dca: use defines for subband related constants
[ffmpeg.git] / libavcodec / dcadec.c
1 /*
2  * DCA compatible decoder
3  * Copyright (C) 2004 Gildas Bazin
4  * Copyright (C) 2004 Benjamin Zores
5  * Copyright (C) 2006 Benjamin Larsson
6  * Copyright (C) 2007 Konstantin Shishkov
7  * Copyright (C) 2012 Paul B Mahol
8  * Copyright (C) 2014 Niels Möller
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 #include <math.h>
28 #include <stddef.h>
29 #include <stdio.h>
30
31 #include "libavutil/attributes.h"
32 #include "libavutil/channel_layout.h"
33 #include "libavutil/common.h"
34 #include "libavutil/float_dsp.h"
35 #include "libavutil/internal.h"
36 #include "libavutil/intreadwrite.h"
37 #include "libavutil/mathematics.h"
38 #include "libavutil/opt.h"
39 #include "libavutil/samplefmt.h"
40
41 #include "avcodec.h"
42 #include "dca.h"
43 #include "dca_syncwords.h"
44 #include "dcadata.h"
45 #include "dcadsp.h"
46 #include "dcahuff.h"
47 #include "fft.h"
48 #include "fmtconvert.h"
49 #include "get_bits.h"
50 #include "internal.h"
51 #include "mathops.h"
52 #include "profiles.h"
53 #include "put_bits.h"
54 #include "synth_filter.h"
55
56 #if ARCH_ARM
57 #   include "arm/dca.h"
58 #endif
59
60 enum DCAMode {
61     DCA_MONO = 0,
62     DCA_CHANNEL,
63     DCA_STEREO,
64     DCA_STEREO_SUMDIFF,
65     DCA_STEREO_TOTAL,
66     DCA_3F,
67     DCA_2F1R,
68     DCA_3F1R,
69     DCA_2F2R,
70     DCA_3F2R,
71     DCA_4F2R
72 };
73
74 /* -1 are reserved or unknown */
75 static const int dca_ext_audio_descr_mask[] = {
76     DCA_EXT_XCH,
77     -1,
78     DCA_EXT_X96,
79     DCA_EXT_XCH | DCA_EXT_X96,
80     -1,
81     -1,
82     DCA_EXT_XXCH,
83     -1,
84 };
85
86 /* Tables for mapping dts channel configurations to libavcodec multichannel api.
87  * Some compromises have been made for special configurations. Most configurations
88  * are never used so complete accuracy is not needed.
89  *
90  * L = left, R = right, C = center, S = surround, F = front, R = rear, T = total, OV = overhead.
91  * S  -> side, when both rear and back are configured move one of them to the side channel
92  * OV -> center back
93  * All 2 channel configurations -> AV_CH_LAYOUT_STEREO
94  */
95 static const uint64_t dca_core_channel_layout[] = {
96     AV_CH_FRONT_CENTER,                                                     ///< 1, A
97     AV_CH_LAYOUT_STEREO,                                                    ///< 2, A + B (dual mono)
98     AV_CH_LAYOUT_STEREO,                                                    ///< 2, L + R (stereo)
99     AV_CH_LAYOUT_STEREO,                                                    ///< 2, (L + R) + (L - R) (sum-difference)
100     AV_CH_LAYOUT_STEREO,                                                    ///< 2, LT + RT (left and right total)
101     AV_CH_LAYOUT_STEREO | AV_CH_FRONT_CENTER,                               ///< 3, C + L + R
102     AV_CH_LAYOUT_STEREO | AV_CH_BACK_CENTER,                                ///< 3, L + R + S
103     AV_CH_LAYOUT_STEREO | AV_CH_FRONT_CENTER | AV_CH_BACK_CENTER,           ///< 4, C + L + R + S
104     AV_CH_LAYOUT_STEREO | AV_CH_SIDE_LEFT | AV_CH_SIDE_RIGHT,               ///< 4, L + R + SL + SR
105
106     AV_CH_LAYOUT_STEREO | AV_CH_FRONT_CENTER | AV_CH_SIDE_LEFT |
107     AV_CH_SIDE_RIGHT,                                                       ///< 5, C + L + R + SL + SR
108
109     AV_CH_LAYOUT_STEREO | AV_CH_SIDE_LEFT | AV_CH_SIDE_RIGHT |
110     AV_CH_FRONT_LEFT_OF_CENTER | AV_CH_FRONT_RIGHT_OF_CENTER,               ///< 6, CL + CR + L + R + SL + SR
111
112     AV_CH_LAYOUT_STEREO | AV_CH_BACK_LEFT | AV_CH_BACK_RIGHT |
113     AV_CH_FRONT_CENTER  | AV_CH_BACK_CENTER,                                ///< 6, C + L + R + LR + RR + OV
114
115     AV_CH_FRONT_CENTER | AV_CH_FRONT_RIGHT_OF_CENTER |
116     AV_CH_FRONT_LEFT_OF_CENTER | AV_CH_BACK_CENTER   |
117     AV_CH_BACK_LEFT | AV_CH_BACK_RIGHT,                                     ///< 6, CF + CR + LF + RF + LR + RR
118
119     AV_CH_FRONT_LEFT_OF_CENTER | AV_CH_FRONT_CENTER   |
120     AV_CH_FRONT_RIGHT_OF_CENTER | AV_CH_LAYOUT_STEREO |
121     AV_CH_SIDE_LEFT | AV_CH_SIDE_RIGHT,                                     ///< 7, CL + C + CR + L + R + SL + SR
122
123     AV_CH_FRONT_LEFT_OF_CENTER | AV_CH_FRONT_RIGHT_OF_CENTER |
124     AV_CH_LAYOUT_STEREO | AV_CH_SIDE_LEFT | AV_CH_SIDE_RIGHT |
125     AV_CH_BACK_LEFT | AV_CH_BACK_RIGHT,                                     ///< 8, CL + CR + L + R + SL1 + SL2 + SR1 + SR2
126
127     AV_CH_FRONT_LEFT_OF_CENTER | AV_CH_FRONT_CENTER   |
128     AV_CH_FRONT_RIGHT_OF_CENTER | AV_CH_LAYOUT_STEREO |
129     AV_CH_SIDE_LEFT | AV_CH_BACK_CENTER | AV_CH_SIDE_RIGHT,                 ///< 8, CL + C + CR + L + R + SL + S + SR
130 };
131
132 #define DCA_DOLBY                  101           /* FIXME */
133
134 #define DCA_CHANNEL_BITS             6
135 #define DCA_CHANNEL_MASK          0x3F
136
137 #define DCA_LFE                   0x80
138
139 #define HEADER_SIZE                 14
140
141 #define DCA_NSYNCAUX        0x9A1105A0
142
143 /** Bit allocation */
144 typedef struct BitAlloc {
145     int offset;                 ///< code values offset
146     int maxbits[8];             ///< max bits in VLC
147     int wrap;                   ///< wrap for get_vlc2()
148     VLC vlc[8];                 ///< actual codes
149 } BitAlloc;
150
151 static BitAlloc dca_bitalloc_index;    ///< indexes for samples VLC select
152 static BitAlloc dca_tmode;             ///< transition mode VLCs
153 static BitAlloc dca_scalefactor;       ///< scalefactor VLCs
154 static BitAlloc dca_smpl_bitalloc[11]; ///< samples VLCs
155
156 static av_always_inline int get_bitalloc(GetBitContext *gb, BitAlloc *ba,
157                                          int idx)
158 {
159     return get_vlc2(gb, ba->vlc[idx].table, ba->vlc[idx].bits, ba->wrap) +
160            ba->offset;
161 }
162
163 static av_cold void dca_init_vlcs(void)
164 {
165     static int vlcs_initialized = 0;
166     int i, j, c = 14;
167     static VLC_TYPE dca_table[23622][2];
168
169     if (vlcs_initialized)
170         return;
171
172     dca_bitalloc_index.offset = 1;
173     dca_bitalloc_index.wrap   = 2;
174     for (i = 0; i < 5; i++) {
175         dca_bitalloc_index.vlc[i].table           = &dca_table[ff_dca_vlc_offs[i]];
176         dca_bitalloc_index.vlc[i].table_allocated = ff_dca_vlc_offs[i + 1] - ff_dca_vlc_offs[i];
177         init_vlc(&dca_bitalloc_index.vlc[i], bitalloc_12_vlc_bits[i], 12,
178                  bitalloc_12_bits[i], 1, 1,
179                  bitalloc_12_codes[i], 2, 2, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC);
180     }
181     dca_scalefactor.offset = -64;
182     dca_scalefactor.wrap   = 2;
183     for (i = 0; i < 5; i++) {
184         dca_scalefactor.vlc[i].table           = &dca_table[ff_dca_vlc_offs[i + 5]];
185         dca_scalefactor.vlc[i].table_allocated = ff_dca_vlc_offs[i + 6] - ff_dca_vlc_offs[i + 5];
186         init_vlc(&dca_scalefactor.vlc[i], SCALES_VLC_BITS, 129,
187                  scales_bits[i], 1, 1,
188                  scales_codes[i], 2, 2, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC);
189     }
190     dca_tmode.offset = 0;
191     dca_tmode.wrap   = 1;
192     for (i = 0; i < 4; i++) {
193         dca_tmode.vlc[i].table           = &dca_table[ff_dca_vlc_offs[i + 10]];
194         dca_tmode.vlc[i].table_allocated = ff_dca_vlc_offs[i + 11] - ff_dca_vlc_offs[i + 10];
195         init_vlc(&dca_tmode.vlc[i], tmode_vlc_bits[i], 4,
196                  tmode_bits[i], 1, 1,
197                  tmode_codes[i], 2, 2, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC);
198     }
199
200     for (i = 0; i < 10; i++)
201         for (j = 0; j < 7; j++) {
202             if (!bitalloc_codes[i][j])
203                 break;
204             dca_smpl_bitalloc[i + 1].offset                 = bitalloc_offsets[i];
205             dca_smpl_bitalloc[i + 1].wrap                   = 1 + (j > 4);
206             dca_smpl_bitalloc[i + 1].vlc[j].table           = &dca_table[ff_dca_vlc_offs[c]];
207             dca_smpl_bitalloc[i + 1].vlc[j].table_allocated = ff_dca_vlc_offs[c + 1] - ff_dca_vlc_offs[c];
208
209             init_vlc(&dca_smpl_bitalloc[i + 1].vlc[j], bitalloc_maxbits[i][j],
210                      bitalloc_sizes[i],
211                      bitalloc_bits[i][j], 1, 1,
212                      bitalloc_codes[i][j], 2, 2, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC);
213             c++;
214         }
215     vlcs_initialized = 1;
216 }
217
218 static inline void get_array(GetBitContext *gb, int *dst, int len, int bits)
219 {
220     while (len--)
221         *dst++ = get_bits(gb, bits);
222 }
223
224 static int dca_parse_audio_coding_header(DCAContext *s, int base_channel)
225 {
226     int i, j;
227     static const uint8_t adj_table[4] = { 16, 18, 20, 23 };
228     static const int bitlen[11] = { 0, 1, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 3 };
229     static const int thr[11]    = { 0, 1, 3, 3, 3, 3, 7, 7, 7, 7, 7 };
230
231     s->audio_header.total_channels = get_bits(&s->gb, 3) + 1 + base_channel;
232     s->audio_header.prim_channels  = s->audio_header.total_channels;
233
234     if (s->audio_header.prim_channels > DCA_PRIM_CHANNELS_MAX)
235         s->audio_header.prim_channels = DCA_PRIM_CHANNELS_MAX;
236
237     for (i = base_channel; i < s->audio_header.prim_channels; i++) {
238         s->audio_header.subband_activity[i] = get_bits(&s->gb, 5) + 2;
239         if (s->audio_header.subband_activity[i] > DCA_SUBBANDS)
240             s->audio_header.subband_activity[i] = DCA_SUBBANDS;
241     }
242     for (i = base_channel; i < s->audio_header.prim_channels; i++) {
243         s->audio_header.vq_start_subband[i] = get_bits(&s->gb, 5) + 1;
244         if (s->audio_header.vq_start_subband[i] > DCA_SUBBANDS)
245             s->audio_header.vq_start_subband[i] = DCA_SUBBANDS;
246     }
247     get_array(&s->gb, s->audio_header.joint_intensity + base_channel,
248               s->audio_header.prim_channels - base_channel, 3);
249     get_array(&s->gb, s->audio_header.transient_huffman + base_channel,
250               s->audio_header.prim_channels - base_channel, 2);
251     get_array(&s->gb, s->audio_header.scalefactor_huffman + base_channel,
252               s->audio_header.prim_channels - base_channel, 3);
253     get_array(&s->gb, s->audio_header.bitalloc_huffman + base_channel,
254               s->audio_header.prim_channels - base_channel, 3);
255
256     /* Get codebooks quantization indexes */
257     if (!base_channel)
258         memset(s->audio_header.quant_index_huffman, 0, sizeof(s->audio_header.quant_index_huffman));
259     for (j = 1; j < 11; j++)
260         for (i = base_channel; i < s->audio_header.prim_channels; i++)
261             s->audio_header.quant_index_huffman[i][j] = get_bits(&s->gb, bitlen[j]);
262
263     /* Get scale factor adjustment */
264     for (j = 0; j < 11; j++)
265         for (i = base_channel; i < s->audio_header.prim_channels; i++)
266             s->audio_header.scalefactor_adj[i][j] = 16;
267
268     for (j = 1; j < 11; j++)
269         for (i = base_channel; i < s->audio_header.prim_channels; i++)
270             if (s->audio_header.quant_index_huffman[i][j] < thr[j])
271                 s->audio_header.scalefactor_adj[i][j] = adj_table[get_bits(&s->gb, 2)];
272
273     if (s->crc_present) {
274         /* Audio header CRC check */
275         get_bits(&s->gb, 16);
276     }
277
278     s->current_subframe    = 0;
279     s->current_subsubframe = 0;
280
281     return 0;
282 }
283
284 static int dca_parse_frame_header(DCAContext *s)
285 {
286     init_get_bits(&s->gb, s->dca_buffer, s->dca_buffer_size * 8);
287
288     /* Sync code */
289     skip_bits_long(&s->gb, 32);
290
291     /* Frame header */
292     s->frame_type        = get_bits(&s->gb, 1);
293     s->samples_deficit   = get_bits(&s->gb, 5) + 1;
294     s->crc_present       = get_bits(&s->gb, 1);
295     s->sample_blocks     = get_bits(&s->gb, 7) + 1;
296     s->frame_size        = get_bits(&s->gb, 14) + 1;
297     if (s->frame_size < 95)
298         return AVERROR_INVALIDDATA;
299     s->amode             = get_bits(&s->gb, 6);
300     s->sample_rate       = avpriv_dca_sample_rates[get_bits(&s->gb, 4)];
301     if (!s->sample_rate)
302         return AVERROR_INVALIDDATA;
303     s->bit_rate_index    = get_bits(&s->gb, 5);
304     s->bit_rate          = ff_dca_bit_rates[s->bit_rate_index];
305     if (!s->bit_rate)
306         return AVERROR_INVALIDDATA;
307
308     skip_bits1(&s->gb); // always 0 (reserved, cf. ETSI TS 102 114 V1.4.1)
309     s->dynrange          = get_bits(&s->gb, 1);
310     s->timestamp         = get_bits(&s->gb, 1);
311     s->aux_data          = get_bits(&s->gb, 1);
312     s->hdcd              = get_bits(&s->gb, 1);
313     s->ext_descr         = get_bits(&s->gb, 3);
314     s->ext_coding        = get_bits(&s->gb, 1);
315     s->aspf              = get_bits(&s->gb, 1);
316     s->lfe               = get_bits(&s->gb, 2);
317     s->predictor_history = get_bits(&s->gb, 1);
318
319     if (s->lfe > 2) {
320         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid LFE value: %d\n", s->lfe);
321         return AVERROR_INVALIDDATA;
322     }
323
324     /* TODO: check CRC */
325     if (s->crc_present)
326         s->header_crc    = get_bits(&s->gb, 16);
327
328     s->multirate_inter   = get_bits(&s->gb, 1);
329     s->version           = get_bits(&s->gb, 4);
330     s->copy_history      = get_bits(&s->gb, 2);
331     s->source_pcm_res    = get_bits(&s->gb, 3);
332     s->front_sum         = get_bits(&s->gb, 1);
333     s->surround_sum      = get_bits(&s->gb, 1);
334     s->dialog_norm       = get_bits(&s->gb, 4);
335
336     /* FIXME: channels mixing levels */
337     s->output = s->amode;
338     if (s->lfe)
339         s->output |= DCA_LFE;
340
341     /* Primary audio coding header */
342     s->audio_header.subframes = get_bits(&s->gb, 4) + 1;
343
344     return dca_parse_audio_coding_header(s, 0);
345 }
346
347 static inline int get_scale(GetBitContext *gb, int level, int value, int log2range)
348 {
349     if (level < 5) {
350         /* huffman encoded */
351         value += get_bitalloc(gb, &dca_scalefactor, level);
352         value  = av_clip(value, 0, (1 << log2range) - 1);
353     } else if (level < 8) {
354         if (level + 1 > log2range) {
355             skip_bits(gb, level + 1 - log2range);
356             value = get_bits(gb, log2range);
357         } else {
358             value = get_bits(gb, level + 1);
359         }
360     }
361     return value;
362 }
363
364 static int dca_subframe_header(DCAContext *s, int base_channel, int block_index)
365 {
366     /* Primary audio coding side information */
367     int j, k;
368
369     if (get_bits_left(&s->gb) < 0)
370         return AVERROR_INVALIDDATA;
371
372     if (!base_channel) {
373         s->subsubframes[s->current_subframe]    = get_bits(&s->gb, 2) + 1;
374         s->partial_samples[s->current_subframe] = get_bits(&s->gb, 3);
375     }
376
377     for (j = base_channel; j < s->audio_header.prim_channels; j++) {
378         for (k = 0; k < s->audio_header.subband_activity[j]; k++)
379             s->dca_chan[j].prediction_mode[k] = get_bits(&s->gb, 1);
380     }
381
382     /* Get prediction codebook */
383     for (j = base_channel; j < s->audio_header.prim_channels; j++) {
384         for (k = 0; k < s->audio_header.subband_activity[j]; k++) {
385             if (s->dca_chan[j].prediction_mode[k] > 0) {
386                 /* (Prediction coefficient VQ address) */
387                 s->dca_chan[j].prediction_vq[k] = get_bits(&s->gb, 12);
388             }
389         }
390     }
391
392     /* Bit allocation index */
393     for (j = base_channel; j < s->audio_header.prim_channels; j++) {
394         for (k = 0; k < s->audio_header.vq_start_subband[j]; k++) {
395             if (s->audio_header.bitalloc_huffman[j] == 6)
396                 s->dca_chan[j].bitalloc[k] = get_bits(&s->gb, 5);
397             else if (s->audio_header.bitalloc_huffman[j] == 5)
398                 s->dca_chan[j].bitalloc[k] = get_bits(&s->gb, 4);
399             else if (s->audio_header.bitalloc_huffman[j] == 7) {
400                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
401                        "Invalid bit allocation index\n");
402                 return AVERROR_INVALIDDATA;
403             } else {
404                 s->dca_chan[j].bitalloc[k] =
405                     get_bitalloc(&s->gb, &dca_bitalloc_index, s->audio_header.bitalloc_huffman[j]);
406             }
407
408             if (s->dca_chan[j].bitalloc[k] > 26) {
409                 ff_dlog(s->avctx, "bitalloc index [%i][%i] too big (%i)\n",
410                         j, k, s->dca_chan[j].bitalloc[k]);
411                 return AVERROR_INVALIDDATA;
412             }
413         }
414     }
415
416     /* Transition mode */
417     for (j = base_channel; j < s->audio_header.prim_channels; j++) {
418         for (k = 0; k < s->audio_header.subband_activity[j]; k++) {
419             s->dca_chan[j].transition_mode[k] = 0;
420             if (s->subsubframes[s->current_subframe] > 1 &&
421                 k < s->audio_header.vq_start_subband[j] && s->dca_chan[j].bitalloc[k] > 0) {
422                 s->dca_chan[j].transition_mode[k] =
423                     get_bitalloc(&s->gb, &dca_tmode, s->audio_header.transient_huffman[j]);
424             }
425         }
426     }
427
428     if (get_bits_left(&s->gb) < 0)
429         return AVERROR_INVALIDDATA;
430
431     for (j = base_channel; j < s->audio_header.prim_channels; j++) {
432         const uint32_t *scale_table;
433         int scale_sum, log_size;
434
435         memset(s->dca_chan[j].scale_factor, 0,
436                s->audio_header.subband_activity[j] * sizeof(s->dca_chan[j].scale_factor[0][0]) * 2);
437
438         if (s->audio_header.scalefactor_huffman[j] == 6) {
439             scale_table = ff_dca_scale_factor_quant7;
440             log_size    = 7;
441         } else {
442             scale_table = ff_dca_scale_factor_quant6;
443             log_size    = 6;
444         }
445
446         /* When huffman coded, only the difference is encoded */
447         scale_sum = 0;
448
449         for (k = 0; k < s->audio_header.subband_activity[j]; k++) {
450             if (k >= s->audio_header.vq_start_subband[j] || s->dca_chan[j].bitalloc[k] > 0) {
451                 scale_sum = get_scale(&s->gb, s->audio_header.scalefactor_huffman[j], scale_sum, log_size);
452                 s->dca_chan[j].scale_factor[k][0] = scale_table[scale_sum];
453             }
454
455             if (k < s->audio_header.vq_start_subband[j] && s->dca_chan[j].transition_mode[k]) {
456                 /* Get second scale factor */
457                 scale_sum = get_scale(&s->gb, s->audio_header.scalefactor_huffman[j], scale_sum, log_size);
458                 s->dca_chan[j].scale_factor[k][1] = scale_table[scale_sum];
459             }
460         }
461     }
462
463     /* Joint subband scale factor codebook select */
464     for (j = base_channel; j < s->audio_header.prim_channels; j++) {
465         /* Transmitted only if joint subband coding enabled */
466         if (s->audio_header.joint_intensity[j] > 0)
467             s->dca_chan[j].joint_huff = get_bits(&s->gb, 3);
468     }
469
470     if (get_bits_left(&s->gb) < 0)
471         return AVERROR_INVALIDDATA;
472
473     /* Scale factors for joint subband coding */
474     for (j = base_channel; j < s->audio_header.prim_channels; j++) {
475         int source_channel;
476
477         /* Transmitted only if joint subband coding enabled */
478         if (s->audio_header.joint_intensity[j] > 0) {
479             int scale = 0;
480             source_channel = s->audio_header.joint_intensity[j] - 1;
481
482             /* When huffman coded, only the difference is encoded
483              * (is this valid as well for joint scales ???) */
484
485             for (k = s->audio_header.subband_activity[j];
486                  k < s->audio_header.subband_activity[source_channel]; k++) {
487                 scale = get_scale(&s->gb, s->dca_chan[j].joint_huff, 64 /* bias */, 7);
488                 s->dca_chan[j].joint_scale_factor[k] = scale;    /*joint_scale_table[scale]; */
489             }
490
491             if (!(s->debug_flag & 0x02)) {
492                 av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG,
493                        "Joint stereo coding not supported\n");
494                 s->debug_flag |= 0x02;
495             }
496         }
497     }
498
499     /* Dynamic range coefficient */
500     if (!base_channel && s->dynrange)
501         s->dynrange_coef = get_bits(&s->gb, 8);
502
503     /* Side information CRC check word */
504     if (s->crc_present) {
505         get_bits(&s->gb, 16);
506     }
507
508     /*
509      * Primary audio data arrays
510      */
511
512     /* VQ encoded high frequency subbands */
513     for (j = base_channel; j < s->audio_header.prim_channels; j++)
514         for (k = s->audio_header.vq_start_subband[j]; k < s->audio_header.subband_activity[j]; k++)
515             /* 1 vector -> 32 samples */
516             s->dca_chan[j].high_freq_vq[k] = get_bits(&s->gb, 10);
517
518     /* Low frequency effect data */
519     if (!base_channel && s->lfe) {
520         /* LFE samples */
521         int lfe_samples    = 2 * s->lfe * (4 + block_index);
522         int lfe_end_sample = 2 * s->lfe * (4 + block_index + s->subsubframes[s->current_subframe]);
523         float lfe_scale;
524
525         for (j = lfe_samples; j < lfe_end_sample; j++) {
526             /* Signed 8 bits int */
527             s->lfe_data[j] = get_sbits(&s->gb, 8);
528         }
529
530         /* Scale factor index */
531         skip_bits(&s->gb, 1);
532         s->lfe_scale_factor = ff_dca_scale_factor_quant7[get_bits(&s->gb, 7)];
533
534         /* Quantization step size * scale factor */
535         lfe_scale = 0.035 * s->lfe_scale_factor;
536
537         for (j = lfe_samples; j < lfe_end_sample; j++)
538             s->lfe_data[j] *= lfe_scale;
539     }
540
541     return 0;
542 }
543
544 static void qmf_32_subbands(DCAContext *s, int chans,
545                             float samples_in[DCA_SUBBANDS][SAMPLES_PER_SUBBAND], float *samples_out,
546                             float scale)
547 {
548     const float *prCoeff;
549
550     int sb_act = s->audio_header.subband_activity[chans];
551
552     scale *= sqrt(1 / 8.0);
553
554     /* Select filter */
555     if (!s->multirate_inter)    /* Non-perfect reconstruction */
556         prCoeff = ff_dca_fir_32bands_nonperfect;
557     else                        /* Perfect reconstruction */
558         prCoeff = ff_dca_fir_32bands_perfect;
559
560     s->dcadsp.qmf_32_subbands(samples_in, sb_act, &s->synth, &s->imdct,
561                               s->dca_chan[chans].subband_fir_hist,
562                               &s->dca_chan[chans].hist_index,
563                               s->dca_chan[chans].subband_fir_noidea, prCoeff,
564                               samples_out, s->raXin, scale);
565 }
566
567 static QMF64_table *qmf64_precompute(void)
568 {
569     unsigned i, j;
570     QMF64_table *table = av_malloc(sizeof(*table));
571     if (!table)
572         return NULL;
573
574     for (i = 0; i < 32; i++)
575         for (j = 0; j < 32; j++)
576             table->dct4_coeff[i][j] = cos((2 * i + 1) * (2 * j + 1) * M_PI / 128);
577     for (i = 0; i < 32; i++)
578         for (j = 0; j < 32; j++)
579             table->dct2_coeff[i][j] = cos((2 * i + 1) *      j      * M_PI /  64);
580
581     /* FIXME: Is the factor 0.125 = 1/8 right? */
582     for (i = 0; i < 32; i++)
583         table->rcos[i] =  0.125 / cos((2 * i + 1) * M_PI / 256);
584     for (i = 0; i < 32; i++)
585         table->rsin[i] = -0.125 / sin((2 * i + 1) * M_PI / 256);
586
587     return table;
588 }
589
590 /* FIXME: Totally unoptimized. Based on the reference code and
591  * http://multimedia.cx/mirror/dca-transform.pdf, with guessed tweaks
592  * for doubling the size. */
593 static void qmf_64_subbands(DCAContext *s, int chans,
594                             float samples_in[DCA_SUBBANDS_X96K][SAMPLES_PER_SUBBAND],
595                             float *samples_out, float scale)
596 {
597     float raXin[64];
598     float A[32], B[32];
599     float *raX = s->dca_chan[chans].subband_fir_hist;
600     float *raZ = s->dca_chan[chans].subband_fir_noidea;
601     unsigned i, j, k, subindex;
602
603     for (i = s->audio_header.subband_activity[chans]; i < DCA_SUBBANDS_X96K; i++)
604         raXin[i] = 0.0;
605     for (subindex = 0; subindex < SAMPLES_PER_SUBBAND; subindex++) {
606         for (i = 0; i < s->audio_header.subband_activity[chans]; i++)
607             raXin[i] = samples_in[i][subindex];
608
609         for (k = 0; k < 32; k++) {
610             A[k] = 0.0;
611             for (i = 0; i < 32; i++)
612                 A[k] += (raXin[2 * i] + raXin[2 * i + 1]) * s->qmf64_table->dct4_coeff[k][i];
613         }
614         for (k = 0; k < 32; k++) {
615             B[k] = raXin[0] * s->qmf64_table->dct2_coeff[k][0];
616             for (i = 1; i < 32; i++)
617                 B[k] += (raXin[2 * i] + raXin[2 * i - 1]) * s->qmf64_table->dct2_coeff[k][i];
618         }
619         for (k = 0; k < 32; k++) {
620             raX[k]      = s->qmf64_table->rcos[k] * (A[k] + B[k]);
621             raX[63 - k] = s->qmf64_table->rsin[k] * (A[k] - B[k]);
622         }
623
624         for (i = 0; i < DCA_SUBBANDS_X96K; i++) {
625             float out = raZ[i];
626             for (j = 0; j < 1024; j += 128)
627                 out += ff_dca_fir_64bands[j + i] * (raX[j + i] - raX[j + 63 - i]);
628             *samples_out++ = out * scale;
629         }
630
631         for (i = 0; i < DCA_SUBBANDS_X96K; i++) {
632             float hist = 0.0;
633             for (j = 0; j < 1024; j += 128)
634                 hist += ff_dca_fir_64bands[64 + j + i] * (-raX[i + j] - raX[j + 63 - i]);
635
636             raZ[i] = hist;
637         }
638
639         /* FIXME: Make buffer circular, to avoid this move. */
640         memmove(raX + 64, raX, (1024 - 64) * sizeof(*raX));
641     }
642 }
643
644 static void lfe_interpolation_fir(DCAContext *s, const float *samples_in,
645                                   float *samples_out)
646 {
647     /* samples_in: An array holding decimated samples.
648      *   Samples in current subframe starts from samples_in[0],
649      *   while samples_in[-1], samples_in[-2], ..., stores samples
650      *   from last subframe as history.
651      *
652      * samples_out: An array holding interpolated samples
653      */
654
655     int idx;
656     const float *prCoeff;
657     int deciindex;
658
659     /* Select decimation filter */
660     if (s->lfe == 1) {
661         idx     = 1;
662         prCoeff = ff_dca_lfe_fir_128;
663     } else {
664         idx = 0;
665         if (s->exss_ext_mask & DCA_EXT_EXSS_XLL)
666             prCoeff = ff_dca_lfe_xll_fir_64;
667         else
668             prCoeff = ff_dca_lfe_fir_64;
669     }
670     /* Interpolation */
671     for (deciindex = 0; deciindex < 2 * s->lfe; deciindex++) {
672         s->dcadsp.lfe_fir[idx](samples_out, samples_in, prCoeff);
673         samples_in++;
674         samples_out += 2 * 32 * (1 + idx);
675     }
676 }
677
678 /* downmixing routines */
679 #define MIX_REAR1(samples, s1, rs, coef)            \
680     samples[0][i] += samples[s1][i] * coef[rs][0];  \
681     samples[1][i] += samples[s1][i] * coef[rs][1];
682
683 #define MIX_REAR2(samples, s1, s2, rs, coef)                                          \
684     samples[0][i] += samples[s1][i] * coef[rs][0] + samples[s2][i] * coef[rs + 1][0]; \
685     samples[1][i] += samples[s1][i] * coef[rs][1] + samples[s2][i] * coef[rs + 1][1];
686
687 #define MIX_FRONT3(samples, coef)                                      \
688     t = samples[c][i];                                                 \
689     u = samples[l][i];                                                 \
690     v = samples[r][i];                                                 \
691     samples[0][i] = t * coef[0][0] + u * coef[1][0] + v * coef[2][0];  \
692     samples[1][i] = t * coef[0][1] + u * coef[1][1] + v * coef[2][1];
693
694 #define DOWNMIX_TO_STEREO(op1, op2)             \
695     for (i = 0; i < 256; i++) {                 \
696         op1                                     \
697         op2                                     \
698     }
699
700 static void dca_downmix(float **samples, int srcfmt, int lfe_present,
701                         float coef[DCA_PRIM_CHANNELS_MAX + 1][2],
702                         const int8_t *channel_mapping)
703 {
704     int c, l, r, sl, sr, s;
705     int i;
706     float t, u, v;
707
708     switch (srcfmt) {
709     case DCA_MONO:
710     case DCA_4F2R:
711         av_log(NULL, 0, "Not implemented!\n");
712         break;
713     case DCA_CHANNEL:
714     case DCA_STEREO:
715     case DCA_STEREO_TOTAL:
716     case DCA_STEREO_SUMDIFF:
717         break;
718     case DCA_3F:
719         c = channel_mapping[0];
720         l = channel_mapping[1];
721         r = channel_mapping[2];
722         DOWNMIX_TO_STEREO(MIX_FRONT3(samples, coef), );
723         break;
724     case DCA_2F1R:
725         s = channel_mapping[2];
726         DOWNMIX_TO_STEREO(MIX_REAR1(samples, s, 2, coef), );
727         break;
728     case DCA_3F1R:
729         c = channel_mapping[0];
730         l = channel_mapping[1];
731         r = channel_mapping[2];
732         s = channel_mapping[3];
733         DOWNMIX_TO_STEREO(MIX_FRONT3(samples, coef),
734                           MIX_REAR1(samples, s, 3, coef));
735         break;
736     case DCA_2F2R:
737         sl = channel_mapping[2];
738         sr = channel_mapping[3];
739         DOWNMIX_TO_STEREO(MIX_REAR2(samples, sl, sr, 2, coef), );
740         break;
741     case DCA_3F2R:
742         c  = channel_mapping[0];
743         l  = channel_mapping[1];
744         r  = channel_mapping[2];
745         sl = channel_mapping[3];
746         sr = channel_mapping[4];
747         DOWNMIX_TO_STEREO(MIX_FRONT3(samples, coef),
748                           MIX_REAR2(samples, sl, sr, 3, coef));
749         break;
750     }
751     if (lfe_present) {
752         int lf_buf = ff_dca_lfe_index[srcfmt];
753         int lf_idx =  ff_dca_channels[srcfmt];
754         for (i = 0; i < 256; i++) {
755             samples[0][i] += samples[lf_buf][i] * coef[lf_idx][0];
756             samples[1][i] += samples[lf_buf][i] * coef[lf_idx][1];
757         }
758     }
759 }
760
761 #ifndef decode_blockcodes
762 /* Very compact version of the block code decoder that does not use table
763  * look-up but is slightly slower */
764 static int decode_blockcode(int code, int levels, int32_t *values)
765 {
766     int i;
767     int offset = (levels - 1) >> 1;
768
769     for (i = 0; i < 4; i++) {
770         int div = FASTDIV(code, levels);
771         values[i] = code - offset - div * levels;
772         code      = div;
773     }
774
775     return code;
776 }
777
778 static int decode_blockcodes(int code1, int code2, int levels, int32_t *values)
779 {
780     return decode_blockcode(code1, levels, values) |
781            decode_blockcode(code2, levels, values + 4);
782 }
783 #endif
784
785 static const uint8_t abits_sizes[7]  = { 7, 10, 12, 13, 15, 17, 19 };
786 static const uint8_t abits_levels[7] = { 3,  5,  7,  9, 13, 17, 25 };
787
788 static int dca_subsubframe(DCAContext *s, int base_channel, int block_index)
789 {
790     int k, l;
791     int subsubframe = s->current_subsubframe;
792     const uint32_t *quant_step_table;
793
794     /*
795      * Audio data
796      */
797
798     /* Select quantization step size table */
799     if (s->bit_rate_index == 0x1f)
800         quant_step_table = ff_dca_lossless_quant;
801     else
802         quant_step_table = ff_dca_lossy_quant;
803
804     for (k = base_channel; k < s->audio_header.prim_channels; k++) {
805         int32_t (*subband_samples)[8] = s->dca_chan[k].subband_samples[block_index];
806
807         if (get_bits_left(&s->gb) < 0)
808             return AVERROR_INVALIDDATA;
809
810         for (l = 0; l < s->audio_header.vq_start_subband[k]; l++) {
811             int m;
812
813             /* Select the mid-tread linear quantizer */
814             int abits = s->dca_chan[k].bitalloc[l];
815
816             uint32_t quant_step_size = quant_step_table[abits];
817
818             /*
819              * Extract bits from the bit stream
820              */
821             if (!abits)
822                 memset(subband_samples[l], 0, SAMPLES_PER_SUBBAND *
823                        sizeof(subband_samples[l][0]));
824             else {
825                 uint32_t rscale;
826                 /* Deal with transients */
827                 int sfi = s->dca_chan[k].transition_mode[l] &&
828                     subsubframe >= s->dca_chan[k].transition_mode[l];
829                 /* Determine quantization index code book and its type.
830                    Select quantization index code book */
831                 int sel = s->audio_header.quant_index_huffman[k][abits];
832
833                 rscale = (s->dca_chan[k].scale_factor[l][sfi] *
834                           s->audio_header.scalefactor_adj[k][sel] + 8) >> 4;
835
836                 if (abits >= 11 || !dca_smpl_bitalloc[abits].vlc[sel].table) {
837                     if (abits <= 7) {
838                         /* Block code */
839                         int block_code1, block_code2, size, levels, err;
840
841                         size   = abits_sizes[abits - 1];
842                         levels = abits_levels[abits - 1];
843
844                         block_code1 = get_bits(&s->gb, size);
845                         block_code2 = get_bits(&s->gb, size);
846                         err         = decode_blockcodes(block_code1, block_code2,
847                                                         levels, subband_samples[l]);
848                         if (err) {
849                             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
850                                    "ERROR: block code look-up failed\n");
851                             return AVERROR_INVALIDDATA;
852                         }
853                     } else {
854                         /* no coding */
855                         for (m = 0; m < SAMPLES_PER_SUBBAND; m++)
856                             subband_samples[l][m] = get_sbits(&s->gb, abits - 3);
857                     }
858                 } else {
859                     /* Huffman coded */
860                     for (m = 0; m < SAMPLES_PER_SUBBAND; m++)
861                         subband_samples[l][m] = get_bitalloc(&s->gb,
862                                                              &dca_smpl_bitalloc[abits], sel);
863                 }
864                 s->dcadsp.dequantize(subband_samples[l], quant_step_size, rscale);
865             }
866         }
867
868         for (l = 0; l < s->audio_header.vq_start_subband[k]; l++) {
869             int m;
870             /*
871              * Inverse ADPCM if in prediction mode
872              */
873             if (s->dca_chan[k].prediction_mode[l]) {
874                 int n;
875                 if (s->predictor_history)
876                     subband_samples[l][0] += (ff_dca_adpcm_vb[s->dca_chan[k].prediction_vq[l]][0] *
877                                               (int64_t)s->dca_chan[k].subband_samples_hist[l][3] +
878                                               ff_dca_adpcm_vb[s->dca_chan[k].prediction_vq[l]][1] *
879                                               (int64_t)s->dca_chan[k].subband_samples_hist[l][2] +
880                                               ff_dca_adpcm_vb[s->dca_chan[k].prediction_vq[l]][2] *
881                                               (int64_t)s->dca_chan[k].subband_samples_hist[l][1] +
882                                               ff_dca_adpcm_vb[s->dca_chan[k].prediction_vq[l]][3] *
883                                               (int64_t)s->dca_chan[k].subband_samples_hist[l][0]) +
884                                               (1 << 12) >> 13;
885                 for (m = 1; m < SAMPLES_PER_SUBBAND; m++) {
886                     int64_t sum = ff_dca_adpcm_vb[s->dca_chan[k].prediction_vq[l]][0] *
887                                   (int64_t)subband_samples[l][m - 1];
888                     for (n = 2; n <= 4; n++)
889                         if (m >= n)
890                             sum += ff_dca_adpcm_vb[s->dca_chan[k].prediction_vq[l]][n - 1] *
891                                    (int64_t)subband_samples[l][m - n];
892                         else if (s->predictor_history)
893                             sum += ff_dca_adpcm_vb[s->dca_chan[k].prediction_vq[l]][n - 1] *
894                                    (int64_t)s->dca_chan[k].subband_samples_hist[l][m - n + 4];
895                     subband_samples[l][m] += (int32_t)(sum + (1 << 12) >> 13);
896                 }
897             }
898
899         }
900         /* Backup predictor history for adpcm */
901         for (l = 0; l < DCA_SUBBANDS; l++)
902             AV_COPY128(s->dca_chan[k].subband_samples_hist[l], &subband_samples[l][4]);
903
904
905         /*
906          * Decode VQ encoded high frequencies
907          */
908         if (s->audio_header.subband_activity[k] > s->audio_header.vq_start_subband[k]) {
909             if (!s->debug_flag & 0x01) {
910                 av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG,
911                        "Stream with high frequencies VQ coding\n");
912                 s->debug_flag |= 0x01;
913             }
914
915             s->dcadsp.decode_hf(subband_samples, s->dca_chan[k].high_freq_vq,
916                                 ff_dca_high_freq_vq,
917                                 subsubframe * SAMPLES_PER_SUBBAND,
918                                 s->dca_chan[k].scale_factor,
919                                 s->audio_header.vq_start_subband[k],
920                                 s->audio_header.subband_activity[k]);
921         }
922     }
923
924     /* Check for DSYNC after subsubframe */
925     if (s->aspf || subsubframe == s->subsubframes[s->current_subframe] - 1) {
926         if (get_bits(&s->gb, 16) != 0xFFFF) {
927             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Didn't get subframe DSYNC\n");
928             return AVERROR_INVALIDDATA;
929         }
930     }
931
932     return 0;
933 }
934
935 static int dca_filter_channels(DCAContext *s, int block_index, int upsample)
936 {
937     int k;
938
939     if (upsample) {
940         LOCAL_ALIGNED(32, float, samples, [DCA_SUBBANDS_X96K], [SAMPLES_PER_SUBBAND]);
941
942         if (!s->qmf64_table) {
943             s->qmf64_table = qmf64_precompute();
944             if (!s->qmf64_table)
945                 return AVERROR(ENOMEM);
946         }
947
948         /* 64 subbands QMF */
949         for (k = 0; k < s->audio_header.prim_channels; k++) {
950             int32_t (*subband_samples)[SAMPLES_PER_SUBBAND] =
951                      s->dca_chan[k].subband_samples[block_index];
952
953             s->fmt_conv.int32_to_float(samples[0], subband_samples[0],
954                                        DCA_SUBBANDS_X96K * SAMPLES_PER_SUBBAND);
955
956             if (s->channel_order_tab[k] >= 0)
957                 qmf_64_subbands(s, k, samples,
958                                 s->samples_chanptr[s->channel_order_tab[k]],
959                                 /* Upsampling needs a factor 2 here. */
960                                 M_SQRT2 / 32768.0);
961         }
962     } else {
963         /* 32 subbands QMF */
964         LOCAL_ALIGNED(32, float, samples, [DCA_SUBBANDS], [SAMPLES_PER_SUBBAND]);
965
966         for (k = 0; k < s->audio_header.prim_channels; k++) {
967             int32_t (*subband_samples)[SAMPLES_PER_SUBBAND] =
968                      s->dca_chan[k].subband_samples[block_index];
969
970             s->fmt_conv.int32_to_float(samples[0], subband_samples[0],
971                                        DCA_SUBBANDS * SAMPLES_PER_SUBBAND);
972
973             if (s->channel_order_tab[k] >= 0)
974                 qmf_32_subbands(s, k, samples,
975                                 s->samples_chanptr[s->channel_order_tab[k]],
976                                 M_SQRT1_2 / 32768.0);
977         }
978     }
979
980     /* Generate LFE samples for this subsubframe FIXME!!! */
981     if (s->lfe) {
982         float *samples = s->samples_chanptr[ff_dca_lfe_index[s->amode]];
983         lfe_interpolation_fir(s,
984                               s->lfe_data + 2 * s->lfe * (block_index + 4),
985                               samples);
986         if (upsample) {
987             unsigned i;
988             /* Should apply the filter in Table 6-11 when upsampling. For
989              * now, just duplicate. */
990             for (i = 511; i > 0; i--) {
991                 samples[2 * i]     =
992                 samples[2 * i + 1] = samples[i];
993             }
994             samples[1] = samples[0];
995         }
996     }
997
998     /* FIXME: This downmixing is probably broken with upsample.
999      * Probably totally broken also with XLL in general. */
1000     /* Downmixing to Stereo */
1001     if (s->audio_header.prim_channels + !!s->lfe > 2 &&
1002         s->avctx->request_channel_layout == AV_CH_LAYOUT_STEREO) {
1003         dca_downmix(s->samples_chanptr, s->amode, !!s->lfe, s->downmix_coef,
1004                     s->channel_order_tab);
1005     }
1006
1007     return 0;
1008 }
1009
1010 static int dca_subframe_footer(DCAContext *s, int base_channel)
1011 {
1012     int in, out, aux_data_count, aux_data_end, reserved;
1013     uint32_t nsyncaux;
1014
1015     /*
1016      * Unpack optional information
1017      */
1018
1019     /* presumably optional information only appears in the core? */
1020     if (!base_channel) {
1021         if (s->timestamp)
1022             skip_bits_long(&s->gb, 32);
1023
1024         if (s->aux_data) {
1025             aux_data_count = get_bits(&s->gb, 6);
1026
1027             // align (32-bit)
1028             skip_bits_long(&s->gb, (-get_bits_count(&s->gb)) & 31);
1029
1030             aux_data_end = 8 * aux_data_count + get_bits_count(&s->gb);
1031
1032             if ((nsyncaux = get_bits_long(&s->gb, 32)) != DCA_NSYNCAUX) {
1033                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "nSYNCAUX mismatch %#"PRIx32"\n",
1034                        nsyncaux);
1035                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1036             }
1037
1038             if (get_bits1(&s->gb)) { // bAUXTimeStampFlag
1039                 avpriv_request_sample(s->avctx,
1040                                       "Auxiliary Decode Time Stamp Flag");
1041                 // align (4-bit)
1042                 skip_bits(&s->gb, (-get_bits_count(&s->gb)) & 4);
1043                 // 44 bits: nMSByte (8), nMarker (4), nLSByte (28), nMarker (4)
1044                 skip_bits_long(&s->gb, 44);
1045             }
1046
1047             if ((s->core_downmix = get_bits1(&s->gb))) {
1048                 int am = get_bits(&s->gb, 3);
1049                 switch (am) {
1050                 case 0:
1051                     s->core_downmix_amode = DCA_MONO;
1052                     break;
1053                 case 1:
1054                     s->core_downmix_amode = DCA_STEREO;
1055                     break;
1056                 case 2:
1057                     s->core_downmix_amode = DCA_STEREO_TOTAL;
1058                     break;
1059                 case 3:
1060                     s->core_downmix_amode = DCA_3F;
1061                     break;
1062                 case 4:
1063                     s->core_downmix_amode = DCA_2F1R;
1064                     break;
1065                 case 5:
1066                     s->core_downmix_amode = DCA_2F2R;
1067                     break;
1068                 case 6:
1069                     s->core_downmix_amode = DCA_3F1R;
1070                     break;
1071                 default:
1072                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
1073                            "Invalid mode %d for embedded downmix coefficients\n",
1074                            am);
1075                     return AVERROR_INVALIDDATA;
1076                 }
1077                 for (out = 0; out < ff_dca_channels[s->core_downmix_amode]; out++) {
1078                     for (in = 0; in < s->audio_header.prim_channels + !!s->lfe; in++) {
1079                         uint16_t tmp = get_bits(&s->gb, 9);
1080                         if ((tmp & 0xFF) > 241) {
1081                             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
1082                                    "Invalid downmix coefficient code %"PRIu16"\n",
1083                                    tmp);
1084                             return AVERROR_INVALIDDATA;
1085                         }
1086                         s->core_downmix_codes[in][out] = tmp;
1087                     }
1088                 }
1089             }
1090
1091             align_get_bits(&s->gb); // byte align
1092             skip_bits(&s->gb, 16);  // nAUXCRC16
1093
1094             /*
1095              * additional data (reserved, cf. ETSI TS 102 114 V1.4.1)
1096              *
1097              * Note: don't check for overreads, aux_data_count can't be trusted.
1098              */
1099             if ((reserved = (aux_data_end - get_bits_count(&s->gb))) > 0) {
1100                 avpriv_request_sample(s->avctx,
1101                                       "Core auxiliary data reserved content");
1102                 skip_bits_long(&s->gb, reserved);
1103             }
1104         }
1105
1106         if (s->crc_present && s->dynrange)
1107             get_bits(&s->gb, 16);
1108     }
1109
1110     return 0;
1111 }
1112
1113 /**
1114  * Decode a dca frame block
1115  *
1116  * @param s     pointer to the DCAContext
1117  */
1118
1119 static int dca_decode_block(DCAContext *s, int base_channel, int block_index)
1120 {
1121     int ret;
1122
1123     /* Sanity check */
1124     if (s->current_subframe >= s->audio_header.subframes) {
1125         av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, "check failed: %i>%i",
1126                s->current_subframe, s->audio_header.subframes);
1127         return AVERROR_INVALIDDATA;
1128     }
1129
1130     if (!s->current_subsubframe) {
1131         /* Read subframe header */
1132         if ((ret = dca_subframe_header(s, base_channel, block_index)))
1133             return ret;
1134     }
1135
1136     /* Read subsubframe */
1137     if ((ret = dca_subsubframe(s, base_channel, block_index)))
1138         return ret;
1139
1140     /* Update state */
1141     s->current_subsubframe++;
1142     if (s->current_subsubframe >= s->subsubframes[s->current_subframe]) {
1143         s->current_subsubframe = 0;
1144         s->current_subframe++;
1145     }
1146     if (s->current_subframe >= s->audio_header.subframes) {
1147         /* Read subframe footer */
1148         if ((ret = dca_subframe_footer(s, base_channel)))
1149             return ret;
1150     }
1151
1152     return 0;
1153 }
1154
1155 static float dca_dmix_code(unsigned code)
1156 {
1157     int sign = (code >> 8) - 1;
1158     code &= 0xff;
1159     return ((ff_dca_dmixtable[code] ^ sign) - sign) * (1.0 / (1U << 15));
1160 }
1161
1162 static int scan_for_extensions(AVCodecContext *avctx)
1163 {
1164     DCAContext *s = avctx->priv_data;
1165     int core_ss_end, ret = 0;
1166
1167     core_ss_end = FFMIN(s->frame_size, s->dca_buffer_size) * 8;
1168
1169     /* only scan for extensions if ext_descr was unknown or indicated a
1170      * supported XCh extension */
1171     if (s->core_ext_mask < 0 || s->core_ext_mask & DCA_EXT_XCH) {
1172         /* if ext_descr was unknown, clear s->core_ext_mask so that the
1173          * extensions scan can fill it up */
1174         s->core_ext_mask = FFMAX(s->core_ext_mask, 0);
1175
1176         /* extensions start at 32-bit boundaries into bitstream */
1177         skip_bits_long(&s->gb, (-get_bits_count(&s->gb)) & 31);
1178
1179         while (core_ss_end - get_bits_count(&s->gb) >= 32) {
1180             uint32_t bits = get_bits_long(&s->gb, 32);
1181             int i;
1182
1183             switch (bits) {
1184             case DCA_SYNCWORD_XCH: {
1185                 int ext_amode, xch_fsize;
1186
1187                 s->xch_base_channel = s->audio_header.prim_channels;
1188
1189                 /* validate sync word using XCHFSIZE field */
1190                 xch_fsize = show_bits(&s->gb, 10);
1191                 if ((s->frame_size != (get_bits_count(&s->gb) >> 3) - 4 + xch_fsize) &&
1192                     (s->frame_size != (get_bits_count(&s->gb) >> 3) - 4 + xch_fsize + 1))
1193                     continue;
1194
1195                 /* skip length-to-end-of-frame field for the moment */
1196                 skip_bits(&s->gb, 10);
1197
1198                 s->core_ext_mask |= DCA_EXT_XCH;
1199
1200                 /* extension amode(number of channels in extension) should be 1 */
1201                 /* AFAIK XCh is not used for more channels */
1202                 if ((ext_amode = get_bits(&s->gb, 4)) != 1) {
1203                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
1204                            "XCh extension amode %d not supported!\n",
1205                            ext_amode);
1206                     continue;
1207                 }
1208
1209                 /* much like core primary audio coding header */
1210                 dca_parse_audio_coding_header(s, s->xch_base_channel);
1211
1212                 for (i = 0; i < (s->sample_blocks / 8); i++)
1213                     if ((ret = dca_decode_block(s, s->xch_base_channel, i))) {
1214                         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "error decoding XCh extension\n");
1215                         continue;
1216                     }
1217
1218                 s->xch_present = 1;
1219                 break;
1220             }
1221             case DCA_SYNCWORD_XXCH:
1222                 /* XXCh: extended channels */
1223                 /* usually found either in core or HD part in DTS-HD HRA streams,
1224                  * but not in DTS-ES which contains XCh extensions instead */
1225                 s->core_ext_mask |= DCA_EXT_XXCH;
1226                 break;
1227
1228             case 0x1d95f262: {
1229                 int fsize96 = show_bits(&s->gb, 12) + 1;
1230                 if (s->frame_size != (get_bits_count(&s->gb) >> 3) - 4 + fsize96)
1231                     continue;
1232
1233                 av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "X96 extension found at %d bits\n",
1234                        get_bits_count(&s->gb));
1235                 skip_bits(&s->gb, 12);
1236                 av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "FSIZE96 = %d bytes\n", fsize96);
1237                 av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "REVNO = %d\n", get_bits(&s->gb, 4));
1238
1239                 s->core_ext_mask |= DCA_EXT_X96;
1240                 break;
1241             }
1242             }
1243
1244             skip_bits_long(&s->gb, (-get_bits_count(&s->gb)) & 31);
1245         }
1246     } else {
1247         /* no supported extensions, skip the rest of the core substream */
1248         skip_bits_long(&s->gb, core_ss_end - get_bits_count(&s->gb));
1249     }
1250
1251     if (s->core_ext_mask & DCA_EXT_X96)
1252         s->profile = FF_PROFILE_DTS_96_24;
1253     else if (s->core_ext_mask & (DCA_EXT_XCH | DCA_EXT_XXCH))
1254         s->profile = FF_PROFILE_DTS_ES;
1255
1256     /* check for ExSS (HD part) */
1257     if (s->dca_buffer_size - s->frame_size > 32 &&
1258         get_bits_long(&s->gb, 32) == DCA_SYNCWORD_SUBSTREAM)
1259         ff_dca_exss_parse_header(s);
1260
1261     return ret;
1262 }
1263
1264 static int set_channel_layout(AVCodecContext *avctx, int channels, int num_core_channels)
1265 {
1266     DCAContext *s = avctx->priv_data;
1267     int i;
1268
1269     if (s->amode < 16) {
1270         avctx->channel_layout = dca_core_channel_layout[s->amode];
1271
1272         if (s->audio_header.prim_channels + !!s->lfe > 2 &&
1273             avctx->request_channel_layout == AV_CH_LAYOUT_STEREO) {
1274             /*
1275              * Neither the core's auxiliary data nor our default tables contain
1276              * downmix coefficients for the additional channel coded in the XCh
1277              * extension, so when we're doing a Stereo downmix, don't decode it.
1278              */
1279             s->xch_disable = 1;
1280         }
1281
1282         if (s->xch_present && !s->xch_disable) {
1283             avctx->channel_layout |= AV_CH_BACK_CENTER;
1284             if (s->lfe) {
1285                 avctx->channel_layout |= AV_CH_LOW_FREQUENCY;
1286                 s->channel_order_tab = ff_dca_channel_reorder_lfe_xch[s->amode];
1287             } else {
1288                 s->channel_order_tab = ff_dca_channel_reorder_nolfe_xch[s->amode];
1289             }
1290         } else {
1291             channels       = num_core_channels + !!s->lfe;
1292             s->xch_present = 0; /* disable further xch processing */
1293             if (s->lfe) {
1294                 avctx->channel_layout |= AV_CH_LOW_FREQUENCY;
1295                 s->channel_order_tab = ff_dca_channel_reorder_lfe[s->amode];
1296             } else
1297                 s->channel_order_tab = ff_dca_channel_reorder_nolfe[s->amode];
1298         }
1299
1300         if (channels > !!s->lfe &&
1301             s->channel_order_tab[channels - 1 - !!s->lfe] < 0)
1302             return AVERROR_INVALIDDATA;
1303
1304         if (num_core_channels + !!s->lfe > 2 &&
1305             avctx->request_channel_layout == AV_CH_LAYOUT_STEREO) {
1306             channels              = 2;
1307             s->output             = s->audio_header.prim_channels == 2 ? s->amode : DCA_STEREO;
1308             avctx->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_STEREO;
1309
1310             /* Stereo downmix coefficients
1311              *
1312              * The decoder can only downmix to 2-channel, so we need to ensure
1313              * embedded downmix coefficients are actually targeting 2-channel.
1314              */
1315             if (s->core_downmix && (s->core_downmix_amode == DCA_STEREO ||
1316                                     s->core_downmix_amode == DCA_STEREO_TOTAL)) {
1317                 for (i = 0; i < num_core_channels + !!s->lfe; i++) {
1318                     /* Range checked earlier */
1319                     s->downmix_coef[i][0] = dca_dmix_code(s->core_downmix_codes[i][0]);
1320                     s->downmix_coef[i][1] = dca_dmix_code(s->core_downmix_codes[i][1]);
1321                 }
1322                 s->output = s->core_downmix_amode;
1323             } else {
1324                 int am = s->amode & DCA_CHANNEL_MASK;
1325                 if (am >= FF_ARRAY_ELEMS(ff_dca_default_coeffs)) {
1326                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
1327                            "Invalid channel mode %d\n", am);
1328                     return AVERROR_INVALIDDATA;
1329                 }
1330                 if (num_core_channels + !!s->lfe >
1331                     FF_ARRAY_ELEMS(ff_dca_default_coeffs[0])) {
1332                     avpriv_request_sample(s->avctx, "Downmixing %d channels",
1333                                           s->audio_header.prim_channels + !!s->lfe);
1334                     return AVERROR_PATCHWELCOME;
1335                 }
1336                 for (i = 0; i < num_core_channels + !!s->lfe; i++) {
1337                     s->downmix_coef[i][0] = ff_dca_default_coeffs[am][i][0];
1338                     s->downmix_coef[i][1] = ff_dca_default_coeffs[am][i][1];
1339                 }
1340             }
1341             ff_dlog(s->avctx, "Stereo downmix coeffs:\n");
1342             for (i = 0; i < num_core_channels + !!s->lfe; i++) {
1343                 ff_dlog(s->avctx, "L, input channel %d = %f\n", i,
1344                         s->downmix_coef[i][0]);
1345                 ff_dlog(s->avctx, "R, input channel %d = %f\n", i,
1346                         s->downmix_coef[i][1]);
1347             }
1348             ff_dlog(s->avctx, "\n");
1349         }
1350     } else {
1351         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Non standard configuration %d !\n", s->amode);
1352         return AVERROR_INVALIDDATA;
1353     }
1354
1355     return 0;
1356 }
1357
1358 /**
1359  * Main frame decoding function
1360  * FIXME add arguments
1361  */
1362 static int dca_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
1363                             int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
1364 {
1365     AVFrame *frame     = data;
1366     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1367     int buf_size       = avpkt->size;
1368
1369     int lfe_samples;
1370     int num_core_channels = 0;
1371     int i, ret;
1372     float  **samples_flt;
1373     DCAContext *s = avctx->priv_data;
1374     int channels, full_channels;
1375     int upsample = 0;
1376
1377     s->exss_ext_mask = 0;
1378     s->xch_present   = 0;
1379
1380     s->dca_buffer_size = ff_dca_convert_bitstream(buf, buf_size, s->dca_buffer,
1381                                                   DCA_MAX_FRAME_SIZE + DCA_MAX_EXSS_HEADER_SIZE);
1382     if (s->dca_buffer_size == AVERROR_INVALIDDATA) {
1383         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Not a valid DCA frame\n");
1384         return AVERROR_INVALIDDATA;
1385     }
1386
1387     if ((ret = dca_parse_frame_header(s)) < 0) {
1388         // seems like the frame is corrupt, try with the next one
1389         return ret;
1390     }
1391     // set AVCodec values with parsed data
1392     avctx->sample_rate = s->sample_rate;
1393     avctx->bit_rate    = s->bit_rate;
1394
1395     s->profile = FF_PROFILE_DTS;
1396
1397     for (i = 0; i < (s->sample_blocks / SAMPLES_PER_SUBBAND); i++) {
1398         if ((ret = dca_decode_block(s, 0, i))) {
1399             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "error decoding block\n");
1400             return ret;
1401         }
1402     }
1403
1404     /* record number of core channels incase less than max channels are requested */
1405     num_core_channels = s->audio_header.prim_channels;
1406
1407     if (s->ext_coding)
1408         s->core_ext_mask = dca_ext_audio_descr_mask[s->ext_descr];
1409     else
1410         s->core_ext_mask = 0;
1411
1412     ret = scan_for_extensions(avctx);
1413
1414     avctx->profile = s->profile;
1415
1416     full_channels = channels = s->audio_header.prim_channels + !!s->lfe;
1417
1418     ret = set_channel_layout(avctx, channels, num_core_channels);
1419     if (ret < 0)
1420         return ret;
1421     avctx->channels = channels;
1422
1423     /* get output buffer */
1424     frame->nb_samples = 256 * (s->sample_blocks / SAMPLES_PER_SUBBAND);
1425     if (s->exss_ext_mask & DCA_EXT_EXSS_XLL) {
1426         int xll_nb_samples = s->xll_segments * s->xll_smpl_in_seg;
1427         /* Check for invalid/unsupported conditions first */
1428         if (s->xll_residual_channels > channels) {
1429             av_log(s->avctx, AV_LOG_WARNING,
1430                    "DCA: too many residual channels (%d, core channels %d). Disabling XLL\n",
1431                    s->xll_residual_channels, channels);
1432             s->exss_ext_mask &= ~DCA_EXT_EXSS_XLL;
1433         } else if (xll_nb_samples != frame->nb_samples &&
1434                    2 * frame->nb_samples != xll_nb_samples) {
1435             av_log(s->avctx, AV_LOG_WARNING,
1436                    "DCA: unsupported upsampling (%d XLL samples, %d core samples). Disabling XLL\n",
1437                    xll_nb_samples, frame->nb_samples);
1438             s->exss_ext_mask &= ~DCA_EXT_EXSS_XLL;
1439         } else {
1440             if (2 * frame->nb_samples == xll_nb_samples) {
1441                 av_log(s->avctx, AV_LOG_INFO,
1442                        "XLL: upsampling core channels by a factor of 2\n");
1443                 upsample = 1;
1444
1445                 frame->nb_samples = xll_nb_samples;
1446                 // FIXME: Is it good enough to copy from the first channel set?
1447                 avctx->sample_rate = s->xll_chsets[0].sampling_frequency;
1448             }
1449             /* If downmixing to stereo, don't decode additional channels.
1450              * FIXME: Using the xch_disable flag for this doesn't seem right. */
1451             if (!s->xch_disable)
1452                 avctx->channels += s->xll_channels - s->xll_residual_channels;
1453         }
1454     }
1455
1456     /* FIXME: This is an ugly hack, to just revert to the default
1457      * layout if we have additional channels. Need to convert the XLL
1458      * channel masks to libav channel_layout mask. */
1459     if (av_get_channel_layout_nb_channels(avctx->channel_layout) != avctx->channels)
1460         avctx->channel_layout = 0;
1461
1462     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0) {
1463         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
1464         return ret;
1465     }
1466     samples_flt = (float **) frame->extended_data;
1467
1468     /* allocate buffer for extra channels if downmixing */
1469     if (avctx->channels < full_channels) {
1470         ret = av_samples_get_buffer_size(NULL, full_channels - channels,
1471                                          frame->nb_samples,
1472                                          avctx->sample_fmt, 0);
1473         if (ret < 0)
1474             return ret;
1475
1476         av_fast_malloc(&s->extra_channels_buffer,
1477                        &s->extra_channels_buffer_size, ret);
1478         if (!s->extra_channels_buffer)
1479             return AVERROR(ENOMEM);
1480
1481         ret = av_samples_fill_arrays((uint8_t **) s->extra_channels, NULL,
1482                                      s->extra_channels_buffer,
1483                                      full_channels - channels,
1484                                      frame->nb_samples, avctx->sample_fmt, 0);
1485         if (ret < 0)
1486             return ret;
1487     }
1488
1489     /* filter to get final output */
1490     for (i = 0; i < (s->sample_blocks / SAMPLES_PER_SUBBAND); i++) {
1491         int ch;
1492         unsigned block = upsample ? 512 : 256;
1493         for (ch = 0; ch < channels; ch++)
1494             s->samples_chanptr[ch] = samples_flt[ch] + i * block;
1495         for (; ch < full_channels; ch++)
1496             s->samples_chanptr[ch] = s->extra_channels[ch - channels] + i * block;
1497
1498         dca_filter_channels(s, i, upsample);
1499
1500         /* If this was marked as a DTS-ES stream we need to subtract back- */
1501         /* channel from SL & SR to remove matrixed back-channel signal */
1502         if ((s->source_pcm_res & 1) && s->xch_present) {
1503             float *back_chan = s->samples_chanptr[s->channel_order_tab[s->xch_base_channel]];
1504             float *lt_chan   = s->samples_chanptr[s->channel_order_tab[s->xch_base_channel - 2]];
1505             float *rt_chan   = s->samples_chanptr[s->channel_order_tab[s->xch_base_channel - 1]];
1506             s->fdsp.vector_fmac_scalar(lt_chan, back_chan, -M_SQRT1_2, 256);
1507             s->fdsp.vector_fmac_scalar(rt_chan, back_chan, -M_SQRT1_2, 256);
1508         }
1509     }
1510
1511     /* update lfe history */
1512     lfe_samples = 2 * s->lfe * (s->sample_blocks / SAMPLES_PER_SUBBAND);
1513     for (i = 0; i < 2 * s->lfe * 4; i++)
1514         s->lfe_data[i] = s->lfe_data[i + lfe_samples];
1515
1516     if (s->exss_ext_mask & DCA_EXT_EXSS_XLL) {
1517         ret = ff_dca_xll_decode_audio(s, frame);
1518         if (ret < 0)
1519             return ret;
1520     }
1521     /* AVMatrixEncoding
1522      *
1523      * DCA_STEREO_TOTAL (Lt/Rt) is equivalent to Dolby Surround */
1524     ret = ff_side_data_update_matrix_encoding(frame,
1525                                               (s->output & ~DCA_LFE) == DCA_STEREO_TOTAL ?
1526                                               AV_MATRIX_ENCODING_DOLBY : AV_MATRIX_ENCODING_NONE);
1527     if (ret < 0)
1528         return ret;
1529
1530     *got_frame_ptr = 1;
1531
1532     return buf_size;
1533 }
1534
1535 /**
1536  * DCA initialization
1537  *
1538  * @param avctx     pointer to the AVCodecContext
1539  */
1540
1541 static av_cold int dca_decode_init(AVCodecContext *avctx)
1542 {
1543     DCAContext *s = avctx->priv_data;
1544
1545     s->avctx = avctx;
1546     dca_init_vlcs();
1547
1548     avpriv_float_dsp_init(&s->fdsp, avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_BITEXACT);
1549     ff_mdct_init(&s->imdct, 6, 1, 1.0);
1550     ff_synth_filter_init(&s->synth);
1551     ff_dcadsp_init(&s->dcadsp);
1552     ff_fmt_convert_init(&s->fmt_conv, avctx);
1553
1554     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLTP;
1555
1556     /* allow downmixing to stereo */
1557     if (avctx->channels > 2 &&
1558         avctx->request_channel_layout == AV_CH_LAYOUT_STEREO)
1559         avctx->channels = 2;
1560
1561     return 0;
1562 }
1563
1564 static av_cold int dca_decode_end(AVCodecContext *avctx)
1565 {
1566     DCAContext *s = avctx->priv_data;
1567     ff_mdct_end(&s->imdct);
1568     av_freep(&s->extra_channels_buffer);
1569     av_freep(&s->xll_sample_buf);
1570     av_freep(&s->qmf64_table);
1571     return 0;
1572 }
1573
1574 static const AVOption options[] = {
1575     { "disable_xch", "disable decoding of the XCh extension", offsetof(DCAContext, xch_disable), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, 1, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM },
1576     { "disable_xll", "disable decoding of the XLL extension", offsetof(DCAContext, xll_disable), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 1 }, 0, 1, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM },
1577     { NULL },
1578 };
1579
1580 static const AVClass dca_decoder_class = {
1581     .class_name = "DCA decoder",
1582     .item_name  = av_default_item_name,
1583     .option     = options,
1584     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1585 };
1586
1587 AVCodec ff_dca_decoder = {
1588     .name            = "dca",
1589     .long_name       = NULL_IF_CONFIG_SMALL("DCA (DTS Coherent Acoustics)"),
1590     .type            = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1591     .id              = AV_CODEC_ID_DTS,
1592     .priv_data_size  = sizeof(DCAContext),
1593     .init            = dca_decode_init,
1594     .decode          = dca_decode_frame,
1595     .close           = dca_decode_end,
1596     .capabilities    = AV_CODEC_CAP_CHANNEL_CONF | AV_CODEC_CAP_DR1,
1597     .sample_fmts     = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
1598                                                        AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1599     .profiles        = NULL_IF_CONFIG_SMALL(ff_dca_profiles),
1600     .priv_class      = &dca_decoder_class,
1601 };