {
1469     const float a     = 0.953125; // 61.0 / 64
1470     const float alpha = 0.90625;  // 29.0 / 32
1471     float e0, e1;
1472     float pv;
1473     float k1, k2;
1474     float   r0 = ps->r0,     r1 = ps->r1;
1475     float cor0 = ps->cor0, cor1 = ps->cor1;
1476     float var0 = ps->var0, var1 = ps->var1;
1477
1478     k1 = var0 > 1 ? cor0 * flt16_even(a / var0) : 0;
1479     k2 = var1 > 1 ? cor1 * flt16_even(a / var1) : 0;
1480
1481     pv = flt16_round(k1 * r0 + k2 * r1);
1482     if (output_enable)
1483         *coef += pv;
1484
1485     e0 = *coef;
1486     e1 = e0 - k1 * r0;
1487
1488     ps->cor1 = flt16_trunc(alpha * cor1 + r1 * e1);
1489     ps->var1 = flt16_trunc(alpha * var1 + 0.5f * (r1 * r1 + e1 * e1));
1490     ps->cor0 = flt16_trunc(alpha * cor0 + r0 * e0);
1491     ps->var0 = flt16_trunc(alpha * var0 + 0.5f * (r0 * r0 + e0 * e0));
1492
1493     ps->r1 = flt16_trunc(a * (r0 - k1 * e0));
1494     ps->r0 = flt16_trunc(a * e0);
1495 }
1496
1497 /**
1498  * Apply AAC-Main style frequency domain prediction.
1499  */
1500 static void apply_prediction(AACContext *ac, SingleChannelElement *sce)
1501 {
1502     int sfb, k;
1503
1504     if (!sce->ics.predictor_initialized) {
1505         reset_all_predictors(sce->predictor_state);
1506         sce->ics.predictor_initialized = 1;
1507     }
1508
1509     if (sce->ics.window_sequence[0] != EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
1510         for (sfb = 0; sfb < ff_aac_pred_sfb_max[ac->m4ac.sampling_index]; sfb++) {
1511             for (k = sce->ics.swb_offset[sfb]; k < sce->ics.swb_offset[sfb + 1]; k++) {
1512                 predict(&sce->predictor_state[k], &sce->coeffs[k],
1513                         sce->ics.predictor_present && sce->ics.prediction_used[sfb]);
1514             }
1515         }
1516         if (sce->ics.predictor_reset_group)
1517             reset_predictor_group(sce->predictor_state, sce->ics.predictor_reset_group);
1518     } else
1519         reset_all_predictors(sce->predictor_state);
1520 }
1521
1522 /**
1523  * Decode an individual_channel_stream payload; reference: table 4.44.
1524  *
1525  * @param   common_window   Channels have independent [0], or shared [1], Individual Channel Stream information.
1526  * @param   scale_flag      scalable [1] or non-scalable [0] AAC (Unused until scalable AAC is implemented.)
1527  *
1528  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
1529  */
1530 static int decode_ics(AACContext *ac, SingleChannelElement *sce,
1531                       GetBitContext *gb, int common_window, int scale_flag)
1532 {
1533     Pulse pulse;
1534     TemporalNoiseShaping    *tns = &sce->tns;
1535     IndividualChannelStream *ics = &sce->ics;
1536     float *out = sce->coeffs;
1537     int global_gain, pulse_present = 0;
1538
1539     /* This assignment is to silence a GCC warning about the variable being used
1540      * uninitialized when in fact it always is.
1541      */
1542     pulse.num_pulse = 0;
1543
1544     global_gain = get_bits(gb, 8);
1545
1546     if (!common_window && !scale_flag) {
1547         if (decode_ics_info(ac, ics, gb) < 0)
1548             return AVERROR_INVALIDDATA;
1549     }
1550
1551     if (decode_band_types(ac, sce->band_type, sce->band_type_run_end, gb, ics) < 0)
1552         return -1;
1553     if (decode_scalefactors(ac, sce->sf, gb, global_gain, ics, sce->band_type, sce->band_type_run_end) < 0)
1554         return -1;
1555
1556     pulse_present = 0;
1557     if (!scale_flag) {
1558         if ((pulse_present = get_bits1(gb))) {
1559             if (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
1560                 av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Pulse tool not allowed in eight short sequence.\n");
1561                 return -1;
1562             }
1563             if (decode_pulses(&pulse, gb, ics->swb_offset, ics->num_swb)) {
1564                 av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Pulse data corrupt or invalid.\n");
1565                 return -1;
1566             }
1567         }
1568         if ((tns->present = get_bits1(gb)) && decode_tns(ac, tns, gb, ics))
1569             return -1;
1570         if (get_bits1(gb)) {
1571             av_log_missing_feature(ac->avctx, "SSR", 1);
1572             return -1;
1573         }
1574     }
1575
1576     if (decode_spectrum_and_dequant(ac, out, gb, sce->sf, pulse_present, &pulse, ics, sce->band_type) < 0)
1577         return -1;
1578
1579     if (ac->m4ac.object_type == AOT_AAC_MAIN && !common_window)
1580         apply_prediction(ac, sce);
1581
1582     return 0;
1583 }
1584
1585 /**
1586  * Mid/Side stereo decoding; reference: 4.6.8.1.3.
1587  */
1588 static void apply_mid_side_stereo(AACContext *ac, ChannelElement *cpe)
1589 {
1590     const IndividualChannelStream *ics = &cpe->ch[0].ics;
1591     float *ch0 = cpe->ch[0].coeffs;
1592     float *ch1 = cpe->ch[1].coeffs;
1593     int g, i, group, idx = 0;
1594     const uint16_t *offsets = ics->swb_offset;
1595     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
1596         for (i = 0; i < ics->max_sfb; i++, idx++) {
1597             if (cpe->ms_mask[idx] &&
1598                     cpe->ch[0].band_type[idx] < NOISE_BT && cpe->ch[1].band_type[idx] < NOISE_BT) {
1599                 for (group = 0; group < ics->group_len[g]; group++) {
1600                     ac->dsp.butterflies_float(ch0 + group * 128 + offsets[i],
1601                                               ch1 + group * 128 + offsets[i],
1602                                               offsets[i+1] - offsets[i]);
1603                 }
1604             }
1605         }
1606         ch0 += ics->group_len[g] * 128;
1607         ch1 += ics->group_len[g] * 128;
1608     }
1609 }
1610
1611 /**
1612  * intensity stereo decoding; reference: 4.6.8.2.3
1613  *
1614  * @param   ms_present  Indicates mid/side stereo presence. [0] mask is all 0s;
1615  *                      [1] mask is decoded from bitstream; [2] mask is all 1s;
1616  *                      [3] reserved for scalable AAC
1617  */
1618 static void apply_intensity_stereo(AACContext *ac, ChannelElement *cpe, int ms_present)
1619 {
1620     const IndividualChannelStream *ics = &cpe->ch[1].ics;
1621     SingleChannelElement         *sce1 = &cpe->ch[1];
1622     float *coef0 = cpe->ch[0].coeffs, *coef1 = cpe->ch[1].coeffs;
1623     const uint16_t *offsets = ics->swb_offset;
1624     int g, group, i, idx = 0;
1625     int c;
1626     float scale;
1627     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
1628         for (i = 0; i < ics->max_sfb;) {
1629             if (sce1->band_type[idx] == INTENSITY_BT || sce1->band_type[idx] == INTENSITY_BT2) {
1630                 const int bt_run_end = sce1->band_type_run_end[idx];
1631                 for (; i < bt_run_end; i++, idx++) {
1632                     c = -1 + 2 * (sce1->band_type[idx] - 14);
1633                     if (ms_present)
1634                         c *= 1 - 2 * cpe->ms_mask[idx];
1635                     scale = c * sce1->sf[idx];
1636                     for (group = 0; group < ics->group_len[g]; group++)
1637                         ac->dsp.vector_fmul_scalar(coef1 + group * 128 + offsets[i],
1638                                                    coef0 + group * 128 + offsets[i],
1639                                                    scale,
1640                                                    offsets[i + 1] - offsets[i]);
1641                 }
1642             } else {
1643                 int bt_run_end = sce1->band_type_run_end[idx];
1644                 idx += bt_run_end - i;
1645                 i    = bt_run_end;
1646             }
1647         }
1648         coef0 += ics->group_len[g] * 128;
1649         coef1 += ics->group_len[g] * 128;
1650     }
1651 }
1652
1653 /**
1654  * Decode a channel_pair_element; reference: table 4.4.
1655  *
1656  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
1657  */
1658 static int decode_cpe(AACContext *ac, GetBitContext *gb, ChannelElement *cpe)
1659 {
1660     int i, ret, common_window, ms_present = 0;
1661
1662     common_window = get_bits1(gb);
1663     if (common_window) {
1664         if (decode_ics_info(ac, &cpe->ch[0].ics, gb))
1665             return AVERROR_INVALIDDATA;
1666         i = cpe->ch[1].ics.use_kb_window[0];
1667         cpe->ch[1].ics = cpe->ch[0].ics;
1668         cpe->ch[1].ics.use_kb_window[1] = i;
1669         if (cpe->ch[1].ics.predictor_present && (ac->m4ac.object_type != AOT_AAC_MAIN))
1670             if ((cpe->ch[1].ics.ltp.present = get_bits(gb, 1)))
1671                 decode_ltp(ac, &cpe->ch[1].ics.ltp, gb, cpe->ch[1].ics.max_sfb);
1672         ms_present = get_bits(gb, 2);
1673         if (ms_present == 3) {
1674             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "ms_present = 3 is reserved.\n");
1675             return -1;
1676         } else if (ms_present)
1677             decode_mid_side_stereo(cpe, gb, ms_present);
1678     }
1679     if ((ret = decode_ics(ac, &cpe->ch[0], gb, common_window, 0)))
1680         return ret;
1681     if ((ret = decode_ics(ac, &cpe->ch[1], gb, common_window, 0)))
1682         return ret;
1683
1684     if (common_window) {
1685         if (ms_present)
1686             apply_mid_side_stereo(ac, cpe);
1687         if (ac->m4ac.object_type == AOT_AAC_MAIN) {
1688             apply_prediction(ac, &cpe->ch[0]);
1689             apply_prediction(ac, &cpe->ch[1]);
1690         }
1691     }
1692
1693     apply_intensity_stereo(ac, cpe, ms_present);
1694     return 0;
1695 }
1696
1697 static const float cce_scale[] = {
1698     1.09050773266525765921, //2^(1/8)
1699     1.18920711500272106672, //2^(1/4)
1700     M_SQRT2,
1701     2,
1702 };
1703
1704 /**
1705  * Decode coupling_channel_element; reference: table 4.8.
1706  *
1707  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
1708  */
1709 static int decode_cce(AACContext *ac, GetBitContext *gb, ChannelElement *che)
1710 {
1711     int num_gain = 0;
1712     int c, g, sfb, ret;
1713     int sign;
1714     float scale;
1715     SingleChannelElement *sce = &che->ch[0];
1716     ChannelCoupling     *coup = &che->coup;
1717
1718     coup->coupling_point = 2 * get_bits1(gb);
1719     coup->num_coupled = get_bits(gb, 3);
1720     for (c = 0; c <= coup->num_coupled; c++) {
1721         num_gain++;
1722         coup->type[c] = get_bits1(gb) ? TYPE_CPE : TYPE_SCE;
1723         coup->id_select[c] = get_bits(gb, 4);
1724         if (coup->type[c] == TYPE_CPE) {
1725             coup->ch_select[c] = get_bits(gb, 2);
1726             if (coup->ch_select[c] == 3)
1727                 num_gain++;
1728         } else
1729             coup->ch_select[c] = 2;
1730     }
1731     coup->coupling_point += get_bits1(gb) || (coup->coupling_point >> 1);
1732
1733     sign  = get_bits(gb, 1);
1734     scale = cce_scale[get_bits(gb, 2)];
1735
1736     if ((ret = decode_ics(ac, sce, gb, 0, 0)))
1737         return ret;
1738
1739     for (c = 0; c < num_gain; c++) {
1740         int idx  = 0;
1741         int cge  = 1;
1742         int gain = 0;
1743         float gain_cache = 1.;
1744         if (c) {
1745             cge = coup->coupling_point == AFTER_IMDCT ? 1 : get_bits1(gb);
1746             gain = cge ? get_vlc2(gb, vlc_scalefactors.table, 7, 3) - 60: 0;
1747             gain_cache = powf(scale, -gain);
1748         }
1749         if (coup->coupling_point == AFTER_IMDCT) {
1750             coup->gain[c][0] = gain_cache;
1751         } else {
1752             for (g = 0; g < sce->ics.num_window_groups; g++) {
1753                 for (sfb = 0; sfb < sce->ics.max_sfb; sfb++, idx++) {
1754                     if (sce->band_type[idx] != ZERO_BT) {
1755                         if (!cge) {
1756                             int t = get_vlc2(gb, vlc_scalefactors.table, 7, 3) - 60;
1757                             if (t) {
1758                                 int s = 1;
1759                                 t = gain += t;
1760                                 if (sign) {
1761                                     s  -= 2 * (t & 0x1);
1762                                     t >>= 1;
1763                                 }
1764                                 gain_cache = powf(scale, -t) * s;
1765                             }
1766                         }
1767                         coup->gain[c][idx] = gain_cache;
1768                     }
1769                 }
1770             }
1771         }
1772     }
1773     return 0;
1774 }
1775
1776 /**
1777  * Parse whether channels are to be excluded from Dynamic Range Compression; reference: table 4.53.
1778  *
1779  * @return  Returns number of bytes consumed.
1780  */
1781 static int decode_drc_channel_exclusions(DynamicRangeControl *che_drc,
1782                                          GetBitContext *gb)
1783 {
1784     int i;
1785     int num_excl_chan = 0;
1786
1787     do {
1788         for (i = 0; i < 7; i++)
1789             che_drc->exclude_mask[num_excl_chan++] = get_bits1(gb);
1790     } while (num_excl_chan < MAX_CHANNELS - 7 && get_bits1(gb));
1791
1792     return num_excl_chan / 7;
1793 }
1794
1795 /**
1796  * Decode dynamic range information; reference: table 4.52.
1797  *
1798  * @param   cnt length of TYPE_FIL syntactic element in bytes
1799  *
1800  * @return  Returns number of bytes consumed.
1801  */
1802 static int decode_dynamic_range(DynamicRangeControl *che_drc,
1803                                 GetBitContext *gb, int cnt)
1804 {
1805     int n             = 1;
1806     int drc_num_bands = 1;
1807     int i;
1808
1809     /* pce_tag_present? */
1810     if (get_bits1(gb)) {
1811         che_drc->pce_instance_tag  = get_bits(gb, 4);
1812         skip_bits(gb, 4); // tag_reserved_bits
1813         n++;
1814     }
1815
1816     /* excluded_chns_present? */
1817     if (get_bits1(gb)) {
1818         n += decode_drc_channel_exclusions(che_drc, gb);
1819     }
1820
1821     /* drc_bands_present? */
1822     if (get_bits1(gb)) {
1823         che_drc->band_incr            = get_bits(gb, 4);
1824         che_drc->interpolation_scheme = get_bits(gb, 4);
1825         n++;
1826         drc_num_bands += che_drc->band_incr;
1827         for (i = 0; i < drc_num_bands; i++) {
1828             che_drc->band_top[i] = get_bits(gb, 8);
1829             n++;
1830         }
1831     }
1832
1833     /* prog_ref_level_present? */
1834     if (get_bits1(gb)) {
1835         che_drc->prog_ref_level = get_bits(gb, 7);
1836         skip_bits1(gb); // prog_ref_level_reserved_bits
1837         n++;
1838     }
1839
1840     for (i = 0; i < drc_num_bands; i++) {
1841         che_drc->dyn_rng_sgn[i] = get_bits1(gb);
1842         che_drc->dyn_rng_ctl[i] = get_bits(gb, 7);
1843         n++;
1844     }
1845
1846     return n;
1847 }
1848
1849 /**
1850  * Decode extension data (incomplete); reference: table 4.51.
1851  *
1852  * @param   cnt length of TYPE_FIL syntactic element in bytes
1853  *
1854  * @return Returns number of bytes consumed
1855  */
1856 static int decode_extension_payload(AACContext *ac, GetBitContext *gb, int cnt,
1857                                     ChannelElement *che, enum RawDataBlockType elem_type)
1858 {
1859     int crc_flag = 0;
1860     int res = cnt;
1861     switch (get_bits(gb, 4)) { // extension type
1862     case EXT_SBR_DATA_CRC:
1863         crc_flag++;
1864     case EXT_SBR_DATA:
1865         if (!che) {
1866             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "SBR was found before the first channel element.\n");
1867             return res;
1868         } else if (!ac->m4ac.sbr) {
1869             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "SBR signaled to be not-present but was found in the bitstream.\n");
1870             skip_bits_long(gb, 8 * cnt - 4);
1871             return res;
1872         } else if (ac->m4ac.sbr == -1 && ac->output_configured == OC_LOCKED) {
1873             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Implicit SBR was found with a first occurrence after the first frame.\n");
1874             skip_bits_long(gb, 8 * cnt - 4);
1875             return res;
1876         } else if (ac->m4ac.ps == -1 && ac->output_configured < OC_LOCKED && ac->avctx->channels == 1) {
1877             ac->m4ac.sbr = 1;
1878             ac->m4ac.ps = 1;
1879             output_configure(ac, ac->layout_map, ac->layout_map_tags,
1880                              ac->m4ac.chan_config, ac->output_configured);
1881         } else {
1882             ac->m4ac.sbr = 1;
1883         }
1884         res = ff_decode_sbr_extension(ac, &che->sbr, gb, crc_flag, cnt, elem_type);
1885         break;
1886     case EXT_DYNAMIC_RANGE:
1887         res = decode_dynamic_range(&ac->che_drc, gb, cnt);
1888         break;
1889     case EXT_FILL:
1890     case EXT_FILL_DATA:
1891     case EXT_DATA_ELEMENT:
1892     default:
1893         skip_bits_long(gb, 8 * cnt - 4);
1894         break;
1895     };
1896     return res;
1897 }
1898
1899 /**
1900  * Decode Temporal Noise Shaping filter coefficients and apply all-pole filters; reference: 4.6.9.3.
1901  *
1902  * @param   decode  1 if tool is used normally, 0 if tool is used in LTP.
1903  * @param   coef    spectral coefficients
1904  */
1905 static void apply_tns(float coef[1024], TemporalNoiseShaping *tns,
1906                       IndividualChannelStream *ics, int decode)
1907 {
1908     const int mmm = FFMIN(ics->tns_max_bands, ics->max_sfb);
1909     int w, filt, m, i;
1910     int bottom, top, order, start, end, size, inc;
1911     float lpc[TNS_MAX_ORDER];
1912     float tmp[TNS_MAX_ORDER];
1913
1914     for (w = 0; w < ics->num_windows; w++) {
1915         bottom = ics->num_swb;
1916         for (filt = 0; filt < tns->n_filt[w]; filt++) {
1917             top    = bottom;
1918             bottom = FFMAX(0, top - tns->length[w][filt]);
1919             order  = tns->order[w][filt];
1920             if (order == 0)
1921                 continue;
1922
1923             // tns_decode_coef
1924             compute_lpc_coefs(tns->coef[w][filt], order, lpc, 0, 0, 0);
1925
1926             start = ics->swb_offset[FFMIN(bottom, mmm)];
1927             end   = ics->swb_offset[FFMIN(   top, mmm)];
1928             if ((size = end - start) <= 0)
1929                 continue;
1930             if (tns->direction[w][filt]) {
1931                 inc = -1;
1932                 start = end - 1;
1933             } else {
1934                 inc = 1;
1935             }
1936             start += w * 128;
1937
1938             if (decode) {
1939                 // ar filter
1940                 for (m = 0; m < size; m++, start += inc)
1941                     for (i = 1; i <= FFMIN(m, order); i++)
1942                         coef[start] -= coef[start - i * inc] * lpc[i - 1];
1943             } else {
1944                 // ma filter
1945                 for (m = 0; m < size; m++, start += inc) {
1946                     tmp[0] = coef[start];
1947                     for (i = 1; i <= FFMIN(m, order); i++)
1948                         coef[start] += tmp[i] * lpc[i - 1];
1949                     for (i = order; i > 0; i--)
1950                         tmp[i] = tmp[i - 1];
1951                 }
1952             }
1953         }
1954     }
1955 }
1956
1957 /**
1958  *  Apply windowing and MDCT to obtain the spectral
1959  *  coefficient from the predicted sample by LTP.
1960  */
1961 static void windowing_and_mdct_ltp(AACContext *ac, float *out,
1962                                    float *in, IndividualChannelStream *ics)
1963 {
1964     const float *lwindow      = ics->use_kb_window[0] ? ff_aac_kbd_long_1024 : ff_sine_1024;
1965     const float *swindow      = ics->use_kb_window[0] ? ff_aac_kbd_short_128 : ff_sine_128;
1966     const float *lwindow_prev = ics->use_kb_window[1] ? ff_aac_kbd_long_1024 : ff_sine_1024;
1967     const float *swindow_prev = ics->use_kb_window[1] ? ff_aac_kbd_short_128 : ff_sine_128;
1968
1969     if (ics->window_sequence[0] != LONG_STOP_SEQUENCE) {
1970         ac->dsp.vector_fmul(in, in, lwindow_prev, 1024);
1971     } else {
1972         memset(in, 0, 448 * sizeof(float));
1973         ac->dsp.vector_fmul(in + 448, in + 448, swindow_prev, 128);
1974     }
1975     if (ics->window_sequence[0] != LONG_START_SEQUENCE) {
1976         ac->dsp.vector_fmul_reverse(in + 1024, in + 1024, lwindow, 1024);
1977     } else {
1978         ac->dsp.vector_fmul_reverse(in + 1024 + 448, in + 1024 + 448, swindow, 128);
1979         memset(in + 1024 + 576, 0, 448 * sizeof(float));
1980     }
1981     ac->mdct_ltp.mdct_calc(&ac->mdct_ltp, out, in);
1982 }
1983
1984 /**
1985  * Apply the long term prediction
1986  */
1987 static void apply_ltp(AACContext *ac, SingleChannelElement *sce)
1988 {
1989     const LongTermPrediction *ltp = &sce->ics.ltp;
1990     const uint16_t *offsets = sce->ics.swb_offset;
1991     int i, sfb;
1992
1993     if (sce->ics.window_sequence[0] != EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
1994         float *predTime = sce->ret;
1995         float *predFreq = ac->buf_mdct;
1996         int16_t num_samples = 2048;
1997
1998         if (ltp->lag < 1024)
1999             num_samples = ltp->lag + 1024;
2000         for (i = 0; i < num_samples; i++)
2001             predTime[i] = sce->ltp_state[i + 2048 - ltp->lag] * ltp->coef;
2002         memset(&predTime[i], 0, (2048 - i) * sizeof(float));
2003
2004         windowing_and_mdct_ltp(ac, predFreq, predTime, &sce->ics);
2005
2006         if (sce->tns.present)
2007             apply_tns(predFreq, &sce->tns, &sce->ics, 0);
2008
2009         for (sfb = 0; sfb < FFMIN(sce->ics.max_sfb, MAX_LTP_LONG_SFB); sfb++)
2010             if (ltp->used[sfb])
2011                 for (i = offsets[sfb]; i < offsets[sfb + 1]; i++)
2012                     sce->coeffs[i] += predFreq[i];
2013     }
2014 }
2015
2016 /**
2017  * Update the LTP buffer for next frame
2018  */
2019 static void update_ltp(AACContext *ac, SingleChannelElement *sce)
2020 {
2021     IndividualChannelStream *ics = &sce->ics;
2022     float *saved     = sce->saved;
2023     float *saved_ltp = sce->coeffs;
2024     const float *lwindow = ics->use_kb_window[0] ? ff_aac_kbd_long_1024 : ff_sine_1024;
2025     const float *swindow = ics->use_kb_window[0] ? ff_aac_kbd_short_128 : ff_sine_128;
2026     int i;
2027
2028     if (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
2029         memcpy(saved_ltp,       saved, 512 * sizeof(float));
2030         memset(saved_ltp + 576, 0,     448 * sizeof(float));
2031         ac->dsp.vector_fmul_reverse(saved_ltp + 448, ac->buf_mdct + 960,     &swindow[64],      64);
2032         for (i = 0; i < 64; i++)
2033             saved_ltp[i + 512] = ac->buf_mdct[1023 - i] * swindow[63 - i];
2034     } else if (ics->window_sequence[0] == LONG_START_SEQUENCE) {
2035         memcpy(saved_ltp,       ac->buf_mdct + 512, 448 * sizeof(float));
2036         memset(saved_ltp + 576, 0,                  448 * sizeof(float));
2037         ac->dsp.vector_fmul_reverse(saved_ltp + 448, ac->buf_mdct + 960,     &swindow[64],      64);
2038         for (i = 0; i < 64; i++)
2039             saved_ltp[i + 512] = ac->buf_mdct[1023 - i] * swindow[63 - i];
2040     } else { // LONG_STOP or ONLY_LONG
2041         ac->dsp.vector_fmul_reverse(saved_ltp,       ac->buf_mdct + 512,     &lwindow[512],     512);
2042         for (i = 0; i < 512; i++)
2043             saved_ltp[i + 512] = ac->buf_mdct[1023 - i] * lwindow[511 - i];
2044     }
2045
2046     memcpy(sce->ltp_state,      sce->ltp_state+1024, 1024 * sizeof(*sce->ltp_state));
2047     memcpy(sce->ltp_state+1024, sce->ret,            1024 * sizeof(*sce->ltp_state));
2048     memcpy(sce->ltp_state+2048, saved_ltp,           1024 * sizeof(*sce->ltp_state));
2049 }
2050
2051 /**
2052  * Conduct IMDCT and windowing.
2053  */
2054 static void imdct_and_windowing(AACContext *ac, SingleChannelElement *sce)
2055 {
2056     IndividualChannelStream *ics = &sce->ics;
2057     float *in    = sce->coeffs;
2058     float *out   = sce->ret;
2059     float *saved = sce->saved;
2060     const float *swindow      = ics->use_kb_window[0] ? ff_aac_kbd_short_128 : ff_sine_128;
2061     const float *lwindow_prev = ics->use_kb_window[1] ? ff_aac_kbd_long_1024 : ff_sine_1024;
2062     const float *swindow_prev = ics->use_kb_window[1] ? ff_aac_kbd_short_128 : ff_sine_128;
2063     float *buf  = ac->buf_mdct;
2064     float *temp = ac->temp;
2065     int i;
2066
2067     // imdct
2068     if (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
2069         for (i = 0; i < 1024; i += 128)
2070             ac->mdct_small.imdct_half(&ac->mdct_small, buf + i, in + i);
2071     } else
2072         ac->mdct.imdct_half(&ac->mdct, buf, in);
2073
2074     /* window overlapping
2075      * NOTE: To simplify the overlapping code, all 'meaningless' short to long
2076      * and long to short transitions are considered to be short to short
2077      * transitions. This leaves just two cases (long to long and short to short)
2078      * with a little special sauce for EIGHT_SHORT_SEQUENCE.
2079      */
2080     if ((ics->window_sequence[1] == ONLY_LONG_SEQUENCE || ics->window_sequence[1] == LONG_STOP_SEQUENCE) &&
2081             (ics->window_sequence[0] == ONLY_LONG_SEQUENCE || ics->window_sequence[0] == LONG_START_SEQUENCE)) {
2082         ac->dsp.vector_fmul_window(    out,               saved,            buf,         lwindow_prev, 512);
2083     } else {
2084         memcpy(                        out,               saved,            448 * sizeof(float));
2085
2086         if (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
2087             ac->dsp.vector_fmul_window(out + 448 + 0*128, saved + 448,      buf + 0*128, swindow_prev, 64);
2088             ac->dsp.vector_fmul_window(out + 448 + 1*128, buf + 0*128 + 64, buf + 1*128, swindow,      64);
2089             ac->dsp.vector_fmul_window(out + 448 + 2*128, buf + 1*128 + 64, buf + 2*128, swindow,      64);
2090             ac->dsp.vector_fmul_window(out + 448 + 3*128, buf + 2*128 + 64, buf + 3*128, swindow,      64);
2091             ac->dsp.vector_fmul_window(temp,              buf + 3*128 + 64, buf + 4*128, swindow,      64);
2092             memcpy(                    out + 448 + 4*128, temp, 64 * sizeof(float));
2093         } else {
2094             ac->dsp.vector_fmul_window(out + 448,         saved + 448,      buf,         swindow_prev, 64);
2095             memcpy(                    out + 576,         buf + 64,         448 * sizeof(float));
2096         }
2097     }
2098
2099     // buffer update
2100     if (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
2101         memcpy(                    saved,       temp + 64,         64 * sizeof(float));
2102         ac->dsp.vector_fmul_window(saved + 64,  buf + 4*128 + 64, buf + 5*128, swindow, 64);
2103         ac->dsp.vector_fmul_window(saved + 192, buf + 5*128 + 64, buf + 6*128, swindow, 64);
2104         ac->dsp.vector_fmul_window(saved + 320, buf + 6*128 + 64, buf + 7*128, swindow, 64);
2105         memcpy(                    saved + 448, buf + 7*128 + 64,  64 * sizeof(float));
2106     } else if (ics->window_sequence[0] == LONG_START_SEQUENCE) {
2107         memcpy(                    saved,       buf + 512,        448 * sizeof(float));
2108         memcpy(                    saved + 448, buf + 7*128 + 64,  64 * sizeof(float));
2109     } else { // LONG_STOP or ONLY_LONG
2110         memcpy(                    saved,       buf + 512,        512 * sizeof(float));
2111     }
2112 }
2113
2114 /**
2115  * Apply dependent channel coupling (applied before IMDCT).
2116  *
2117  * @param   index   index into coupling gain array
2118  */
2119 static void apply_dependent_coupling(AACContext *ac,
2120                                      SingleChannelElement *target,
2121                                      ChannelElement *cce, int index)
2122 {
2123     IndividualChannelStream *ics = &cce->ch[0].ics;
2124     const uint16_t *offsets = ics->swb_offset;
2125     float *dest = target->coeffs;
2126     const float *src = cce->ch[0].coeffs;
2127     int g, i, group, k, idx = 0;
2128     if (ac->m4ac.object_type == AOT_AAC_LTP) {
2129         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
2130                "Dependent coupling is not supported together with LTP\n");
2131         return;
2132     }
2133     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
2134         for (i = 0; i < ics->max_sfb; i++, idx++) {
2135             if (cce->ch[0].band_type[idx] != ZERO_BT) {
2136                 const float gain = cce->coup.gain[index][idx];
2137                 for (group = 0; group < ics->group_len[g]; group++) {
2138                     for (k = offsets[i]; k < offsets[i + 1]; k++) {
2139                         // XXX dsputil-ize
2140                         dest[group * 128 + k] += gain * src[group * 128 + k];
2141                     }
2142                 }
2143             }
2144         }
2145         dest += ics->group_len[g] * 128;
2146         src  += ics->group_len[g] * 128;
2147     }
2148 }
2149
2150 /**
2151  * Apply independent channel coupling (applied after IMDCT).
2152  *
2153  * @param   index   index into coupling gain array
2154  */
2155 static void apply_independent_coupling(AACContext *ac,
2156                                        SingleChannelElement *target,
2157                                        ChannelElement *cce, int index)
2158 {
2159     int i;
2160     const float gain = cce->coup.gain[index][0];
2161     const float *src = cce->ch[0].ret;
2162     float *dest = target->ret;
2163     const int len = 1024 << (ac->m4ac.sbr == 1);
2164
2165     for (i = 0; i < len; i++)
2166         dest[i] += gain * src[i];
2167 }
2168
2169 /**
2170  * channel coupling transformation interface
2171  *
2172  * @param   apply_coupling_method   pointer to (in)dependent coupling function
2173  */
2174 static void apply_channel_coupling(AACContext *ac, ChannelElement *cc,
2175                                    enum RawDataBlockType type, int elem_id,
2176                                    enum CouplingPoint coupling_point,
2177                                    void (*apply_coupling_method)(AACContext *ac, SingleChannelElement *target, ChannelElement *cce, int index))
2178 {
2179     int i, c;
2180
2181     for (i = 0; i < MAX_ELEM_ID; i++) {
2182         ChannelElement *cce = ac->che[TYPE_CCE][i];
2183         int index = 0;
2184
2185         if (cce && cce->coup.coupling_point == coupling_point) {
2186             ChannelCoupling *coup = &cce->coup;
2187
2188             for (c = 0; c <= coup->num_coupled; c++) {
2189                 if (coup->type[c] == type && coup->id_select[c] == elem_id) {
2190                     if (coup->ch_select[c] != 1) {
2191                         apply_coupling_method(ac, &cc->ch[0], cce, index);
2192                         if (coup->ch_select[c] != 0)
2193                             index++;
2194                     }
2195                     if (coup->ch_select[c] != 2)
2196                         apply_coupling_method(ac, &cc->ch[1], cce, index++);
2197                 } else
2198                     index += 1 + (coup->ch_select[c] == 3);
2199             }
2200         }
2201     }
2202 }
2203
2204 /**
2205  * Convert spectral data to float samples, applying all supported tools as appropriate.
2206  */
2207 static void spectral_to_sample(AACContext *ac)
2208 {
2209     int i, type;
2210     for (type = 3; type >= 0; type--) {
2211         for (i = 0; i < MAX_ELEM_ID; i++) {
2212             ChannelElement *che = ac->che[type][i];
2213             if (che) {
2214                 if (type <= TYPE_CPE)
2215                     apply_channel_coupling(ac, che, type, i, BEFORE_TNS, apply_dependent_coupling);
2216                 if (ac->m4ac.object_type == AOT_AAC_LTP) {
2217                     if (che->ch[0].ics.predictor_present) {
2218                         if (che->ch[0].ics.ltp.present)
2219                             apply_ltp(ac, &che->ch[0]);
2220                         if (che->ch[1].ics.ltp.present && type == TYPE_CPE)
2221                             apply_ltp(ac, &che->ch[1]);
2222                     }
2223                 }
2224                 if (che->ch[0].tns.present)
2225                     apply_tns(che->ch[0].coeffs, &che->ch[0].tns, &che->ch[0].ics, 1);
2226                 if (che->ch[1].tns.present)
2227                     apply_tns(che->ch[1].coeffs, &che->ch[1].tns, &che->ch[1].ics, 1);
2228                 if (type <= TYPE_CPE)
2229                     apply_channel_coupling(ac, che, type, i, BETWEEN_TNS_AND_IMDCT, apply_dependent_coupling);
2230                 if (type != TYPE_CCE || che->coup.coupling_point == AFTER_IMDCT) {
2231                     imdct_and_windowing(ac, &che->ch[0]);
2232                     if (ac->m4ac.object_type == AOT_AAC_LTP)
2233                         update_ltp(ac, &che->ch[0]);
2234                     if (type == TYPE_CPE) {
2235                         imdct_and_windowing(ac, &che->ch[1]);
2236                         if (ac->m4ac.object_type == AOT_AAC_LTP)
2237                             update_ltp(ac, &che->ch[1]);
2238                     }
2239                     if (ac->m4ac.sbr > 0) {
2240                         ff_sbr_apply(ac, &che->sbr, type, che->ch[0].ret, che->ch[1].ret);
2241                     }
2242                 }
2243                 if (type <= TYPE_CCE)
2244                     apply_channel_coupling(ac, che, type, i, AFTER_IMDCT, apply_independent_coupling);
2245             }
2246         }
2247     }
2248 }
2249
2250 static int parse_adts_frame_header(AACContext *ac, GetBitContext *gb)
2251 {
2252     int size;
2253     AACADTSHeaderInfo hdr_info;
2254     uint8_t layout_map[MAX_ELEM_ID*4][3];
2255     int layout_map_tags;
2256
2257     size = avpriv_aac_parse_header(gb, &hdr_info);
2258     if (size > 0) {
2259         if (hdr_info.chan_config) {
2260             ac->m4ac.chan_config = hdr_info.chan_config;
2261             if (set_default_channel_config(ac->avctx, layout_map,
2262                     &layout_map_tags, hdr_info.chan_config))
2263                 return -7;
2264             if (output_configure(ac, layout_map, layout_map_tags,
2265                                  hdr_info.chan_config,
2266                                  FFMAX(ac->output_configured, OC_TRIAL_FRAME)))
2267                 return -7;
2268         } else if (ac->output_configured != OC_LOCKED) {
2269             ac->m4ac.chan_config = 0;
2270             ac->output_configured = OC_NONE;
2271         }
2272         if (ac->output_configured != OC_LOCKED) {
2273             ac->m4ac.sbr = -1;
2274             ac->m4ac.ps  = -1;
2275             ac->m4ac.sample_rate     = hdr_info.sample_rate;
2276             ac->m4ac.sampling_index  = hdr_info.sampling_index;
2277             ac->m4ac.object_type     = hdr_info.object_type;
2278         }
2279         if (!ac->avctx->sample_rate)
2280             ac->avctx->sample_rate = hdr_info.sample_rate;
2281         if (hdr_info.num_aac_frames == 1) {
2282             if (!hdr_info.crc_absent)
2283                 skip_bits(gb, 16);
2284         } else {
2285             av_log_missing_feature(ac->avctx, "More than one AAC RDB per ADTS frame is", 0);
2286             return -1;
2287         }
2288     }
2289     return size;
2290 }
2291
2292 static int aac_decode_frame_int(AVCodecContext *avctx, void *data,
2293                                 int *got_frame_ptr, GetBitContext *gb)
2294 {
2295     AACContext *ac = avctx->priv_data;
2296     ChannelElement *che = NULL, *che_prev = NULL;
2297     enum RawDataBlockType elem_type, elem_type_prev = TYPE_END;
2298     int err, elem_id;
2299     int samples = 0, multiplier, audio_found = 0;
2300
2301     if (show_bits(gb, 12) == 0xfff) {
2302         if (parse_adts_frame_header(ac, gb) < 0) {
2303             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding AAC frame header.\n");
2304             return -1;
2305         }
2306         if (ac->m4ac.sampling_index > 12) {
2307             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sampling rate index %d\n", ac->m4ac.sampling_index);
2308             return -1;
2309         }
2310     }
2311
2312     ac->tags_mapped = 0;
2313     // parse
2314     while ((elem_type = get_bits(gb, 3)) != TYPE_END) {
2315         elem_id = get_bits(gb, 4);
2316
2317         if (elem_type < TYPE_DSE) {
2318             if (!(che=get_che(ac, elem_type, elem_id))) {
2319                 av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "channel element %d.%d is not allocated\n",
2320                        elem_type, elem_id);
2321                 return -1;
2322             }
2323             samples = 1024;
2324         }
2325
2326         switch (elem_type) {
2327
2328         case TYPE_SCE:
2329             err = decode_ics(ac, &che->ch[0], gb, 0, 0);
2330             audio_found = 1;
2331             break;
2332
2333         case TYPE_CPE:
2334             err = decode_cpe(ac, gb, che);
2335             audio_found = 1;
2336             break;
2337
2338         case TYPE_CCE:
2339             err = decode_cce(ac, gb, che);
2340             break;
2341
2342         case TYPE_LFE:
2343             err = decode_ics(ac, &che->ch[0], gb, 0, 0);
2344             audio_found = 1;
2345             break;
2346
2347         case TYPE_DSE:
2348             err = skip_data_stream_element(ac, gb);
2349             break;
2350
2351         case TYPE_PCE: {
2352             uint8_t layout_map[MAX_ELEM_ID*4][3];
2353             int tags;
2354             tags = decode_pce(avctx, &ac->m4ac, layout_map, gb);
2355             if (tags < 0) {
2356                 err = tags;
2357                 break;
2358             }
2359             if (ac->output_configured > OC_TRIAL_PCE)
2360                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
2361                        "Not evaluating a further program_config_element as this construct is dubious at best.\n");
2362             else
2363                 err = output_configure(ac, layout_map, tags, 0, OC_TRIAL_PCE);
2364             break;
2365         }
2366
2367         case TYPE_FIL:
2368             if (elem_id == 15)
2369                 elem_id += get_bits(gb, 8) - 1;
2370             if (get_bits_left(gb) < 8 * elem_id) {
2371                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, overread_err);
2372                     return -1;
2373             }
2374             while (elem_id > 0)
2375                 elem_id -= decode_extension_payload(ac, gb, elem_id, che_prev, elem_type_prev);
2376             err = 0; /* FIXME */
2377             break;
2378
2379         default:
2380             err = -1; /* should not happen, but keeps compiler happy */
2381             break;
2382         }
2383
2384         che_prev       = che;
2385         elem_type_prev = elem_type;
2386
2387         if (err)
2388             return err;
2389
2390         if (get_bits_left(gb) < 3) {
2391             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, overread_err);
2392             return -1;
2393         }
2394     }
2395
2396     spectral_to_sample(ac);
2397
2398     multiplier = (ac->m4ac.sbr == 1) ? ac->m4ac.ext_sample_rate > ac->m4ac.sample_rate : 0;
2399     samples <<= multiplier;
2400     if (ac->output_configured < OC_LOCKED) {
2401         avctx->sample_rate = ac->m4ac.sample_rate << multiplier;
2402         avctx->frame_size = samples;
2403     }
2404
2405     if (samples) {
2406         /* get output buffer */
2407         ac->frame.nb_samples = samples;
2408         if ((err = avctx->get_buffer(avctx, &ac->frame)) < 0) {
2409             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
2410             return err;
2411         }
2412
2413         if (avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_FLT)
2414             ac->fmt_conv.float_interleave((float *)ac->frame.data[0],
2415                                           (const float **)ac->output_data,
2416                                           samples, avctx->channels);
2417         else
2418             ac->fmt_conv.float_to_int16_interleave((int16_t *)ac->frame.data[0],
2419                                                    (const float **)ac->output_data,
2420                                                    samples, avctx->channels);
2421
2422         *(AVFrame *)data = ac->frame;
2423     }
2424     *got_frame_ptr = !!samples;
2425
2426     if (ac->output_configured && audio_found)
2427         ac->output_configured = OC_LOCKED;
2428
2429     return 0;
2430 }
2431
2432 static int aac_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
2433                             int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
2434 {
2435     AACContext *ac = avctx->priv_data;
2436     const uint8_t *buf = avpkt->data;
2437     int buf_size = avpkt->size;
2438     GetBitContext gb;
2439     int buf_consumed;
2440     int buf_offset;
2441     int err;
2442     int new_extradata_size;
2443     const uint8_t *new_extradata = av_packet_get_side_data(avpkt,
2444                                        AV_PKT_DATA_NEW_EXTRADATA,
2445                                        &new_extradata_size);
2446
2447     if (new_extradata) {
2448         av_free(avctx->extradata);
2449         avctx->extradata = av_mallocz(new_extradata_size +
2450                                       FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
2451         if (!avctx->extradata)
2452             return AVERROR(ENOMEM);
2453         avctx->extradata_size = new_extradata_size;
2454         memcpy(avctx->extradata, new_extradata, new_extradata_size);
2455         if (decode_audio_specific_config(ac, ac->avctx, &ac->m4ac,
2456                                          avctx->extradata,
2457                                          avctx->extradata_size*8, 1) < 0)
2458             return AVERROR_INVALIDDATA;
2459     }
2460
2461     init_get_bits(&gb, buf, buf_size * 8);
2462
2463     if ((err = aac_decode_frame_int(avctx, data, got_frame_ptr, &gb)) < 0)
2464         return err;
2465
2466     buf_consumed = (get_bits_count(&gb) + 7) >> 3;
2467     for (buf_offset = buf_consumed; buf_offset < buf_size; buf_offset++)
2468         if (buf[buf_offset])
2469             break;
2470
2471     return buf_size > buf_offset ? buf_consumed : buf_size;
2472 }
2473
2474 static av_cold int aac_decode_close(AVCodecContext *avctx)
2475 {
2476     AACContext *ac = avctx->priv_data;
2477     int i, type;
2478
2479     for (i = 0; i < MAX_ELEM_ID; i++) {
2480         for (type = 0; type < 4; type++) {
2481             if (ac->che[type][i])
2482                 ff_aac_sbr_ctx_close(&ac->che[type][i]->sbr);
2483             av_freep(&ac->che[type][i]);
2484         }
2485     }
2486
2487     ff_mdct_end(&ac->mdct);
2488     ff_mdct_end(&ac->mdct_small);
2489     ff_mdct_end(&ac->mdct_ltp);
2490     return 0;
2491 }
2492
2493
2494 #define LOAS_SYNC_WORD   0x2b7       ///< 11 bits LOAS sync word
2495
2496 struct LATMContext {
2497     AACContext      aac_ctx;             ///< containing AACContext
2498     int             initialized;         ///< initilized after a valid extradata was seen
2499
2500     // parser data
2501     int             audio_mux_version_A; ///< LATM syntax version
2502     int             frame_length_type;   ///< 0/1 variable/fixed frame length
2503     int             frame_length;        ///< frame length for fixed frame length
2504 };
2505
2506 static inline uint32_t latm_get_value(GetBitContext *b)
2507 {
2508     int length = get_bits(b, 2);
2509
2510     return get_bits_long(b, (length+1)*8);
2511 }
2512
2513 static int latm_decode_audio_specific_config(struct LATMContext *latmctx,
2514                                              GetBitContext *gb, int asclen)
2515 {
2516     AACContext *ac        = &latmctx->aac_ctx;
2517     AVCodecContext *avctx = ac->avctx;
2518     MPEG4AudioConfig m4ac = {0};
2519     int config_start_bit  = get_bits_count(gb);
2520     int sync_extension    = 0;
2521     int bits_consumed, esize;
2522
2523     if (asclen) {
2524         sync_extension = 1;
2525         asclen         = FFMIN(asclen, get_bits_left(gb));
2526     } else
2527         asclen         = get_bits_left(gb);
2528
2529     if (config_start_bit % 8) {
2530         av_log_missing_feature(latmctx->aac_ctx.avctx, "audio specific "
2531                                "config not byte aligned.\n", 1);
2532         return AVERROR_INVALIDDATA;
2533     }
2534     if (asclen <= 0)
2535         return AVERROR_INVALIDDATA;
2536     bits_consumed = decode_audio_specific_config(NULL, avctx, &m4ac,
2537                                          gb->buffer + (config_start_bit / 8),
2538                                          asclen, sync_extension);
2539
2540     if (bits_consumed < 0)
2541         return AVERROR_INVALIDDATA;
2542
2543     if (ac->m4ac.sample_rate != m4ac.sample_rate ||
2544         ac->m4ac.chan_config != m4ac.chan_config) {
2545
2546         av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "audio config changed\n");
2547         latmctx->initialized = 0;
2548
2549         esize = (bits_consumed+7) / 8;
2550
2551         if (avctx->extradata_size < esize) {
2552             av_free(avctx->extradata);
2553             avctx->extradata = av_malloc(esize + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
2554             if (!avctx->extradata)
2555                 return AVERROR(ENOMEM);
2556         }
2557
2558         avctx->extradata_size = esize;
2559         memcpy(avctx->extradata, gb->buffer + (config_start_bit/8), esize);
2560         memset(avctx->extradata+esize, 0, FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
2561     }
2562     skip_bits_long(gb, bits_consumed);
2563
2564     return bits_consumed;
2565 }
2566
2567 static int read_stream_mux_config(struct LATMContext *latmctx,
2568                                   GetBitContext *gb)
2569 {
2570     int ret, audio_mux_version = get_bits(gb, 1);
2571
2572     latmctx->audio_mux_version_A = 0;
2573     if (audio_mux_version)
2574         latmctx->audio_mux_version_A = get_bits(gb, 1);
2575
2576     if (!latmctx->audio_mux_version_A) {
2577
2578         if (audio_mux_version)
2579             latm_get_value(gb);                 // taraFullness
2580
2581         skip_bits(gb, 1);                       // allStreamSameTimeFraming
2582         skip_bits(gb, 6);                       // numSubFrames
2583         // numPrograms
2584         if (get_bits(gb, 4)) {                  // numPrograms
2585             av_log_missing_feature(latmctx->aac_ctx.avctx,
2586                                    "multiple programs are not supported\n", 1);
2587             return AVERROR_PATCHWELCOME;
2588         }
2589
2590         // for each program (which there is only on in DVB)
2591
2592         // for each layer (which there is only on in DVB)
2593         if (get_bits(gb, 3)) {                   // numLayer
2594             av_log_missing_feature(latmctx->aac_ctx.avctx,
2595                                    "multiple layers are not supported\n", 1);
2596             return AVERROR_PATCHWELCOME;
2597         }
2598
2599         // for all but first stream: use_same_config = get_bits(gb, 1);
2600         if (!audio_mux_version) {
2601             if ((ret = latm_decode_audio_specific_config(latmctx, gb, 0)) < 0)
2602                 return ret;
2603         } else {
2604             int ascLen = latm_get_value(gb);
2605             if ((ret = latm_decode_audio_specific_config(latmctx, gb, ascLen)) < 0)
2606                 return ret;
2607             ascLen -= ret;
2608             skip_bits_long(gb, ascLen);
2609         }
2610
2611         latmctx->frame_length_type = get_bits(gb, 3);
2612         switch (latmctx->frame_length_type) {
2613         case 0:
2614             skip_bits(gb, 8);       // latmBufferFullness
2615             break;
2616         case 1:
2617             latmctx->frame_length = get_bits(gb, 9);
2618             break;
2619         case 3:
2620         case 4:
2621         case 5:
2622             skip_bits(gb, 6);       // CELP frame length table index
2623             break;
2624         case 6:
2625         case 7:
2626             skip_bits(gb, 1);       // HVXC frame length table index
2627             break;
2628         }
2629
2630         if (get_bits(gb, 1)) {                  // other data
2631             if (audio_mux_version) {
2632                 latm_get_value(gb);             // other_data_bits
2633             } else {
2634                 int esc;
2635                 do {
2636                     esc = get_bits(gb, 1);
2637                     skip_bits(gb, 8);
2638                 } while (esc);
2639             }
2640         }
2641
2642         if (get_bits(gb, 1))                     // crc present
2643             skip_bits(gb, 8);                    // config_crc
2644     }
2645
2646     return 0;
2647 }
2648
2649 static int read_payload_length_info(struct LATMContext *ctx, GetBitContext *gb)
2650 {
2651     uint8_t tmp;
2652
2653     if (ctx->frame_length_type == 0) {
2654         int mux_slot_length = 0;
2655         do {
2656             tmp = get_bits(gb, 8);
2657             mux_slot_length += tmp;
2658         } while (tmp == 255);
2659         return mux_slot_length;
2660     } else if (ctx->frame_length_type == 1) {
2661         return ctx->frame_length;
2662     } else if (ctx->frame_length_type == 3 ||
2663                ctx->frame_length_type == 5 ||
2664                ctx->frame_length_type == 7) {
2665         skip_bits(gb, 2);          // mux_slot_length_coded
2666     }
2667     return 0;
2668 }
2669
2670 static int read_audio_mux_element(struct LATMContext *latmctx,
2671                                   GetBitContext *gb)
2672 {
2673     int err;
2674     uint8_t use_same_mux = get_bits(gb, 1);
2675     if (!use_same_mux) {
2676         if ((err = read_stream_mux_config(latmctx, gb)) < 0)
2677             return err;
2678     } else if (!latmctx->aac_ctx.avctx->extradata) {
2679         av_log(latmctx->aac_ctx.avctx, AV_LOG_DEBUG,
2680                "no decoder config found\n");
2681         return AVERROR(EAGAIN);
2682     }
2683     if (latmctx->audio_mux_version_A == 0) {
2684         int mux_slot_length_bytes = read_payload_length_info(latmctx, gb);
2685         if (mux_slot_length_bytes * 8 > get_bits_left(gb)) {
2686             av_log(latmctx->aac_ctx.avctx, AV_LOG_ERROR, "incomplete frame\n");
2687             return AVERROR_INVALIDDATA;
2688         } else if (mux_slot_length_bytes * 8 + 256 < get_bits_left(gb)) {
2689             av_log(latmctx->aac_ctx.avctx, AV_LOG_ERROR,
2690                    "frame length mismatch %d << %d\n",
2691                    mux_slot_length_bytes * 8, get_bits_left(gb));
2692             return AVERROR_INVALIDDATA;
2693         }
2694     }
2695     return 0;
2696 }
2697
2698
2699 static int latm_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *out,
2700                              int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
2701 {
2702     struct LATMContext *latmctx = avctx->priv_data;
2703     int                 muxlength, err;
2704     GetBitContext       gb;
2705
2706     init_get_bits(&gb, avpkt->data, avpkt->size * 8);
2707
2708     // check for LOAS sync word
2709     if (get_bits(&gb, 11) != LOAS_SYNC_WORD)
2710         return AVERROR_INVALIDDATA;
2711
2712     muxlength = get_bits(&gb, 13) + 3;
2713     // not enough data, the parser should have sorted this
2714     if (muxlength > avpkt->size)
2715         return AVERROR_INVALIDDATA;
2716
2717     if ((err = read_audio_mux_element(latmctx, &gb)) < 0)
2718         return err;
2719
2720     if (!latmctx->initialized) {
2721         if (!avctx->extradata) {
2722             *got_frame_ptr = 0;
2723             return avpkt->size;
2724         } else {
2725             if ((err = decode_audio_specific_config(
2726                     &latmctx->aac_ctx, avctx, &latmctx->aac_ctx.m4ac,
2727                     avctx->extradata, avctx->extradata_size*8, 1)) < 0)
2728                 return err;
2729             latmctx->initialized = 1;
2730         }
2731     }
2732
2733     if (show_bits(&gb, 12) == 0xfff) {
2734         av_log(latmctx->aac_ctx.avctx, AV_LOG_ERROR,
2735                "ADTS header detected, probably as result of configuration "
2736                "misparsing\n");
2737         return AVERROR_INVALIDDATA;
2738     }
2739
2740     if ((err = aac_decode_frame_int(avctx, out, got_frame_ptr, &gb)) < 0)
2741         return err;
2742
2743     return muxlength;
2744 }
2745
2746 av_cold static int latm_decode_init(AVCodecContext *avctx)
2747 {
2748     struct LATMContext *latmctx = avctx->priv_data;
2749     int ret = aac_decode_init(avctx);
2750
2751     if (avctx->extradata_size > 0)
2752         latmctx->initialized = !ret;
2753
2754     return ret;
2755 }
2756
2757
2758 AVCodec ff_aac_decoder = {
2759     .name           = "aac",
2760     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
2761     .id             = CODEC_ID_AAC,
2762     .priv_data_size = sizeof(AACContext),
2763     .init           = aac_decode_init,
2764     .close          = aac_decode_close,
2765     .decode         = aac_decode_frame,
2766     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Advanced Audio Coding"),
2767     .sample_fmts = (const enum AVSampleFormat[]) {
2768         AV_SAMPLE_FMT_FLT, AV_SAMPLE_FMT_S16, AV_SAMPLE_FMT_NONE
2769     },
2770     .capabilities = CODEC_CAP_CHANNEL_CONF | CODEC_CAP_DR1,
2771     .channel_layouts = aac_channel_layout,
2772 };
2773
2774 /*
2775     Note: This decoder filter is intended to decode LATM streams transferred
2776     in MPEG transport streams which only contain one program.
2777     To do a more complex LATM demuxing a separate LATM demuxer should be used.
2778 */
2779 AVCodec ff_aac_latm_decoder = {
2780     .name = "aac_latm",
2781     .type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
2782     .id   = CODEC_ID_AAC_LATM,
2783     .priv_data_size = sizeof(struct LATMContext),
2784     .init   = latm_decode_init,
2785     .close  = aac_decode_close,
2786     .decode = latm_decode_frame,
2787     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("AAC LATM (Advanced Audio Codec LATM syntax)"),
2788     .sample_fmts = (const enum AVSampleFormat[]) {
2789         AV_SAMPLE_FMT_FLT, AV_SAMPLE_FMT_S16, AV_SAMPLE_FMT_NONE
2790     },
2791     .capabilities = CODEC_CAP_CHANNEL_CONF | CODEC_CAP_DR1,
2792     .channel_layouts = aac_channel_layout,
2793 };