Revert r16375: It broke aac decoding.
[ffmpeg.git] / libavcodec / aac.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  * This file is part of FFmpeg.
7  *
8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
10  * License as published by the Free Software Foundation; either
11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
12  *
13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
16  * Lesser General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
21  */
22
23 /**
24  * @file aac.c
25  * AAC decoder
26  * @author Oded Shimon  ( ods15 ods15 dyndns org )
27  * @author Maxim Gavrilov ( maxim.gavrilov gmail com )
28  */
29
30 /*
31  * supported tools
32  *
33  * Support?             Name
34  * N (code in SoC repo) gain control
35  * Y                    block switching
36  * Y                    window shapes - standard
37  * N                    window shapes - Low Delay
38  * Y                    filterbank - standard
39  * N (code in SoC repo) filterbank - Scalable Sample Rate
40  * Y                    Temporal Noise Shaping
41  * N (code in SoC repo) Long Term Prediction
42  * Y                    intensity stereo
43  * Y                    channel coupling
44  * Y                    frequency domain prediction
45  * Y                    Perceptual Noise Substitution
46  * Y                    Mid/Side stereo
47  * N                    Scalable Inverse AAC Quantization
48  * N                    Frequency Selective Switch
49  * N                    upsampling filter
50  * Y                    quantization & coding - AAC
51  * N                    quantization & coding - TwinVQ
52  * N                    quantization & coding - BSAC
53  * N                    AAC Error Resilience tools
54  * N                    Error Resilience payload syntax
55  * N                    Error Protection tool
56  * N                    CELP
57  * N                    Silence Compression
58  * N                    HVXC
59  * N                    HVXC 4kbits/s VR
60  * N                    Structured Audio tools
61  * N                    Structured Audio Sample Bank Format
62  * N                    MIDI
63  * N                    Harmonic and Individual Lines plus Noise
64  * N                    Text-To-Speech Interface
65  * N (in progress)      Spectral Band Replication
66  * Y (not in this code) Layer-1
67  * Y (not in this code) Layer-2
68  * Y (not in this code) Layer-3
69  * N                    SinuSoidal Coding (Transient, Sinusoid, Noise)
70  * N (planned)          Parametric Stereo
71  * N                    Direct Stream Transfer
72  *
73  * Note: - HE AAC v1 comprises LC AAC with Spectral Band Replication.
74  *       - HE AAC v2 comprises LC AAC with Spectral Band Replication and
75            Parametric Stereo.
76  */
77
78
79 #include "avcodec.h"
80 #include "internal.h"
81 #include "bitstream.h"
82 #include "dsputil.h"
83 #include "lpc.h"
84
85 #include "aac.h"
86 #include "aactab.h"
87 #include "aacdectab.h"
88 #include "mpeg4audio.h"
89
90 #include <assert.h>
91 #include <errno.h>
92 #include <math.h>
93 #include <string.h>
94
95 static VLC vlc_scalefactors;
96 static VLC vlc_spectral[11];
97
98
99 /**
100  * Configure output channel order based on the current program configuration element.
101  *
102  * @param   che_pos current channel position configuration
103  * @param   new_che_pos New channel position configuration - we only do something if it differs from the current one.
104  *
105  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
106  */
107 static int output_configure(AACContext *ac, enum ChannelPosition che_pos[4][MAX_ELEM_ID],
108         enum ChannelPosition new_che_pos[4][MAX_ELEM_ID]) {
109     AVCodecContext *avctx = ac->avccontext;
110     int i, type, channels = 0;
111
112     if(!memcmp(che_pos, new_che_pos, 4 * MAX_ELEM_ID * sizeof(new_che_pos[0][0])))
113         return 0; /* no change */
114
115     memcpy(che_pos, new_che_pos, 4 * MAX_ELEM_ID * sizeof(new_che_pos[0][0]));
116
117     /* Allocate or free elements depending on if they are in the
118      * current program configuration.
119      *
120      * Set up default 1:1 output mapping.
121      *
122      * For a 5.1 stream the output order will be:
123      *    [ Center ] [ Front Left ] [ Front Right ] [ LFE ] [ Surround Left ] [ Surround Right ]
124      */
125
126     for(i = 0; i < MAX_ELEM_ID; i++) {
127         for(type = 0; type < 4; type++) {
128             if(che_pos[type][i]) {
129                 if(!ac->che[type][i] && !(ac->che[type][i] = av_mallocz(sizeof(ChannelElement))))
130                     return AVERROR(ENOMEM);
131                 if(type != TYPE_CCE) {
132                     ac->output_data[channels++] = ac->che[type][i]->ch[0].ret;
133                     if(type == TYPE_CPE) {
134                         ac->output_data[channels++] = ac->che[type][i]->ch[1].ret;
135                     }
136                 }
137             } else
138                 av_freep(&ac->che[type][i]);
139         }
140     }
141
142     avctx->channels = channels;
143     return 0;
144 }
145
146 /**
147  * Decode an array of 4 bit element IDs, optionally interleaved with a stereo/mono switching bit.
148  *
149  * @param cpe_map Stereo (Channel Pair Element) map, NULL if stereo bit is not present.
150  * @param sce_map mono (Single Channel Element) map
151  * @param type speaker type/position for these channels
152  */
153 static void decode_channel_map(enum ChannelPosition *cpe_map,
154         enum ChannelPosition *sce_map, enum ChannelPosition type, GetBitContext * gb, int n) {
155     while(n--) {
156         enum ChannelPosition *map = cpe_map && get_bits1(gb) ? cpe_map : sce_map; // stereo or mono map
157         map[get_bits(gb, 4)] = type;
158     }
159 }
160
161 /**
162  * Decode program configuration element; reference: table 4.2.
163  *
164  * @param   new_che_pos New channel position configuration - we only do something if it differs from the current one.
165  *
166  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
167  */
168 static int decode_pce(AACContext * ac, enum ChannelPosition new_che_pos[4][MAX_ELEM_ID],
169         GetBitContext * gb) {
170     int num_front, num_side, num_back, num_lfe, num_assoc_data, num_cc, sampling_index;
171
172     skip_bits(gb, 2);  // object_type
173
174     sampling_index = get_bits(gb, 4);
175     if(sampling_index > 11) {
176         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "invalid sampling rate index %d\n", ac->m4ac.sampling_index);
177         return -1;
178     }
179     ac->m4ac.sampling_index = sampling_index;
180     ac->m4ac.sample_rate = ff_mpeg4audio_sample_rates[ac->m4ac.sampling_index];
181     num_front       = get_bits(gb, 4);
182     num_side        = get_bits(gb, 4);
183     num_back        = get_bits(gb, 4);
184     num_lfe         = get_bits(gb, 2);
185     num_assoc_data  = get_bits(gb, 3);
186     num_cc          = get_bits(gb, 4);
187
188     if (get_bits1(gb))
189         skip_bits(gb, 4); // mono_mixdown_tag
190     if (get_bits1(gb))
191         skip_bits(gb, 4); // stereo_mixdown_tag
192
193     if (get_bits1(gb))
194         skip_bits(gb, 3); // mixdown_coeff_index and pseudo_surround
195
196     decode_channel_map(new_che_pos[TYPE_CPE], new_che_pos[TYPE_SCE], AAC_CHANNEL_FRONT, gb, num_front);
197     decode_channel_map(new_che_pos[TYPE_CPE], new_che_pos[TYPE_SCE], AAC_CHANNEL_SIDE,  gb, num_side );
198     decode_channel_map(new_che_pos[TYPE_CPE], new_che_pos[TYPE_SCE], AAC_CHANNEL_BACK,  gb, num_back );
199     decode_channel_map(NULL,                  new_che_pos[TYPE_LFE], AAC_CHANNEL_LFE,   gb, num_lfe  );
200
201     skip_bits_long(gb, 4 * num_assoc_data);
202
203     decode_channel_map(new_che_pos[TYPE_CCE], new_che_pos[TYPE_CCE], AAC_CHANNEL_CC,    gb, num_cc   );
204
205     align_get_bits(gb);
206
207     /* comment field, first byte is length */
208     skip_bits_long(gb, 8 * get_bits(gb, 8));
209     return 0;
210 }
211
212 /**
213  * Set up channel positions based on a default channel configuration
214  * as specified in table 1.17.
215  *
216  * @param   new_che_pos New channel position configuration - we only do something if it differs from the current one.
217  *
218  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
219  */
220 static int set_default_channel_config(AACContext *ac, enum ChannelPosition new_che_pos[4][MAX_ELEM_ID],
221         int channel_config)
222 {
223     if(channel_config < 1 || channel_config > 7) {
224         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "invalid default channel configuration (%d)\n",
225                channel_config);
226         return -1;
227     }
228
229     /* default channel configurations:
230      *
231      * 1ch : front center (mono)
232      * 2ch : L + R (stereo)
233      * 3ch : front center + L + R
234      * 4ch : front center + L + R + back center
235      * 5ch : front center + L + R + back stereo
236      * 6ch : front center + L + R + back stereo + LFE
237      * 7ch : front center + L + R + outer front left + outer front right + back stereo + LFE
238      */
239
240     if(channel_config != 2)
241         new_che_pos[TYPE_SCE][0] = AAC_CHANNEL_FRONT; // front center (or mono)
242     if(channel_config > 1)
243         new_che_pos[TYPE_CPE][0] = AAC_CHANNEL_FRONT; // L + R (or stereo)
244     if(channel_config == 4)
245         new_che_pos[TYPE_SCE][1] = AAC_CHANNEL_BACK;  // back center
246     if(channel_config > 4)
247         new_che_pos[TYPE_CPE][(channel_config == 7) + 1]
248                                  = AAC_CHANNEL_BACK;  // back stereo
249     if(channel_config > 5)
250         new_che_pos[TYPE_LFE][0] = AAC_CHANNEL_LFE;   // LFE
251     if(channel_config == 7)
252         new_che_pos[TYPE_CPE][1] = AAC_CHANNEL_FRONT; // outer front left + outer front right
253
254     return 0;
255 }
256
257 /**
258  * Decode GA "General Audio" specific configuration; reference: table 4.1.
259  *
260  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
261  */
262 static int decode_ga_specific_config(AACContext * ac, GetBitContext * gb, int channel_config) {
263     enum ChannelPosition new_che_pos[4][MAX_ELEM_ID];
264     int extension_flag, ret;
265
266     if(get_bits1(gb)) {  // frameLengthFlag
267         ff_log_missing_feature(ac->avccontext, "960/120 MDCT window is", 1);
268         return -1;
269     }
270
271     if (get_bits1(gb))       // dependsOnCoreCoder
272         skip_bits(gb, 14);   // coreCoderDelay
273     extension_flag = get_bits1(gb);
274
275     if(ac->m4ac.object_type == AOT_AAC_SCALABLE ||
276        ac->m4ac.object_type == AOT_ER_AAC_SCALABLE)
277         skip_bits(gb, 3);     // layerNr
278
279     memset(new_che_pos, 0, 4 * MAX_ELEM_ID * sizeof(new_che_pos[0][0]));
280     if (channel_config == 0) {
281         skip_bits(gb, 4);  // element_instance_tag
282         if((ret = decode_pce(ac, new_che_pos, gb)))
283             return ret;
284     } else {
285         if((ret = set_default_channel_config(ac, new_che_pos, channel_config)))
286             return ret;
287     }
288     if((ret = output_configure(ac, ac->che_pos, new_che_pos)))
289         return ret;
290
291     if (extension_flag) {
292         switch (ac->m4ac.object_type) {
293             case AOT_ER_BSAC:
294                 skip_bits(gb, 5);    // numOfSubFrame
295                 skip_bits(gb, 11);   // layer_length
296                 break;
297             case AOT_ER_AAC_LC:
298             case AOT_ER_AAC_LTP:
299             case AOT_ER_AAC_SCALABLE:
300             case AOT_ER_AAC_LD:
301                 skip_bits(gb, 3);  /* aacSectionDataResilienceFlag
302                                     * aacScalefactorDataResilienceFlag
303                                     * aacSpectralDataResilienceFlag
304                                     */
305                 break;
306         }
307         skip_bits1(gb);    // extensionFlag3 (TBD in version 3)
308     }
309     return 0;
310 }
311
312 /**
313  * Decode audio specific configuration; reference: table 1.13.
314  *
315  * @param   data        pointer to AVCodecContext extradata
316  * @param   data_size   size of AVCCodecContext extradata
317  *
318  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
319  */
320 static int decode_audio_specific_config(AACContext * ac, void *data, int data_size) {
321     GetBitContext gb;
322     int i;
323
324     init_get_bits(&gb, data, data_size * 8);
325
326     if((i = ff_mpeg4audio_get_config(&ac->m4ac, data, data_size)) < 0)
327         return -1;
328     if(ac->m4ac.sampling_index > 11) {
329         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "invalid sampling rate index %d\n", ac->m4ac.sampling_index);
330         return -1;
331     }
332
333     skip_bits_long(&gb, i);
334
335     switch (ac->m4ac.object_type) {
336     case AOT_AAC_MAIN:
337     case AOT_AAC_LC:
338         if (decode_ga_specific_config(ac, &gb, ac->m4ac.chan_config))
339             return -1;
340         break;
341     default:
342         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Audio object type %s%d is not supported.\n",
343                ac->m4ac.sbr == 1? "SBR+" : "", ac->m4ac.object_type);
344         return -1;
345     }
346     return 0;
347 }
348
349 /**
350  * linear congruential pseudorandom number generator
351  *
352  * @param   previous_val    pointer to the current state of the generator
353  *
354  * @return  Returns a 32-bit pseudorandom integer
355  */
356 static av_always_inline int lcg_random(int previous_val) {
357     return previous_val * 1664525 + 1013904223;
358 }
359
360 static void reset_predict_state(PredictorState * ps) {
361     ps->r0 = 0.0f;
362     ps->r1 = 0.0f;
363     ps->cor0 = 0.0f;
364     ps->cor1 = 0.0f;
365     ps->var0 = 1.0f;
366     ps->var1 = 1.0f;
367 }
368
369 static void reset_all_predictors(PredictorState * ps) {
370     int i;
371     for (i = 0; i < MAX_PREDICTORS; i++)
372         reset_predict_state(&ps[i]);
373 }
374
375 static void reset_predictor_group(PredictorState * ps, int group_num) {
376     int i;
377     for (i = group_num-1; i < MAX_PREDICTORS; i+=30)
378         reset_predict_state(&ps[i]);
379 }
380
381 static av_cold int aac_decode_init(AVCodecContext * avccontext) {
382     AACContext * ac = avccontext->priv_data;
383     int i;
384
385     ac->avccontext = avccontext;
386
387     if (avccontext->extradata_size <= 0 ||
388         decode_audio_specific_config(ac, avccontext->extradata, avccontext->extradata_size))
389         return -1;
390
391     avccontext->sample_fmt  = SAMPLE_FMT_S16;
392     avccontext->sample_rate = ac->m4ac.sample_rate;
393     avccontext->frame_size  = 1024;
394
395     AAC_INIT_VLC_STATIC( 0, 144);
396     AAC_INIT_VLC_STATIC( 1, 114);
397     AAC_INIT_VLC_STATIC( 2, 188);
398     AAC_INIT_VLC_STATIC( 3, 180);
399     AAC_INIT_VLC_STATIC( 4, 172);
400     AAC_INIT_VLC_STATIC( 5, 140);
401     AAC_INIT_VLC_STATIC( 6, 168);
402     AAC_INIT_VLC_STATIC( 7, 114);
403     AAC_INIT_VLC_STATIC( 8, 262);
404     AAC_INIT_VLC_STATIC( 9, 248);
405     AAC_INIT_VLC_STATIC(10, 384);
406
407     dsputil_init(&ac->dsp, avccontext);
408
409     ac->random_state = 0x1f2e3d4c;
410
411     // -1024 - Compensate wrong IMDCT method.
412     // 32768 - Required to scale values to the correct range for the bias method
413     //         for float to int16 conversion.
414
415     if(ac->dsp.float_to_int16 == ff_float_to_int16_c) {
416         ac->add_bias = 385.0f;
417         ac->sf_scale = 1. / (-1024. * 32768.);
418         ac->sf_offset = 0;
419     } else {
420         ac->add_bias = 0.0f;
421         ac->sf_scale = 1. / -1024.;
422         ac->sf_offset = 60;
423     }
424
425 #ifndef CONFIG_HARDCODED_TABLES
426     for (i = 0; i < 428; i++)
427         ff_aac_pow2sf_tab[i] = pow(2, (i - 200)/4.);
428 #endif /* CONFIG_HARDCODED_TABLES */
429
430     INIT_VLC_STATIC(&vlc_scalefactors,7,FF_ARRAY_ELEMS(ff_aac_scalefactor_code),
431         ff_aac_scalefactor_bits, sizeof(ff_aac_scalefactor_bits[0]), sizeof(ff_aac_scalefactor_bits[0]),
432         ff_aac_scalefactor_code, sizeof(ff_aac_scalefactor_code[0]), sizeof(ff_aac_scalefactor_code[0]),
433         352);
434
435     ff_mdct_init(&ac->mdct, 11, 1);
436     ff_mdct_init(&ac->mdct_small, 8, 1);
437     // window initialization
438     ff_kbd_window_init(ff_aac_kbd_long_1024, 4.0, 1024);
439     ff_kbd_window_init(ff_aac_kbd_short_128, 6.0, 128);
440     ff_sine_window_init(ff_sine_1024, 1024);
441     ff_sine_window_init(ff_sine_128, 128);
442
443     return 0;
444 }
445
446 /**
447  * Skip data_stream_element; reference: table 4.10.
448  */
449 static void skip_data_stream_element(GetBitContext * gb) {
450     int byte_align = get_bits1(gb);
451     int count = get_bits(gb, 8);
452     if (count == 255)
453         count += get_bits(gb, 8);
454     if (byte_align)
455         align_get_bits(gb);
456     skip_bits_long(gb, 8 * count);
457 }
458
459 static int decode_prediction(AACContext * ac, IndividualChannelStream * ics, GetBitContext * gb) {
460     int sfb;
461     if (get_bits1(gb)) {
462         ics->predictor_reset_group = get_bits(gb, 5);
463         if (ics->predictor_reset_group == 0 || ics->predictor_reset_group > 30) {
464             av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid Predictor Reset Group.\n");
465             return -1;
466         }
467     }
468     for (sfb = 0; sfb < FFMIN(ics->max_sfb, ff_aac_pred_sfb_max[ac->m4ac.sampling_index]); sfb++) {
469         ics->prediction_used[sfb] = get_bits1(gb);
470     }
471     return 0;
472 }
473
474 /**
475  * Decode Individual Channel Stream info; reference: table 4.6.
476  *
477  * @param   common_window   Channels have independent [0], or shared [1], Individual Channel Stream information.
478  */
479 static int decode_ics_info(AACContext * ac, IndividualChannelStream * ics, GetBitContext * gb, int common_window) {
480     if (get_bits1(gb)) {
481         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Reserved bit set.\n");
482         memset(ics, 0, sizeof(IndividualChannelStream));
483         return -1;
484     }
485     ics->window_sequence[1] = ics->window_sequence[0];
486     ics->window_sequence[0] = get_bits(gb, 2);
487     ics->use_kb_window[1] = ics->use_kb_window[0];
488     ics->use_kb_window[0] = get_bits1(gb);
489     ics->num_window_groups = 1;
490     ics->group_len[0] = 1;
491     if (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
492         int i;
493         ics->max_sfb = get_bits(gb, 4);
494         for (i = 0; i < 7; i++) {
495             if (get_bits1(gb)) {
496                 ics->group_len[ics->num_window_groups-1]++;
497             } else {
498                 ics->num_window_groups++;
499                 ics->group_len[ics->num_window_groups-1] = 1;
500             }
501         }
502         ics->num_windows   = 8;
503         ics->swb_offset    =      swb_offset_128[ac->m4ac.sampling_index];
504         ics->num_swb       =  ff_aac_num_swb_128[ac->m4ac.sampling_index];
505         ics->tns_max_bands =   tns_max_bands_128[ac->m4ac.sampling_index];
506         ics->predictor_present = 0;
507     } else {
508         ics->max_sfb       = get_bits(gb, 6);
509         ics->num_windows   = 1;
510         ics->swb_offset    =     swb_offset_1024[ac->m4ac.sampling_index];
511         ics->num_swb       = ff_aac_num_swb_1024[ac->m4ac.sampling_index];
512         ics->tns_max_bands =  tns_max_bands_1024[ac->m4ac.sampling_index];
513         ics->predictor_present = get_bits1(gb);
514         ics->predictor_reset_group = 0;
515         if (ics->predictor_present) {
516             if (ac->m4ac.object_type == AOT_AAC_MAIN) {
517                 if (decode_prediction(ac, ics, gb)) {
518                     memset(ics, 0, sizeof(IndividualChannelStream));
519                     return -1;
520                 }
521             } else if (ac->m4ac.object_type == AOT_AAC_LC) {
522                 av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Prediction is not allowed in AAC-LC.\n");
523                 memset(ics, 0, sizeof(IndividualChannelStream));
524                 return -1;
525             } else {
526                 ff_log_missing_feature(ac->avccontext, "Predictor bit set but LTP is", 1);
527                 memset(ics, 0, sizeof(IndividualChannelStream));
528                 return -1;
529             }
530         }
531     }
532
533     if(ics->max_sfb > ics->num_swb) {
534         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
535             "Number of scalefactor bands in group (%d) exceeds limit (%d).\n",
536             ics->max_sfb, ics->num_swb);
537         memset(ics, 0, sizeof(IndividualChannelStream));
538         return -1;
539     }
540
541     return 0;
542 }
543
544 /**
545  * Decode band types (section_data payload); reference: table 4.46.
546  *
547  * @param   band_type           array of the used band type
548  * @param   band_type_run_end   array of the last scalefactor band of a band type run
549  *
550  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
551  */
552 static int decode_band_types(AACContext * ac, enum BandType band_type[120],
553         int band_type_run_end[120], GetBitContext * gb, IndividualChannelStream * ics) {
554     int g, idx = 0;
555     const int bits = (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) ? 3 : 5;
556     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
557         int k = 0;
558         while (k < ics->max_sfb) {
559             uint8_t sect_len = k;
560             int sect_len_incr;
561             int sect_band_type = get_bits(gb, 4);
562             if (sect_band_type == 12) {
563                 av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "invalid band type\n");
564                 return -1;
565             }
566             while ((sect_len_incr = get_bits(gb, bits)) == (1 << bits)-1)
567                 sect_len += sect_len_incr;
568             sect_len += sect_len_incr;
569             if (sect_len > ics->max_sfb) {
570                 av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
571                     "Number of bands (%d) exceeds limit (%d).\n",
572                     sect_len, ics->max_sfb);
573                 return -1;
574             }
575             for (; k < sect_len; k++) {
576                 band_type        [idx]   = sect_band_type;
577                 band_type_run_end[idx++] = sect_len;
578             }
579         }
580     }
581     return 0;
582 }
583
584 /**
585  * Decode scalefactors; reference: table 4.47.
586  *
587  * @param   global_gain         first scalefactor value as scalefactors are differentially coded
588  * @param   band_type           array of the used band type
589  * @param   band_type_run_end   array of the last scalefactor band of a band type run
590  * @param   sf                  array of scalefactors or intensity stereo positions
591  *
592  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
593  */
594 static int decode_scalefactors(AACContext * ac, float sf[120], GetBitContext * gb,
595         unsigned int global_gain, IndividualChannelStream * ics,
596         enum BandType band_type[120], int band_type_run_end[120]) {
597     const int sf_offset = ac->sf_offset + (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE ? 12 : 0);
598     int g, i, idx = 0;
599     int offset[3] = { global_gain, global_gain - 90, 100 };
600     int noise_flag = 1;
601     static const char *sf_str[3] = { "Global gain", "Noise gain", "Intensity stereo position" };
602     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
603         for (i = 0; i < ics->max_sfb;) {
604             int run_end = band_type_run_end[idx];
605             if (band_type[idx] == ZERO_BT) {
606                 for(; i < run_end; i++, idx++)
607                     sf[idx] = 0.;
608             }else if((band_type[idx] == INTENSITY_BT) || (band_type[idx] == INTENSITY_BT2)) {
609                 for(; i < run_end; i++, idx++) {
610                     offset[2] += get_vlc2(gb, vlc_scalefactors.table, 7, 3) - 60;
611                     if(offset[2] > 255U) {
612                         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
613                             "%s (%d) out of range.\n", sf_str[2], offset[2]);
614                         return -1;
615                     }
616                     sf[idx]  = ff_aac_pow2sf_tab[-offset[2] + 300];
617                 }
618             }else if(band_type[idx] == NOISE_BT) {
619                 for(; i < run_end; i++, idx++) {
620                     if(noise_flag-- > 0)
621                         offset[1] += get_bits(gb, 9) - 256;
622                     else
623                         offset[1] += get_vlc2(gb, vlc_scalefactors.table, 7, 3) - 60;
624                     if(offset[1] > 255U) {
625                         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
626                             "%s (%d) out of range.\n", sf_str[1], offset[1]);
627                         return -1;
628                     }
629                     sf[idx]  = -ff_aac_pow2sf_tab[ offset[1] + sf_offset + 100];
630                 }
631             }else {
632                 for(; i < run_end; i++, idx++) {
633                     offset[0] += get_vlc2(gb, vlc_scalefactors.table, 7, 3) - 60;
634                     if(offset[0] > 255U) {
635                         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
636                             "%s (%d) out of range.\n", sf_str[0], offset[0]);
637                         return -1;
638                     }
639                     sf[idx] = -ff_aac_pow2sf_tab[ offset[0] + sf_offset];
640                 }
641             }
642         }
643     }
644     return 0;
645 }
646
647 /**
648  * Decode pulse data; reference: table 4.7.
649  */
650 static int decode_pulses(Pulse * pulse, GetBitContext * gb, const uint16_t * swb_offset, int num_swb) {
651     int i, pulse_swb;
652     pulse->num_pulse = get_bits(gb, 2) + 1;
653     pulse_swb        = get_bits(gb, 6);
654     if (pulse_swb >= num_swb)
655         return -1;
656     pulse->pos[0]    = swb_offset[pulse_swb];
657     pulse->pos[0]   += get_bits(gb, 5);
658     if (pulse->pos[0] > 1023)
659         return -1;
660     pulse->amp[0]    = get_bits(gb, 4);
661     for (i = 1; i < pulse->num_pulse; i++) {
662         pulse->pos[i] = get_bits(gb, 5) + pulse->pos[i-1];
663         if (pulse->pos[i] > 1023)
664             return -1;
665         pulse->amp[i] = get_bits(gb, 4);
666     }
667     return 0;
668 }
669
670 /**
671  * Decode Temporal Noise Shaping data; reference: table 4.48.
672  *
673  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
674  */
675 static int decode_tns(AACContext * ac, TemporalNoiseShaping * tns,
676         GetBitContext * gb, const IndividualChannelStream * ics) {
677     int w, filt, i, coef_len, coef_res, coef_compress;
678     const int is8 = ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE;
679     const int tns_max_order = is8 ? 7 : ac->m4ac.object_type == AOT_AAC_MAIN ? 20 : 12;
680     for (w = 0; w < ics->num_windows; w++) {
681         if ((tns->n_filt[w] = get_bits(gb, 2 - is8))) {
682             coef_res = get_bits1(gb);
683
684             for (filt = 0; filt < tns->n_filt[w]; filt++) {
685                 int tmp2_idx;
686                 tns->length[w][filt] = get_bits(gb, 6 - 2*is8);
687
688                 if ((tns->order[w][filt] = get_bits(gb, 5 - 2*is8)) > tns_max_order) {
689                     av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "TNS filter order %d is greater than maximum %d.",
690                            tns->order[w][filt], tns_max_order);
691                     tns->order[w][filt] = 0;
692                     return -1;
693                 }
694                 if (tns->order[w][filt]) {
695                     tns->direction[w][filt] = get_bits1(gb);
696                     coef_compress = get_bits1(gb);
697                     coef_len = coef_res + 3 - coef_compress;
698                     tmp2_idx = 2*coef_compress + coef_res;
699
700                     for (i = 0; i < tns->order[w][filt]; i++)
701                         tns->coef[w][filt][i] = tns_tmp2_map[tmp2_idx][get_bits(gb, coef_len)];
702                 }
703             }
704         }
705     }
706     return 0;
707 }
708
709 /**
710  * Decode Mid/Side data; reference: table 4.54.
711  *
712  * @param   ms_present  Indicates mid/side stereo presence. [0] mask is all 0s;
713  *                      [1] mask is decoded from bitstream; [2] mask is all 1s;
714  *                      [3] reserved for scalable AAC
715  */
716 static void decode_mid_side_stereo(ChannelElement * cpe, GetBitContext * gb,
717         int ms_present) {
718     int idx;
719     if (ms_present == 1) {
720         for (idx = 0; idx < cpe->ch[0].ics.num_window_groups * cpe->ch[0].ics.max_sfb; idx++)
721             cpe->ms_mask[idx] = get_bits1(gb);
722     } else if (ms_present == 2) {
723         memset(cpe->ms_mask, 1, cpe->ch[0].ics.num_window_groups * cpe->ch[0].ics.max_sfb * sizeof(cpe->ms_mask[0]));
724     }
725 }
726
727 /**
728  * Decode spectral data; reference: table 4.50.
729  * Dequantize and scale spectral data; reference: 4.6.3.3.
730  *
731  * @param   coef            array of dequantized, scaled spectral data
732  * @param   sf              array of scalefactors or intensity stereo positions
733  * @param   pulse_present   set if pulses are present
734  * @param   pulse           pointer to pulse data struct
735  * @param   band_type       array of the used band type
736  *
737  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
738  */
739 static int decode_spectrum_and_dequant(AACContext * ac, float coef[1024], GetBitContext * gb, float sf[120],
740         int pulse_present, const Pulse * pulse, const IndividualChannelStream * ics, enum BandType band_type[120]) {
741     int i, k, g, idx = 0;
742     const int c = 1024/ics->num_windows;
743     const uint16_t * offsets = ics->swb_offset;
744     float *coef_base = coef;
745     static const float sign_lookup[] = { 1.0f, -1.0f };
746
747     for (g = 0; g < ics->num_windows; g++)
748         memset(coef + g * 128 + offsets[ics->max_sfb], 0, sizeof(float)*(c - offsets[ics->max_sfb]));
749
750     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
751         for (i = 0; i < ics->max_sfb; i++, idx++) {
752             const int cur_band_type = band_type[idx];
753             const int dim = cur_band_type >= FIRST_PAIR_BT ? 2 : 4;
754             const int is_cb_unsigned = IS_CODEBOOK_UNSIGNED(cur_band_type);
755             int group;
756             if (cur_band_type == ZERO_BT || cur_band_type == INTENSITY_BT2 || cur_band_type == INTENSITY_BT) {
757                 for (group = 0; group < ics->group_len[g]; group++) {
758                     memset(coef + group * 128 + offsets[i], 0, (offsets[i+1] - offsets[i])*sizeof(float));
759                 }
760             }else if (cur_band_type == NOISE_BT) {
761                 for (group = 0; group < ics->group_len[g]; group++) {
762                     float scale;
763                     float band_energy = 0;
764                     for (k = offsets[i]; k < offsets[i+1]; k++) {
765                         ac->random_state  = lcg_random(ac->random_state);
766                         coef[group*128+k] = ac->random_state;
767                         band_energy += coef[group*128+k]*coef[group*128+k];
768                     }
769                     scale = sf[idx] / sqrtf(band_energy);
770                     for (k = offsets[i]; k < offsets[i+1]; k++) {
771                         coef[group*128+k] *= scale;
772                     }
773                 }
774             }else {
775                 for (group = 0; group < ics->group_len[g]; group++) {
776                     for (k = offsets[i]; k < offsets[i+1]; k += dim) {
777                         const int index = get_vlc2(gb, vlc_spectral[cur_band_type - 1].table, 6, 3);
778                         const int coef_tmp_idx = (group << 7) + k;
779                         const float *vq_ptr;
780                         int j;
781                         if(index >= ff_aac_spectral_sizes[cur_band_type - 1]) {
782                             av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
783                                 "Read beyond end of ff_aac_codebook_vectors[%d][]. index %d >= %d\n",
784                                 cur_band_type - 1, index, ff_aac_spectral_sizes[cur_band_type - 1]);
785                             return -1;
786                         }
787                         vq_ptr = &ff_aac_codebook_vectors[cur_band_type - 1][index * dim];
788                         if (is_cb_unsigned) {
789                             if (vq_ptr[0]) coef[coef_tmp_idx    ] = sign_lookup[get_bits1(gb)];
790                             if (vq_ptr[1]) coef[coef_tmp_idx + 1] = sign_lookup[get_bits1(gb)];
791                             if (dim == 4) {
792                                 if (vq_ptr[2]) coef[coef_tmp_idx + 2] = sign_lookup[get_bits1(gb)];
793                                 if (vq_ptr[3]) coef[coef_tmp_idx + 3] = sign_lookup[get_bits1(gb)];
794                             }
795                         }else {
796                             coef[coef_tmp_idx    ] = 1.0f;
797                             coef[coef_tmp_idx + 1] = 1.0f;
798                             if (dim == 4) {
799                                 coef[coef_tmp_idx + 2] = 1.0f;
800                                 coef[coef_tmp_idx + 3] = 1.0f;
801                             }
802                         }
803                         if (cur_band_type == ESC_BT) {
804                             for (j = 0; j < 2; j++) {
805                                 if (vq_ptr[j] == 64.0f) {
806                                     int n = 4;
807                                     /* The total length of escape_sequence must be < 22 bits according
808                                        to the specification (i.e. max is 11111111110xxxxxxxxxx). */
809                                     while (get_bits1(gb) && n < 15) n++;
810                                     if(n == 15) {
811                                         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "error in spectral data, ESC overflow\n");
812                                         return -1;
813                                     }
814                                     n = (1<<n) + get_bits(gb, n);
815                                     coef[coef_tmp_idx + j] *= cbrtf(n) * n;
816                                 }else
817                                     coef[coef_tmp_idx + j] *= vq_ptr[j];
818                             }
819                         }else
820                         {
821                             coef[coef_tmp_idx    ] *= vq_ptr[0];
822                             coef[coef_tmp_idx + 1] *= vq_ptr[1];
823                             if (dim == 4) {
824                                 coef[coef_tmp_idx + 2] *= vq_ptr[2];
825                                 coef[coef_tmp_idx + 3] *= vq_ptr[3];
826                             }
827                         }
828                         coef[coef_tmp_idx    ] *= sf[idx];
829                         coef[coef_tmp_idx + 1] *= sf[idx];
830                         if (dim == 4) {
831                             coef[coef_tmp_idx + 2] *= sf[idx];
832                             coef[coef_tmp_idx + 3] *= sf[idx];
833                         }
834                     }
835                 }
836             }
837         }
838         coef += ics->group_len[g]<<7;
839     }
840
841     if (pulse_present) {
842         idx = 0;
843         for(i = 0; i < pulse->num_pulse; i++){
844             float co  = coef_base[ pulse->pos[i] ];
845             while(offsets[idx + 1] <= pulse->pos[i])
846                 idx++;
847             if (band_type[idx] != NOISE_BT && sf[idx]) {
848                 float ico = -pulse->amp[i];
849                 if (co) {
850                     co /= sf[idx];
851                     ico = co / sqrtf(sqrtf(fabsf(co))) + (co > 0 ? -ico : ico);
852                 }
853                 coef_base[ pulse->pos[i] ] = cbrtf(fabsf(ico)) * ico * sf[idx];
854             }
855         }
856     }
857     return 0;
858 }
859
860 static av_always_inline float flt16_round(float pf) {
861     int exp;
862     pf = frexpf(pf, &exp);
863     pf = ldexpf(roundf(ldexpf(pf, 8)), exp-8);
864     return pf;
865 }
866
867 static av_always_inline float flt16_even(float pf) {
868     int exp;
869     pf = frexpf(pf, &exp);
870     pf = ldexpf(rintf(ldexpf(pf, 8)), exp-8);
871     return pf;
872 }
873
874 static av_always_inline float flt16_trunc(float pf) {
875     int exp;
876     pf = frexpf(pf, &exp);
877     pf = ldexpf(truncf(ldexpf(pf, 8)), exp-8);
878     return pf;
879 }
880
881 static void predict(AACContext * ac, PredictorState * ps, float* coef, int output_enable) {
882     const float a     = 0.953125; // 61.0/64
883     const float alpha = 0.90625;  // 29.0/32
884     float e0, e1;
885     float pv;
886     float k1, k2;
887
888     k1 = ps->var0 > 1 ? ps->cor0 * flt16_even(a / ps->var0) : 0;
889     k2 = ps->var1 > 1 ? ps->cor1 * flt16_even(a / ps->var1) : 0;
890
891     pv = flt16_round(k1 * ps->r0 + k2 * ps->r1);
892     if (output_enable)
893         *coef += pv * ac->sf_scale;
894
895     e0 = *coef / ac->sf_scale;
896     e1 = e0 - k1 * ps->r0;
897
898     ps->cor1 = flt16_trunc(alpha * ps->cor1 + ps->r1 * e1);
899     ps->var1 = flt16_trunc(alpha * ps->var1 + 0.5 * (ps->r1 * ps->r1 + e1 * e1));
900     ps->cor0 = flt16_trunc(alpha * ps->cor0 + ps->r0 * e0);
901     ps->var0 = flt16_trunc(alpha * ps->var0 + 0.5 * (ps->r0 * ps->r0 + e0 * e0));
902
903     ps->r1 = flt16_trunc(a * (ps->r0 - k1 * e0));
904     ps->r0 = flt16_trunc(a * e0);
905 }
906
907 /**
908  * Apply AAC-Main style frequency domain prediction.
909  */
910 static void apply_prediction(AACContext * ac, SingleChannelElement * sce) {
911     int sfb, k;
912
913     if (!sce->ics.predictor_initialized) {
914         reset_all_predictors(sce->predictor_state);
915         sce->ics.predictor_initialized = 1;
916     }
917
918     if (sce->ics.window_sequence[0] != EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
919         for (sfb = 0; sfb < ff_aac_pred_sfb_max[ac->m4ac.sampling_index]; sfb++) {
920             for (k = sce->ics.swb_offset[sfb]; k < sce->ics.swb_offset[sfb + 1]; k++) {
921                 predict(ac, &sce->predictor_state[k], &sce->coeffs[k],
922                     sce->ics.predictor_present && sce->ics.prediction_used[sfb]);
923             }
924         }
925         if (sce->ics.predictor_reset_group)
926             reset_predictor_group(sce->predictor_state, sce->ics.predictor_reset_group);
927     } else
928         reset_all_predictors(sce->predictor_state);
929 }
930
931 /**
932  * Decode an individual_channel_stream payload; reference: table 4.44.
933  *
934  * @param   common_window   Channels have independent [0], or shared [1], Individual Channel Stream information.
935  * @param   scale_flag      scalable [1] or non-scalable [0] AAC (Unused until scalable AAC is implemented.)
936  *
937  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
938  */
939 static int decode_ics(AACContext * ac, SingleChannelElement * sce, GetBitContext * gb, int common_window, int scale_flag) {
940     Pulse pulse;
941     TemporalNoiseShaping * tns = &sce->tns;
942     IndividualChannelStream * ics = &sce->ics;
943     float * out = sce->coeffs;
944     int global_gain, pulse_present = 0;
945
946     /* This assignment is to silence a GCC warning about the variable being used
947      * uninitialized when in fact it always is.
948      */
949     pulse.num_pulse = 0;
950
951     global_gain = get_bits(gb, 8);
952
953     if (!common_window && !scale_flag) {
954         if (decode_ics_info(ac, ics, gb, 0) < 0)
955             return -1;
956     }
957
958     if (decode_band_types(ac, sce->band_type, sce->band_type_run_end, gb, ics) < 0)
959         return -1;
960     if (decode_scalefactors(ac, sce->sf, gb, global_gain, ics, sce->band_type, sce->band_type_run_end) < 0)
961         return -1;
962
963     pulse_present = 0;
964     if (!scale_flag) {
965         if ((pulse_present = get_bits1(gb))) {
966             if (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
967                 av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Pulse tool not allowed in eight short sequence.\n");
968                 return -1;
969             }
970             if (decode_pulses(&pulse, gb, ics->swb_offset, ics->num_swb)) {
971                 av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Pulse data corrupt or invalid.\n");
972                 return -1;
973             }
974         }
975         if ((tns->present = get_bits1(gb)) && decode_tns(ac, tns, gb, ics))
976             return -1;
977         if (get_bits1(gb)) {
978             ff_log_missing_feature(ac->avccontext, "SSR", 1);
979             return -1;
980         }
981     }
982
983     if (decode_spectrum_and_dequant(ac, out, gb, sce->sf, pulse_present, &pulse, ics, sce->band_type) < 0)
984         return -1;
985
986     if(ac->m4ac.object_type == AOT_AAC_MAIN && !common_window)
987         apply_prediction(ac, sce);
988
989     return 0;
990 }
991
992 /**
993  * Mid/Side stereo decoding; reference: 4.6.8.1.3.
994  */
995 static void apply_mid_side_stereo(ChannelElement * cpe) {
996     const IndividualChannelStream * ics = &cpe->ch[0].ics;
997     float *ch0 = cpe->ch[0].coeffs;
998     float *ch1 = cpe->ch[1].coeffs;
999     int g, i, k, group, idx = 0;
1000     const uint16_t * offsets = ics->swb_offset;
1001     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
1002         for (i = 0; i < ics->max_sfb; i++, idx++) {
1003             if (cpe->ms_mask[idx] &&
1004                 cpe->ch[0].band_type[idx] < NOISE_BT && cpe->ch[1].band_type[idx] < NOISE_BT) {
1005                 for (group = 0; group < ics->group_len[g]; group++) {
1006                     for (k = offsets[i]; k < offsets[i+1]; k++) {
1007                         float tmp = ch0[group*128 + k] - ch1[group*128 + k];
1008                         ch0[group*128 + k] += ch1[group*128 + k];
1009                         ch1[group*128 + k] = tmp;
1010                     }
1011                 }
1012             }
1013         }
1014         ch0 += ics->group_len[g]*128;
1015         ch1 += ics->group_len[g]*128;
1016     }
1017 }
1018
1019 /**
1020  * intensity stereo decoding; reference: 4.6.8.2.3
1021  *
1022  * @param   ms_present  Indicates mid/side stereo presence. [0] mask is all 0s;
1023  *                      [1] mask is decoded from bitstream; [2] mask is all 1s;
1024  *                      [3] reserved for scalable AAC
1025  */
1026 static void apply_intensity_stereo(ChannelElement * cpe, int ms_present) {
1027     const IndividualChannelStream * ics = &cpe->ch[1].ics;
1028     SingleChannelElement * sce1 = &cpe->ch[1];
1029     float *coef0 = cpe->ch[0].coeffs, *coef1 = cpe->ch[1].coeffs;
1030     const uint16_t * offsets = ics->swb_offset;
1031     int g, group, i, k, idx = 0;
1032     int c;
1033     float scale;
1034     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
1035         for (i = 0; i < ics->max_sfb;) {
1036             if (sce1->band_type[idx] == INTENSITY_BT || sce1->band_type[idx] == INTENSITY_BT2) {
1037                 const int bt_run_end = sce1->band_type_run_end[idx];
1038                 for (; i < bt_run_end; i++, idx++) {
1039                     c = -1 + 2 * (sce1->band_type[idx] - 14);
1040                     if (ms_present)
1041                         c *= 1 - 2 * cpe->ms_mask[idx];
1042                     scale = c * sce1->sf[idx];
1043                     for (group = 0; group < ics->group_len[g]; group++)
1044                         for (k = offsets[i]; k < offsets[i+1]; k++)
1045                             coef1[group*128 + k] = scale * coef0[group*128 + k];
1046                 }
1047             } else {
1048                 int bt_run_end = sce1->band_type_run_end[idx];
1049                 idx += bt_run_end - i;
1050                 i    = bt_run_end;
1051             }
1052         }
1053         coef0 += ics->group_len[g]*128;
1054         coef1 += ics->group_len[g]*128;
1055     }
1056 }
1057
1058 /**
1059  * Decode a channel_pair_element; reference: table 4.4.
1060  *
1061  * @param   elem_id Identifies the instance of a syntax element.
1062  *
1063  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
1064  */
1065 static int decode_cpe(AACContext * ac, GetBitContext * gb, int elem_id) {
1066     int i, ret, common_window, ms_present = 0;
1067     ChannelElement * cpe;
1068
1069     cpe = ac->che[TYPE_CPE][elem_id];
1070     common_window = get_bits1(gb);
1071     if (common_window) {
1072         if (decode_ics_info(ac, &cpe->ch[0].ics, gb, 1))
1073             return -1;
1074         i = cpe->ch[1].ics.use_kb_window[0];
1075         cpe->ch[1].ics = cpe->ch[0].ics;
1076         cpe->ch[1].ics.use_kb_window[1] = i;
1077         ms_present = get_bits(gb, 2);
1078         if(ms_present == 3) {
1079             av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "ms_present = 3 is reserved.\n");
1080             return -1;
1081         } else if(ms_present)
1082             decode_mid_side_stereo(cpe, gb, ms_present);
1083     }
1084     if ((ret = decode_ics(ac, &cpe->ch[0], gb, common_window, 0)))
1085         return ret;
1086     if ((ret = decode_ics(ac, &cpe->ch[1], gb, common_window, 0)))
1087         return ret;
1088
1089     if (common_window) {
1090         if (ms_present)
1091             apply_mid_side_stereo(cpe);
1092         if (ac->m4ac.object_type == AOT_AAC_MAIN) {
1093             apply_prediction(ac, &cpe->ch[0]);
1094             apply_prediction(ac, &cpe->ch[1]);
1095         }
1096     }
1097
1098     apply_intensity_stereo(cpe, ms_present);
1099     return 0;
1100 }
1101
1102 /**
1103  * Decode coupling_channel_element; reference: table 4.8.
1104  *
1105  * @param   elem_id Identifies the instance of a syntax element.
1106  *
1107  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
1108  */
1109 static int decode_cce(AACContext * ac, GetBitContext * gb, ChannelElement * che) {
1110     int num_gain = 0;
1111     int c, g, sfb, ret;
1112     int sign;
1113     float scale;
1114     SingleChannelElement * sce = &che->ch[0];
1115     ChannelCoupling * coup     = &che->coup;
1116
1117     coup->coupling_point = 2*get_bits1(gb);
1118     coup->num_coupled = get_bits(gb, 3);
1119     for (c = 0; c <= coup->num_coupled; c++) {
1120         num_gain++;
1121         coup->type[c] = get_bits1(gb) ? TYPE_CPE : TYPE_SCE;
1122         coup->id_select[c] = get_bits(gb, 4);
1123         if (coup->type[c] == TYPE_CPE) {
1124             coup->ch_select[c] = get_bits(gb, 2);
1125             if (coup->ch_select[c] == 3)
1126                 num_gain++;
1127         } else
1128             coup->ch_select[c] = 2;
1129     }
1130     coup->coupling_point += get_bits1(gb);
1131
1132     if (coup->coupling_point == 2) {
1133         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
1134             "Independently switched CCE with 'invalid' domain signalled.\n");
1135         memset(coup, 0, sizeof(ChannelCoupling));
1136         return -1;
1137     }
1138
1139     sign = get_bits(gb, 1);
1140     scale = pow(2., pow(2., (int)get_bits(gb, 2) - 3));
1141
1142     if ((ret = decode_ics(ac, sce, gb, 0, 0)))
1143         return ret;
1144
1145     for (c = 0; c < num_gain; c++) {
1146         int idx = 0;
1147         int cge = 1;
1148         int gain = 0;
1149         float gain_cache = 1.;
1150         if (c) {
1151             cge = coup->coupling_point == AFTER_IMDCT ? 1 : get_bits1(gb);
1152             gain = cge ? get_vlc2(gb, vlc_scalefactors.table, 7, 3) - 60: 0;
1153             gain_cache = pow(scale, -gain);
1154         }
1155         for (g = 0; g < sce->ics.num_window_groups; g++) {
1156             for (sfb = 0; sfb < sce->ics.max_sfb; sfb++, idx++) {
1157                 if (sce->band_type[idx] != ZERO_BT) {
1158                     if (!cge) {
1159                         int t = get_vlc2(gb, vlc_scalefactors.table, 7, 3) - 60;
1160                         if (t) {
1161                             int s = 1;
1162                             t = gain += t;
1163                             if (sign) {
1164                                 s  -= 2 * (t & 0x1);
1165                                 t >>= 1;
1166                             }
1167                             gain_cache = pow(scale, -t) * s;
1168                         }
1169                     }
1170                     coup->gain[c][idx] = gain_cache;
1171                 }
1172             }
1173         }
1174     }
1175     return 0;
1176 }
1177
1178 /**
1179  * Decode Spectral Band Replication extension data; reference: table 4.55.
1180  *
1181  * @param   crc flag indicating the presence of CRC checksum
1182  * @param   cnt length of TYPE_FIL syntactic element in bytes
1183  *
1184  * @return  Returns number of bytes consumed from the TYPE_FIL element.
1185  */
1186 static int decode_sbr_extension(AACContext * ac, GetBitContext * gb, int crc, int cnt) {
1187     // TODO : sbr_extension implementation
1188     ff_log_missing_feature(ac->avccontext, "SBR", 0);
1189     skip_bits_long(gb, 8*cnt - 4); // -4 due to reading extension type
1190     return cnt;
1191 }
1192
1193 /**
1194  * Parse whether channels are to be excluded from Dynamic Range Compression; reference: table 4.53.
1195  *
1196  * @return  Returns number of bytes consumed.
1197  */
1198 static int decode_drc_channel_exclusions(DynamicRangeControl *che_drc, GetBitContext * gb) {
1199     int i;
1200     int num_excl_chan = 0;
1201
1202     do {
1203         for (i = 0; i < 7; i++)
1204             che_drc->exclude_mask[num_excl_chan++] = get_bits1(gb);
1205     } while (num_excl_chan < MAX_CHANNELS - 7 && get_bits1(gb));
1206
1207     return num_excl_chan / 7;
1208 }
1209
1210 /**
1211  * Decode dynamic range information; reference: table 4.52.
1212  *
1213  * @param   cnt length of TYPE_FIL syntactic element in bytes
1214  *
1215  * @return  Returns number of bytes consumed.
1216  */
1217 static int decode_dynamic_range(DynamicRangeControl *che_drc, GetBitContext * gb, int cnt) {
1218     int n = 1;
1219     int drc_num_bands = 1;
1220     int i;
1221
1222     /* pce_tag_present? */
1223     if(get_bits1(gb)) {
1224         che_drc->pce_instance_tag  = get_bits(gb, 4);
1225         skip_bits(gb, 4); // tag_reserved_bits
1226         n++;
1227     }
1228
1229     /* excluded_chns_present? */
1230     if(get_bits1(gb)) {
1231         n += decode_drc_channel_exclusions(che_drc, gb);
1232     }
1233
1234     /* drc_bands_present? */
1235     if (get_bits1(gb)) {
1236         che_drc->band_incr            = get_bits(gb, 4);
1237         che_drc->interpolation_scheme = get_bits(gb, 4);
1238         n++;
1239         drc_num_bands += che_drc->band_incr;
1240         for (i = 0; i < drc_num_bands; i++) {
1241             che_drc->band_top[i] = get_bits(gb, 8);
1242             n++;
1243         }
1244     }
1245
1246     /* prog_ref_level_present? */
1247     if (get_bits1(gb)) {
1248         che_drc->prog_ref_level = get_bits(gb, 7);
1249         skip_bits1(gb); // prog_ref_level_reserved_bits
1250         n++;
1251     }
1252
1253     for (i = 0; i < drc_num_bands; i++) {
1254         che_drc->dyn_rng_sgn[i] = get_bits1(gb);
1255         che_drc->dyn_rng_ctl[i] = get_bits(gb, 7);
1256         n++;
1257     }
1258
1259     return n;
1260 }
1261
1262 /**
1263  * Decode extension data (incomplete); reference: table 4.51.
1264  *
1265  * @param   cnt length of TYPE_FIL syntactic element in bytes
1266  *
1267  * @return Returns number of bytes consumed
1268  */
1269 static int decode_extension_payload(AACContext * ac, GetBitContext * gb, int cnt) {
1270     int crc_flag = 0;
1271     int res = cnt;
1272     switch (get_bits(gb, 4)) { // extension type
1273         case EXT_SBR_DATA_CRC:
1274             crc_flag++;
1275         case EXT_SBR_DATA:
1276             res = decode_sbr_extension(ac, gb, crc_flag, cnt);
1277             break;
1278         case EXT_DYNAMIC_RANGE:
1279             res = decode_dynamic_range(&ac->che_drc, gb, cnt);
1280             break;
1281         case EXT_FILL:
1282         case EXT_FILL_DATA:
1283         case EXT_DATA_ELEMENT:
1284         default:
1285             skip_bits_long(gb, 8*cnt - 4);
1286             break;
1287     };
1288     return res;
1289 }
1290
1291 /**
1292  * Decode Temporal Noise Shaping filter coefficients and apply all-pole filters; reference: 4.6.9.3.
1293  *
1294  * @param   decode  1 if tool is used normally, 0 if tool is used in LTP.
1295  * @param   coef    spectral coefficients
1296  */
1297 static void apply_tns(float coef[1024], TemporalNoiseShaping * tns, IndividualChannelStream * ics, int decode) {
1298     const int mmm = FFMIN(ics->tns_max_bands,  ics->max_sfb);
1299     int w, filt, m, i;
1300     int bottom, top, order, start, end, size, inc;
1301     float lpc[TNS_MAX_ORDER];
1302
1303     for (w = 0; w < ics->num_windows; w++) {
1304         bottom = ics->num_swb;
1305         for (filt = 0; filt < tns->n_filt[w]; filt++) {
1306             top    = bottom;
1307             bottom = FFMAX(0, top - tns->length[w][filt]);
1308             order  = tns->order[w][filt];
1309             if (order == 0)
1310                 continue;
1311
1312             // tns_decode_coef
1313             compute_lpc_coefs(tns->coef[w][filt], order, lpc, 0, 0, 0);
1314
1315             start = ics->swb_offset[FFMIN(bottom, mmm)];
1316             end   = ics->swb_offset[FFMIN(   top, mmm)];
1317             if ((size = end - start) <= 0)
1318                 continue;
1319             if (tns->direction[w][filt]) {
1320                 inc = -1; start = end - 1;
1321             } else {
1322                 inc = 1;
1323             }
1324             start += w * 128;
1325
1326             // ar filter
1327             for (m = 0; m < size; m++, start += inc)
1328                 for (i = 1; i <= FFMIN(m, order); i++)
1329                     coef[start] -= coef[start - i*inc] * lpc[i-1];
1330         }
1331     }
1332 }
1333
1334 /**
1335  * Conduct IMDCT and windowing.
1336  */
1337 static void imdct_and_windowing(AACContext * ac, SingleChannelElement * sce) {
1338     IndividualChannelStream * ics = &sce->ics;
1339     float * in = sce->coeffs;
1340     float * out = sce->ret;
1341     float * saved = sce->saved;
1342     const float * swindow      = ics->use_kb_window[0] ? ff_aac_kbd_short_128 : ff_sine_128;
1343     const float * lwindow_prev = ics->use_kb_window[1] ? ff_aac_kbd_long_1024 : ff_sine_1024;
1344     const float * swindow_prev = ics->use_kb_window[1] ? ff_aac_kbd_short_128 : ff_sine_128;
1345     float * buf = ac->buf_mdct;
1346     float * temp = ac->temp;
1347     int i;
1348
1349     // imdct
1350     if (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
1351         if (ics->window_sequence[1] == ONLY_LONG_SEQUENCE || ics->window_sequence[1] == LONG_STOP_SEQUENCE)
1352             av_log(ac->avccontext, AV_LOG_WARNING,
1353                    "Transition from an ONLY_LONG or LONG_STOP to an EIGHT_SHORT sequence detected. "
1354                    "If you heard an audible artifact, please submit the sample to the FFmpeg developers.\n");
1355         for (i = 0; i < 1024; i += 128)
1356             ff_imdct_half(&ac->mdct_small, buf + i, in + i);
1357     } else
1358         ff_imdct_half(&ac->mdct, buf, in);
1359
1360     /* window overlapping
1361      * NOTE: To simplify the overlapping code, all 'meaningless' short to long
1362      * and long to short transitions are considered to be short to short
1363      * transitions. This leaves just two cases (long to long and short to short)
1364      * with a little special sauce for EIGHT_SHORT_SEQUENCE.
1365      */
1366     if ((ics->window_sequence[1] == ONLY_LONG_SEQUENCE || ics->window_sequence[1] == LONG_STOP_SEQUENCE) &&
1367         (ics->window_sequence[0] == ONLY_LONG_SEQUENCE || ics->window_sequence[0] == LONG_START_SEQUENCE)) {
1368         ac->dsp.vector_fmul_window(    out,               saved,            buf,         lwindow_prev, ac->add_bias, 512);
1369     } else {
1370         for (i = 0; i < 448; i++)
1371             out[i] = saved[i] + ac->add_bias;
1372
1373         if (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
1374             ac->dsp.vector_fmul_window(out + 448 + 0*128, saved + 448,      buf + 0*128, swindow_prev, ac->add_bias, 64);
1375             ac->dsp.vector_fmul_window(out + 448 + 1*128, buf + 0*128 + 64, buf + 1*128, swindow,      ac->add_bias, 64);
1376             ac->dsp.vector_fmul_window(out + 448 + 2*128, buf + 1*128 + 64, buf + 2*128, swindow,      ac->add_bias, 64);
1377             ac->dsp.vector_fmul_window(out + 448 + 3*128, buf + 2*128 + 64, buf + 3*128, swindow,      ac->add_bias, 64);
1378             ac->dsp.vector_fmul_window(temp,              buf + 3*128 + 64, buf + 4*128, swindow,      ac->add_bias, 64);
1379             memcpy(                    out + 448 + 4*128, temp, 64 * sizeof(float));
1380         } else {
1381             ac->dsp.vector_fmul_window(out + 448,         saved + 448,      buf,         swindow_prev, ac->add_bias, 64);
1382             for (i = 576; i < 1024; i++)
1383                 out[i] = buf[i-512] + ac->add_bias;
1384         }
1385     }
1386
1387     // buffer update
1388     if (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
1389         for (i = 0; i < 64; i++)
1390             saved[i] = temp[64 + i] - ac->add_bias;
1391         ac->dsp.vector_fmul_window(saved + 64,  buf + 4*128 + 64, buf + 5*128, swindow, 0, 64);
1392         ac->dsp.vector_fmul_window(saved + 192, buf + 5*128 + 64, buf + 6*128, swindow, 0, 64);
1393         ac->dsp.vector_fmul_window(saved + 320, buf + 6*128 + 64, buf + 7*128, swindow, 0, 64);
1394         memcpy(                    saved + 448, buf + 7*128 + 64,  64 * sizeof(float));
1395     } else if (ics->window_sequence[0] == LONG_START_SEQUENCE) {
1396         memcpy(                    saved,       buf + 512,        448 * sizeof(float));
1397         memcpy(                    saved + 448, buf + 7*128 + 64,  64 * sizeof(float));
1398     } else { // LONG_STOP or ONLY_LONG
1399         memcpy(                    saved,       buf + 512,        512 * sizeof(float));
1400     }
1401 }
1402
1403 /**
1404  * Apply dependent channel coupling (applied before IMDCT).
1405  *
1406  * @param   index   index into coupling gain array
1407  */
1408 static void apply_dependent_coupling(AACContext * ac, SingleChannelElement * target, ChannelElement * cce, int index) {
1409     IndividualChannelStream * ics = &cce->ch[0].ics;
1410     const uint16_t * offsets = ics->swb_offset;
1411     float * dest = target->coeffs;
1412     const float * src = cce->ch[0].coeffs;
1413     int g, i, group, k, idx = 0;
1414     if(ac->m4ac.object_type == AOT_AAC_LTP) {
1415         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
1416                "Dependent coupling is not supported together with LTP\n");
1417         return;
1418     }
1419     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
1420         for (i = 0; i < ics->max_sfb; i++, idx++) {
1421             if (cce->ch[0].band_type[idx] != ZERO_BT) {
1422                 for (group = 0; group < ics->group_len[g]; group++) {
1423                     for (k = offsets[i]; k < offsets[i+1]; k++) {
1424                         // XXX dsputil-ize
1425                         dest[group*128+k] += cce->coup.gain[index][idx] * src[group*128+k];
1426                     }
1427                 }
1428             }
1429         }
1430         dest += ics->group_len[g]*128;
1431         src  += ics->group_len[g]*128;
1432     }
1433 }
1434
1435 /**
1436  * Apply independent channel coupling (applied after IMDCT).
1437  *
1438  * @param   index   index into coupling gain array
1439  */
1440 static void apply_independent_coupling(AACContext * ac, SingleChannelElement * target, ChannelElement * cce, int index) {
1441     int i;
1442     for (i = 0; i < 1024; i++)
1443         target->ret[i] += cce->coup.gain[index][0] * (cce->ch[0].ret[i] - ac->add_bias);
1444 }
1445
1446 /**
1447  * channel coupling transformation interface
1448  *
1449  * @param   index   index into coupling gain array
1450  * @param   apply_coupling_method   pointer to (in)dependent coupling function
1451  */
1452 static void apply_channel_coupling(AACContext * ac, ChannelElement * cc,
1453         enum RawDataBlockType type, int elem_id, enum CouplingPoint coupling_point,
1454         void (*apply_coupling_method)(AACContext * ac, SingleChannelElement * target, ChannelElement * cce, int index))
1455 {
1456     int i, c;
1457
1458     for (i = 0; i < MAX_ELEM_ID; i++) {
1459         ChannelElement *cce = ac->che[TYPE_CCE][i];
1460         int index = 0;
1461
1462         if (cce && cce->coup.coupling_point == coupling_point) {
1463             ChannelCoupling * coup = &cce->coup;
1464
1465             for (c = 0; c <= coup->num_coupled; c++) {
1466                 if (coup->type[c] == type && coup->id_select[c] == elem_id) {
1467                     if (coup->ch_select[c] != 1) {
1468                         apply_coupling_method(ac, &cc->ch[0], cce, index);
1469                         if (coup->ch_select[c] != 0)
1470                             index++;
1471                     }
1472                     if (coup->ch_select[c] != 2)
1473                         apply_coupling_method(ac, &cc->ch[1], cce, index++);
1474                 } else
1475                     index += 1 + (coup->ch_select[c] == 3);
1476             }
1477         }
1478     }
1479 }
1480
1481 /**
1482  * Convert spectral data to float samples, applying all supported tools as appropriate.
1483  */
1484 static void spectral_to_sample(AACContext * ac) {
1485     int i, type;
1486     for(type = 3; type >= 0; type--) {
1487         for (i = 0; i < MAX_ELEM_ID; i++) {
1488             ChannelElement *che = ac->che[type][i];
1489             if(che) {
1490                 if(type <= TYPE_CPE)
1491                     apply_channel_coupling(ac, che, type, i, BEFORE_TNS, apply_dependent_coupling);
1492                 if(che->ch[0].tns.present)
1493                     apply_tns(che->ch[0].coeffs, &che->ch[0].tns, &che->ch[0].ics, 1);
1494                 if(che->ch[1].tns.present)
1495                     apply_tns(che->ch[1].coeffs, &che->ch[1].tns, &che->ch[1].ics, 1);
1496                 if(type <= TYPE_CPE)
1497                     apply_channel_coupling(ac, che, type, i, BETWEEN_TNS_AND_IMDCT, apply_dependent_coupling);
1498                 if(type != TYPE_CCE || che->coup.coupling_point == AFTER_IMDCT)
1499                     imdct_and_windowing(ac, &che->ch[0]);
1500                 if(type == TYPE_CPE)
1501                     imdct_and_windowing(ac, &che->ch[1]);
1502                 if(type <= TYPE_CCE)
1503                     apply_channel_coupling(ac, che, type, i, AFTER_IMDCT, apply_independent_coupling);
1504             }
1505         }
1506     }
1507 }
1508
1509 static int aac_decode_frame(AVCodecContext * avccontext, void * data, int * data_size, const uint8_t * buf, int buf_size) {
1510     AACContext * ac = avccontext->priv_data;
1511     GetBitContext gb;
1512     enum RawDataBlockType elem_type;
1513     int err, elem_id, data_size_tmp;
1514
1515     init_get_bits(&gb, buf, buf_size*8);
1516
1517     // parse
1518     while ((elem_type = get_bits(&gb, 3)) != TYPE_END) {
1519         elem_id = get_bits(&gb, 4);
1520         err = -1;
1521
1522         if(elem_type == TYPE_SCE && elem_id == 1 &&
1523                 !ac->che[TYPE_SCE][elem_id] && ac->che[TYPE_LFE][0]) {
1524             /* Some streams incorrectly code 5.1 audio as SCE[0] CPE[0] CPE[1] SCE[1]
1525                instead of SCE[0] CPE[0] CPE[0] LFE[0]. If we seem to have
1526                encountered such a stream, transfer the LFE[0] element to SCE[1] */
1527             ac->che[TYPE_SCE][elem_id] = ac->che[TYPE_LFE][0];
1528             ac->che[TYPE_LFE][0] = NULL;
1529         }
1530         if(elem_type < TYPE_DSE) {
1531             if(!ac->che[elem_type][elem_id])
1532                 return -1;
1533             if(elem_type != TYPE_CCE)
1534                 ac->che[elem_type][elem_id]->coup.coupling_point = 4;
1535         }
1536
1537         switch (elem_type) {
1538
1539         case TYPE_SCE:
1540             err = decode_ics(ac, &ac->che[TYPE_SCE][elem_id]->ch[0], &gb, 0, 0);
1541             break;
1542
1543         case TYPE_CPE:
1544             err = decode_cpe(ac, &gb, elem_id);
1545             break;
1546
1547         case TYPE_CCE:
1548             err = decode_cce(ac, &gb, ac->che[TYPE_CCE][elem_id]);
1549             break;
1550
1551         case TYPE_LFE:
1552             err = decode_ics(ac, &ac->che[TYPE_LFE][elem_id]->ch[0], &gb, 0, 0);
1553             break;
1554
1555         case TYPE_DSE:
1556             skip_data_stream_element(&gb);
1557             err = 0;
1558             break;
1559
1560         case TYPE_PCE:
1561         {
1562             enum ChannelPosition new_che_pos[4][MAX_ELEM_ID];
1563             memset(new_che_pos, 0, 4 * MAX_ELEM_ID * sizeof(new_che_pos[0][0]));
1564             if((err = decode_pce(ac, new_che_pos, &gb)))
1565                 break;
1566             err = output_configure(ac, ac->che_pos, new_che_pos);
1567             break;
1568         }
1569
1570         case TYPE_FIL:
1571             if (elem_id == 15)
1572                 elem_id += get_bits(&gb, 8) - 1;
1573             while (elem_id > 0)
1574                 elem_id -= decode_extension_payload(ac, &gb, elem_id);
1575             err = 0; /* FIXME */
1576             break;
1577
1578         default:
1579             err = -1; /* should not happen, but keeps compiler happy */
1580             break;
1581         }
1582
1583         if(err)
1584             return err;
1585     }
1586
1587     spectral_to_sample(ac);
1588
1589     if (!ac->is_saved) {
1590         ac->is_saved = 1;
1591         *data_size = 0;
1592         return buf_size;
1593     }
1594
1595     data_size_tmp = 1024 * avccontext->channels * sizeof(int16_t);
1596     if(*data_size < data_size_tmp) {
1597         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR,
1598                "Output buffer too small (%d) or trying to output too many samples (%d) for this frame.\n",
1599                *data_size, data_size_tmp);
1600         return -1;
1601     }
1602     *data_size = data_size_tmp;
1603
1604     ac->dsp.float_to_int16_interleave(data, (const float **)ac->output_data, 1024, avccontext->channels);
1605
1606     return buf_size;
1607 }
1608
1609 static av_cold int aac_decode_close(AVCodecContext * avccontext) {
1610     AACContext * ac = avccontext->priv_data;
1611     int i, type;
1612
1613     for (i = 0; i < MAX_ELEM_ID; i++) {
1614         for(type = 0; type < 4; type++)
1615             av_freep(&ac->che[type][i]);
1616     }
1617
1618     ff_mdct_end(&ac->mdct);
1619     ff_mdct_end(&ac->mdct_small);
1620     return 0 ;
1621 }
1622
1623 AVCodec aac_decoder = {
1624     "aac",
1625     CODEC_TYPE_AUDIO,
1626     CODEC_ID_AAC,
1627     sizeof(AACContext),
1628     aac_decode_init,
1629     NULL,
1630     aac_decode_close,
1631     aac_decode_frame,
1632     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Advanced Audio Coding"),
1633     .sample_fmts = (enum SampleFormat[]){SAMPLE_FMT_S16,SAMPLE_FMT_NONE},
1634 };