7f7efe56ba1f599483fc62a1c5bfa5cd5a5d30c5
[ffmpeg.git] / libavcodec / ac3dec.c
1 /*
2  * AC-3 Audio Decoder
3  * This code was developed as part of Google Summer of Code 2006.
4  * E-AC-3 support was added as part of Google Summer of Code 2007.
5  *
6  * Copyright (c) 2006 Kartikey Mahendra BHATT (bhattkm at gmail dot com)
7  * Copyright (c) 2007-2008 Bartlomiej Wolowiec <bartek.wolowiec@gmail.com>
8  * Copyright (c) 2007 Justin Ruggles <justin.ruggles@gmail.com>
9  *
10  * This file is part of FFmpeg.
11  *
12  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; if not, write to the Free Software
24  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
25  */
26
27 #include <stdio.h>
28 #include <stddef.h>
29 #include <math.h>
30 #include <string.h>
31
32 #include "libavutil/crc.h"
33 #include "internal.h"
34 #include "aac_ac3_parser.h"
35 #include "ac3_parser.h"
36 #include "ac3dec.h"
37 #include "ac3dec_data.h"
38
39 /** Large enough for maximum possible frame size when the specification limit is ignored */
40 #define AC3_FRAME_BUFFER_SIZE 32768
41
42 /**
43  * table for ungrouping 3 values in 7 bits.
44  * used for exponents and bap=2 mantissas
45  */
46 static uint8_t ungroup_3_in_7_bits_tab[128][3];
47
48
49 /** tables for ungrouping mantissas */
50 static int b1_mantissas[32][3];
51 static int b2_mantissas[128][3];
52 static int b3_mantissas[8];
53 static int b4_mantissas[128][2];
54 static int b5_mantissas[16];
55
56 /**
57  * Quantization table: levels for symmetric. bits for asymmetric.
58  * reference: Table 7.18 Mapping of bap to Quantizer
59  */
60 static const uint8_t quantization_tab[16] = {
61     0, 3, 5, 7, 11, 15,
62     5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 16
63 };
64
65 /** dynamic range table. converts codes to scale factors. */
66 static float dynamic_range_tab[256];
67
68 /** Adjustments in dB gain */
69 #define LEVEL_PLUS_3DB          1.4142135623730950
70 #define LEVEL_PLUS_1POINT5DB    1.1892071150027209
71 #define LEVEL_MINUS_1POINT5DB   0.8408964152537145
72 #define LEVEL_MINUS_3DB         0.7071067811865476
73 #define LEVEL_MINUS_4POINT5DB   0.5946035575013605
74 #define LEVEL_MINUS_6DB         0.5000000000000000
75 #define LEVEL_MINUS_9DB         0.3535533905932738
76 #define LEVEL_ZERO              0.0000000000000000
77 #define LEVEL_ONE               1.0000000000000000
78
79 static const float gain_levels[9] = {
80     LEVEL_PLUS_3DB,
81     LEVEL_PLUS_1POINT5DB,
82     LEVEL_ONE,
83     LEVEL_MINUS_1POINT5DB,
84     LEVEL_MINUS_3DB,
85     LEVEL_MINUS_4POINT5DB,
86     LEVEL_MINUS_6DB,
87     LEVEL_ZERO,
88     LEVEL_MINUS_9DB
89 };
90
91 /**
92  * Table for center mix levels
93  * reference: Section 5.4.2.4 cmixlev
94  */
95 static const uint8_t center_levels[4] = { 4, 5, 6, 5 };
96
97 /**
98  * Table for surround mix levels
99  * reference: Section 5.4.2.5 surmixlev
100  */
101 static const uint8_t surround_levels[4] = { 4, 6, 7, 6 };
102
103 /**
104  * Table for default stereo downmixing coefficients
105  * reference: Section 7.8.2 Downmixing Into Two Channels
106  */
107 static const uint8_t ac3_default_coeffs[8][5][2] = {
108     { { 2, 7 }, { 7, 2 },                               },
109     { { 4, 4 },                                         },
110     { { 2, 7 }, { 7, 2 },                               },
111     { { 2, 7 }, { 5, 5 }, { 7, 2 },                     },
112     { { 2, 7 }, { 7, 2 }, { 6, 6 },                     },
113     { { 2, 7 }, { 5, 5 }, { 7, 2 }, { 8, 8 },           },
114     { { 2, 7 }, { 7, 2 }, { 6, 7 }, { 7, 6 },           },
115     { { 2, 7 }, { 5, 5 }, { 7, 2 }, { 6, 7 }, { 7, 6 }, },
116 };
117
118 /**
119  * Symmetrical Dequantization
120  * reference: Section 7.3.3 Expansion of Mantissas for Symmetrical Quantization
121  *            Tables 7.19 to 7.23
122  */
123 static inline int
124 symmetric_dequant(int code, int levels)
125 {
126     return ((code - (levels >> 1)) << 24) / levels;
127 }
128
129 /*
130  * Initialize tables at runtime.
131  */
132 static av_cold void ac3_tables_init(void)
133 {
134     int i;
135
136     /* generate table for ungrouping 3 values in 7 bits
137        reference: Section 7.1.3 Exponent Decoding */
138     for(i=0; i<128; i++) {
139         ungroup_3_in_7_bits_tab[i][0] =  i / 25;
140         ungroup_3_in_7_bits_tab[i][1] = (i % 25) / 5;
141         ungroup_3_in_7_bits_tab[i][2] = (i % 25) % 5;
142     }
143
144     /* generate grouped mantissa tables
145        reference: Section 7.3.5 Ungrouping of Mantissas */
146     for(i=0; i<32; i++) {
147         /* bap=1 mantissas */
148         b1_mantissas[i][0] = symmetric_dequant(ff_ac3_ungroup_3_in_5_bits_tab[i][0], 3);
149         b1_mantissas[i][1] = symmetric_dequant(ff_ac3_ungroup_3_in_5_bits_tab[i][1], 3);
150         b1_mantissas[i][2] = symmetric_dequant(ff_ac3_ungroup_3_in_5_bits_tab[i][2], 3);
151     }
152     for(i=0; i<128; i++) {
153         /* bap=2 mantissas */
154         b2_mantissas[i][0] = symmetric_dequant(ungroup_3_in_7_bits_tab[i][0], 5);
155         b2_mantissas[i][1] = symmetric_dequant(ungroup_3_in_7_bits_tab[i][1], 5);
156         b2_mantissas[i][2] = symmetric_dequant(ungroup_3_in_7_bits_tab[i][2], 5);
157
158         /* bap=4 mantissas */
159         b4_mantissas[i][0] = symmetric_dequant(i / 11, 11);
160         b4_mantissas[i][1] = symmetric_dequant(i % 11, 11);
161     }
162     /* generate ungrouped mantissa tables
163        reference: Tables 7.21 and 7.23 */
164     for(i=0; i<7; i++) {
165         /* bap=3 mantissas */
166         b3_mantissas[i] = symmetric_dequant(i, 7);
167     }
168     for(i=0; i<15; i++) {
169         /* bap=5 mantissas */
170         b5_mantissas[i] = symmetric_dequant(i, 15);
171     }
172
173     /* generate dynamic range table
174        reference: Section 7.7.1 Dynamic Range Control */
175     for(i=0; i<256; i++) {
176         int v = (i >> 5) - ((i >> 7) << 3) - 5;
177         dynamic_range_tab[i] = powf(2.0f, v) * ((i & 0x1F) | 0x20);
178     }
179 }
180
181
182 /**
183  * AVCodec initialization
184  */
185 static av_cold int ac3_decode_init(AVCodecContext *avctx)
186 {
187     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
188     s->avctx = avctx;
189
190     ac3_common_init();
191     ac3_tables_init();
192     ff_mdct_init(&s->imdct_256, 8, 1, 1.0);
193     ff_mdct_init(&s->imdct_512, 9, 1, 1.0);
194     ff_kbd_window_init(s->window, 5.0, 256);
195     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
196     av_lfg_init(&s->dith_state, 0);
197
198     /* set bias values for float to int16 conversion */
199     if(s->dsp.float_to_int16_interleave == ff_float_to_int16_interleave_c) {
200         s->add_bias = 385.0f;
201         s->mul_bias = 1.0f;
202     } else {
203         s->add_bias = 0.0f;
204         s->mul_bias = 32767.0f;
205     }
206
207     /* allow downmixing to stereo or mono */
208     if (avctx->channels > 0 && avctx->request_channels > 0 &&
209             avctx->request_channels < avctx->channels &&
210             avctx->request_channels <= 2) {
211         avctx->channels = avctx->request_channels;
212     }
213     s->downmixed = 1;
214
215     /* allocate context input buffer */
216     if (avctx->error_recognition >= FF_ER_CAREFUL) {
217         s->input_buffer = av_mallocz(AC3_FRAME_BUFFER_SIZE + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
218         if (!s->input_buffer)
219             return AVERROR_NOMEM;
220     }
221
222     avctx->sample_fmt = SAMPLE_FMT_S16;
223     return 0;
224 }
225
226 /**
227  * Parse the 'sync info' and 'bit stream info' from the AC-3 bitstream.
228  * GetBitContext within AC3DecodeContext must point to
229  * the start of the synchronized AC-3 bitstream.
230  */
231 static int ac3_parse_header(AC3DecodeContext *s)
232 {
233     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
234     int i;
235
236     /* read the rest of the bsi. read twice for dual mono mode. */
237     i = !(s->channel_mode);
238     do {
239         skip_bits(gbc, 5); // skip dialog normalization
240         if (get_bits1(gbc))
241             skip_bits(gbc, 8); //skip compression
242         if (get_bits1(gbc))
243             skip_bits(gbc, 8); //skip language code
244         if (get_bits1(gbc))
245             skip_bits(gbc, 7); //skip audio production information
246     } while (i--);
247
248     skip_bits(gbc, 2); //skip copyright bit and original bitstream bit
249
250     /* skip the timecodes (or extra bitstream information for Alternate Syntax)
251        TODO: read & use the xbsi1 downmix levels */
252     if (get_bits1(gbc))
253         skip_bits(gbc, 14); //skip timecode1 / xbsi1
254     if (get_bits1(gbc))
255         skip_bits(gbc, 14); //skip timecode2 / xbsi2
256
257     /* skip additional bitstream info */
258     if (get_bits1(gbc)) {
259         i = get_bits(gbc, 6);
260         do {
261             skip_bits(gbc, 8);
262         } while(i--);
263     }
264
265     return 0;
266 }
267
268 /**
269  * Common function to parse AC-3 or E-AC-3 frame header
270  */
271 static int parse_frame_header(AC3DecodeContext *s)
272 {
273     AC3HeaderInfo hdr;
274     int err;
275
276     err = ff_ac3_parse_header(&s->gbc, &hdr);
277     if(err)
278         return err;
279
280     /* get decoding parameters from header info */
281     s->bit_alloc_params.sr_code     = hdr.sr_code;
282     s->channel_mode                 = hdr.channel_mode;
283     s->channel_layout               = hdr.channel_layout;
284     s->lfe_on                       = hdr.lfe_on;
285     s->bit_alloc_params.sr_shift    = hdr.sr_shift;
286     s->sample_rate                  = hdr.sample_rate;
287     s->bit_rate                     = hdr.bit_rate;
288     s->channels                     = hdr.channels;
289     s->fbw_channels                 = s->channels - s->lfe_on;
290     s->lfe_ch                       = s->fbw_channels + 1;
291     s->frame_size                   = hdr.frame_size;
292     s->center_mix_level             = hdr.center_mix_level;
293     s->surround_mix_level           = hdr.surround_mix_level;
294     s->num_blocks                   = hdr.num_blocks;
295     s->frame_type                   = hdr.frame_type;
296     s->substreamid                  = hdr.substreamid;
297
298     if(s->lfe_on) {
299         s->start_freq[s->lfe_ch] = 0;
300         s->end_freq[s->lfe_ch] = 7;
301         s->num_exp_groups[s->lfe_ch] = 2;
302         s->channel_in_cpl[s->lfe_ch] = 0;
303     }
304
305     if (hdr.bitstream_id <= 10) {
306         s->eac3                  = 0;
307         s->snr_offset_strategy   = 2;
308         s->block_switch_syntax   = 1;
309         s->dither_flag_syntax    = 1;
310         s->bit_allocation_syntax = 1;
311         s->fast_gain_syntax      = 0;
312         s->first_cpl_leak        = 0;
313         s->dba_syntax            = 1;
314         s->skip_syntax           = 1;
315         memset(s->channel_uses_aht, 0, sizeof(s->channel_uses_aht));
316         return ac3_parse_header(s);
317     } else if (CONFIG_EAC3_DECODER) {
318         s->eac3 = 1;
319         return ff_eac3_parse_header(s);
320     } else {
321         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "E-AC-3 support not compiled in\n");
322         return -1;
323     }
324 }
325
326 /**
327  * Set stereo downmixing coefficients based on frame header info.
328  * reference: Section 7.8.2 Downmixing Into Two Channels
329  */
330 static void set_downmix_coeffs(AC3DecodeContext *s)
331 {
332     int i;
333     float cmix = gain_levels[center_levels[s->center_mix_level]];
334     float smix = gain_levels[surround_levels[s->surround_mix_level]];
335     float norm0, norm1;
336
337     for(i=0; i<s->fbw_channels; i++) {
338         s->downmix_coeffs[i][0] = gain_levels[ac3_default_coeffs[s->channel_mode][i][0]];
339         s->downmix_coeffs[i][1] = gain_levels[ac3_default_coeffs[s->channel_mode][i][1]];
340     }
341     if(s->channel_mode > 1 && s->channel_mode & 1) {
342         s->downmix_coeffs[1][0] = s->downmix_coeffs[1][1] = cmix;
343     }
344     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_2F1R || s->channel_mode == AC3_CHMODE_3F1R) {
345         int nf = s->channel_mode - 2;
346         s->downmix_coeffs[nf][0] = s->downmix_coeffs[nf][1] = smix * LEVEL_MINUS_3DB;
347     }
348     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_2F2R || s->channel_mode == AC3_CHMODE_3F2R) {
349         int nf = s->channel_mode - 4;
350         s->downmix_coeffs[nf][0] = s->downmix_coeffs[nf+1][1] = smix;
351     }
352
353     /* renormalize */
354     norm0 = norm1 = 0.0;
355     for(i=0; i<s->fbw_channels; i++) {
356         norm0 += s->downmix_coeffs[i][0];
357         norm1 += s->downmix_coeffs[i][1];
358     }
359     norm0 = 1.0f / norm0;
360     norm1 = 1.0f / norm1;
361     for(i=0; i<s->fbw_channels; i++) {
362         s->downmix_coeffs[i][0] *= norm0;
363         s->downmix_coeffs[i][1] *= norm1;
364     }
365
366     if(s->output_mode == AC3_CHMODE_MONO) {
367         for(i=0; i<s->fbw_channels; i++)
368             s->downmix_coeffs[i][0] = (s->downmix_coeffs[i][0] + s->downmix_coeffs[i][1]) * LEVEL_MINUS_3DB;
369     }
370 }
371
372 /**
373  * Decode the grouped exponents according to exponent strategy.
374  * reference: Section 7.1.3 Exponent Decoding
375  */
376 static int decode_exponents(GetBitContext *gbc, int exp_strategy, int ngrps,
377                             uint8_t absexp, int8_t *dexps)
378 {
379     int i, j, grp, group_size;
380     int dexp[256];
381     int expacc, prevexp;
382
383     /* unpack groups */
384     group_size = exp_strategy + (exp_strategy == EXP_D45);
385     for(grp=0,i=0; grp<ngrps; grp++) {
386         expacc = get_bits(gbc, 7);
387         dexp[i++] = ungroup_3_in_7_bits_tab[expacc][0];
388         dexp[i++] = ungroup_3_in_7_bits_tab[expacc][1];
389         dexp[i++] = ungroup_3_in_7_bits_tab[expacc][2];
390     }
391
392     /* convert to absolute exps and expand groups */
393     prevexp = absexp;
394     for(i=0,j=0; i<ngrps*3; i++) {
395         prevexp += dexp[i] - 2;
396         if (prevexp > 24U)
397             return -1;
398         switch (group_size) {
399             case 4: dexps[j++] = prevexp;
400                     dexps[j++] = prevexp;
401             case 2: dexps[j++] = prevexp;
402             case 1: dexps[j++] = prevexp;
403         }
404     }
405     return 0;
406 }
407
408 /**
409  * Generate transform coefficients for each coupled channel in the coupling
410  * range using the coupling coefficients and coupling coordinates.
411  * reference: Section 7.4.3 Coupling Coordinate Format
412  */
413 static void calc_transform_coeffs_cpl(AC3DecodeContext *s)
414 {
415     int i, j, ch, bnd;
416
417     i = s->start_freq[CPL_CH];
418     for(bnd=0; bnd<s->num_cpl_bands; bnd++) {
419         for (j = 0; j < s->cpl_band_sizes[bnd]; j++,i++) {
420                 for(ch=1; ch<=s->fbw_channels; ch++) {
421                     if(s->channel_in_cpl[ch]) {
422                         s->fixed_coeffs[ch][i] = ((int64_t)s->fixed_coeffs[CPL_CH][i] * (int64_t)s->cpl_coords[ch][bnd]) >> 23;
423                         if (ch == 2 && s->phase_flags[bnd])
424                             s->fixed_coeffs[ch][i] = -s->fixed_coeffs[ch][i];
425                     }
426                 }
427         }
428     }
429 }
430
431 /**
432  * Grouped mantissas for 3-level 5-level and 11-level quantization
433  */
434 typedef struct {
435     int b1_mant[2];
436     int b2_mant[2];
437     int b4_mant;
438     int b1;
439     int b2;
440     int b4;
441 } mant_groups;
442
443 /**
444  * Decode the transform coefficients for a particular channel
445  * reference: Section 7.3 Quantization and Decoding of Mantissas
446  */
447 static void ac3_decode_transform_coeffs_ch(AC3DecodeContext *s, int ch_index, mant_groups *m)
448 {
449     int start_freq = s->start_freq[ch_index];
450     int end_freq = s->end_freq[ch_index];
451     uint8_t *baps = s->bap[ch_index];
452     int8_t *exps = s->dexps[ch_index];
453     int *coeffs = s->fixed_coeffs[ch_index];
454     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
455     int freq;
456
457     for(freq = start_freq; freq < end_freq; freq++){
458         int bap = baps[freq];
459         int mantissa;
460         switch(bap){
461             case 0:
462                 mantissa = (av_lfg_get(&s->dith_state) & 0x7FFFFF) - 0x400000;
463                 break;
464             case 1:
465                 if(m->b1){
466                     m->b1--;
467                     mantissa = m->b1_mant[m->b1];
468                 }
469                 else{
470                     int bits      = get_bits(gbc, 5);
471                     mantissa      = b1_mantissas[bits][0];
472                     m->b1_mant[1] = b1_mantissas[bits][1];
473                     m->b1_mant[0] = b1_mantissas[bits][2];
474                     m->b1         = 2;
475                 }
476                 break;
477             case 2:
478                 if(m->b2){
479                     m->b2--;
480                     mantissa = m->b2_mant[m->b2];
481                 }
482                 else{
483                     int bits      = get_bits(gbc, 7);
484                     mantissa      = b2_mantissas[bits][0];
485                     m->b2_mant[1] = b2_mantissas[bits][1];
486                     m->b2_mant[0] = b2_mantissas[bits][2];
487                     m->b2         = 2;
488                 }
489                 break;
490             case 3:
491                 mantissa = b3_mantissas[get_bits(gbc, 3)];
492                 break;
493             case 4:
494                 if(m->b4){
495                     m->b4 = 0;
496                     mantissa = m->b4_mant;
497                 }
498                 else{
499                     int bits   = get_bits(gbc, 7);
500                     mantissa   = b4_mantissas[bits][0];
501                     m->b4_mant = b4_mantissas[bits][1];
502                     m->b4      = 1;
503                 }
504                 break;
505             case 5:
506                 mantissa = b5_mantissas[get_bits(gbc, 4)];
507                 break;
508             default: /* 6 to 15 */
509                 mantissa = get_bits(gbc, quantization_tab[bap]);
510                 /* Shift mantissa and sign-extend it. */
511                 mantissa = (mantissa << (32-quantization_tab[bap]))>>8;
512                 break;
513         }
514         coeffs[freq] = mantissa >> exps[freq];
515     }
516 }
517
518 /**
519  * Remove random dithering from coefficients with zero-bit mantissas
520  * reference: Section 7.3.4 Dither for Zero Bit Mantissas (bap=0)
521  */
522 static void remove_dithering(AC3DecodeContext *s) {
523     int ch, i;
524     int end=0;
525     int *coeffs;
526     uint8_t *bap;
527
528     for(ch=1; ch<=s->fbw_channels; ch++) {
529         if(!s->dither_flag[ch]) {
530             coeffs = s->fixed_coeffs[ch];
531             bap = s->bap[ch];
532             if(s->channel_in_cpl[ch])
533                 end = s->start_freq[CPL_CH];
534             else
535                 end = s->end_freq[ch];
536             for(i=0; i<end; i++) {
537                 if(!bap[i])
538                     coeffs[i] = 0;
539             }
540             if(s->channel_in_cpl[ch]) {
541                 bap = s->bap[CPL_CH];
542                 for(; i<s->end_freq[CPL_CH]; i++) {
543                     if(!bap[i])
544                         coeffs[i] = 0;
545                 }
546             }
547         }
548     }
549 }
550
551 static void decode_transform_coeffs_ch(AC3DecodeContext *s, int blk, int ch,
552                                     mant_groups *m)
553 {
554     if (!s->channel_uses_aht[ch]) {
555         ac3_decode_transform_coeffs_ch(s, ch, m);
556     } else {
557         /* if AHT is used, mantissas for all blocks are encoded in the first
558            block of the frame. */
559         int bin;
560         if (!blk && CONFIG_EAC3_DECODER)
561             ff_eac3_decode_transform_coeffs_aht_ch(s, ch);
562         for (bin = s->start_freq[ch]; bin < s->end_freq[ch]; bin++) {
563             s->fixed_coeffs[ch][bin] = s->pre_mantissa[ch][bin][blk] >> s->dexps[ch][bin];
564         }
565     }
566 }
567
568 /**
569  * Decode the transform coefficients.
570  */
571 static void decode_transform_coeffs(AC3DecodeContext *s, int blk)
572 {
573     int ch, end;
574     int got_cplchan = 0;
575     mant_groups m;
576
577     m.b1 = m.b2 = m.b4 = 0;
578
579     for (ch = 1; ch <= s->channels; ch++) {
580         /* transform coefficients for full-bandwidth channel */
581         decode_transform_coeffs_ch(s, blk, ch, &m);
582         /* tranform coefficients for coupling channel come right after the
583            coefficients for the first coupled channel*/
584         if (s->channel_in_cpl[ch])  {
585             if (!got_cplchan) {
586                 decode_transform_coeffs_ch(s, blk, CPL_CH, &m);
587                 calc_transform_coeffs_cpl(s);
588                 got_cplchan = 1;
589             }
590             end = s->end_freq[CPL_CH];
591         } else {
592             end = s->end_freq[ch];
593         }
594         do
595             s->fixed_coeffs[ch][end] = 0;
596         while(++end < 256);
597     }
598
599     /* zero the dithered coefficients for appropriate channels */
600     remove_dithering(s);
601 }
602
603 /**
604  * Stereo rematrixing.
605  * reference: Section 7.5.4 Rematrixing : Decoding Technique
606  */
607 static void do_rematrixing(AC3DecodeContext *s)
608 {
609     int bnd, i;
610     int end, bndend;
611     int tmp0, tmp1;
612
613     end = FFMIN(s->end_freq[1], s->end_freq[2]);
614
615     for(bnd=0; bnd<s->num_rematrixing_bands; bnd++) {
616         if(s->rematrixing_flags[bnd]) {
617             bndend = FFMIN(end, ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd+1]);
618             for(i=ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd]; i<bndend; i++) {
619                 tmp0 = s->fixed_coeffs[1][i];
620                 tmp1 = s->fixed_coeffs[2][i];
621                 s->fixed_coeffs[1][i] = tmp0 + tmp1;
622                 s->fixed_coeffs[2][i] = tmp0 - tmp1;
623             }
624         }
625     }
626 }
627
628 /**
629  * Inverse MDCT Transform.
630  * Convert frequency domain coefficients to time-domain audio samples.
631  * reference: Section 7.9.4 Transformation Equations
632  */
633 static inline void do_imdct(AC3DecodeContext *s, int channels)
634 {
635     int ch;
636     float add_bias = s->add_bias;
637     if(s->out_channels==1 && channels>1)
638         add_bias *= LEVEL_MINUS_3DB; // compensate for the gain in downmix
639
640     for (ch=1; ch<=channels; ch++) {
641         if (s->block_switch[ch]) {
642             int i;
643             float *x = s->tmp_output+128;
644             for(i=0; i<128; i++)
645                 x[i] = s->transform_coeffs[ch][2*i];
646             ff_imdct_half(&s->imdct_256, s->tmp_output, x);
647             s->dsp.vector_fmul_window(s->output[ch-1], s->delay[ch-1], s->tmp_output, s->window, add_bias, 128);
648             for(i=0; i<128; i++)
649                 x[i] = s->transform_coeffs[ch][2*i+1];
650             ff_imdct_half(&s->imdct_256, s->delay[ch-1], x);
651         } else {
652             ff_imdct_half(&s->imdct_512, s->tmp_output, s->transform_coeffs[ch]);
653             s->dsp.vector_fmul_window(s->output[ch-1], s->delay[ch-1], s->tmp_output, s->window, add_bias, 128);
654             memcpy(s->delay[ch-1], s->tmp_output+128, 128*sizeof(float));
655         }
656     }
657 }
658
659 /**
660  * Downmix the output to mono or stereo.
661  */
662 void ff_ac3_downmix_c(float (*samples)[256], float (*matrix)[2], int out_ch, int in_ch, int len)
663 {
664     int i, j;
665     float v0, v1;
666     if(out_ch == 2) {
667         for(i=0; i<len; i++) {
668             v0 = v1 = 0.0f;
669             for(j=0; j<in_ch; j++) {
670                 v0 += samples[j][i] * matrix[j][0];
671                 v1 += samples[j][i] * matrix[j][1];
672             }
673             samples[0][i] = v0;
674             samples[1][i] = v1;
675         }
676     } else if(out_ch == 1) {
677         for(i=0; i<len; i++) {
678             v0 = 0.0f;
679             for(j=0; j<in_ch; j++)
680                 v0 += samples[j][i] * matrix[j][0];
681             samples[0][i] = v0;
682         }
683     }
684 }
685
686 /**
687  * Upmix delay samples from stereo to original channel layout.
688  */
689 static void ac3_upmix_delay(AC3DecodeContext *s)
690 {
691     int channel_data_size = sizeof(s->delay[0]);
692     switch(s->channel_mode) {
693         case AC3_CHMODE_DUALMONO:
694         case AC3_CHMODE_STEREO:
695             /* upmix mono to stereo */
696             memcpy(s->delay[1], s->delay[0], channel_data_size);
697             break;
698         case AC3_CHMODE_2F2R:
699             memset(s->delay[3], 0, channel_data_size);
700         case AC3_CHMODE_2F1R:
701             memset(s->delay[2], 0, channel_data_size);
702             break;
703         case AC3_CHMODE_3F2R:
704             memset(s->delay[4], 0, channel_data_size);
705         case AC3_CHMODE_3F1R:
706             memset(s->delay[3], 0, channel_data_size);
707         case AC3_CHMODE_3F:
708             memcpy(s->delay[2], s->delay[1], channel_data_size);
709             memset(s->delay[1], 0, channel_data_size);
710             break;
711     }
712 }
713
714 /**
715  * Decode band structure for coupling, spectral extension, or enhanced coupling.
716  * The band structure defines how many subbands are in each band.  For each
717  * subband in the range, 1 means it is combined with the previous band, and 0
718  * means that it starts a new band.
719  *
720  * @param[in] gbc bit reader context
721  * @param[in] blk block number
722  * @param[in] eac3 flag to indicate E-AC-3
723  * @param[in] ecpl flag to indicate enhanced coupling
724  * @param[in] start_subband subband number for start of range
725  * @param[in] end_subband subband number for end of range
726  * @param[in] default_band_struct default band structure table
727  * @param[out] num_bands number of bands (optionally NULL)
728  * @param[out] band_sizes array containing the number of bins in each band (optionally NULL)
729  */
730 static void decode_band_structure(GetBitContext *gbc, int blk, int eac3,
731                                   int ecpl, int start_subband, int end_subband,
732                                   const uint8_t *default_band_struct,
733                                   int *num_bands,
734                                   uint8_t *band_sizes)
735 {
736     int subbnd, bnd, n_subbands, n_bands=0;
737     uint8_t bnd_sz[22];
738     uint8_t coded_band_struct[22];
739     const uint8_t *band_struct;
740
741     n_subbands = end_subband - start_subband;
742
743     /* decode band structure from bitstream or use default */
744     if (!eac3 || get_bits1(gbc)) {
745         for (subbnd = 0; subbnd < n_subbands - 1; subbnd++) {
746             coded_band_struct[subbnd] = get_bits1(gbc);
747         }
748         band_struct = coded_band_struct;
749     } else if (!blk) {
750         band_struct = &default_band_struct[start_subband+1];
751     } else {
752         /* no change in band structure */
753         return;
754     }
755
756     /* calculate number of bands and band sizes based on band structure.
757        note that the first 4 subbands in enhanced coupling span only 6 bins
758        instead of 12. */
759     if (num_bands || band_sizes ) {
760         n_bands = n_subbands;
761         bnd_sz[0] = ecpl ? 6 : 12;
762         for (bnd = 0, subbnd = 1; subbnd < n_subbands; subbnd++) {
763             int subbnd_size = (ecpl && subbnd < 4) ? 6 : 12;
764             if (band_struct[subbnd-1]) {
765                 n_bands--;
766                 bnd_sz[bnd] += subbnd_size;
767             } else {
768                 bnd_sz[++bnd] = subbnd_size;
769             }
770         }
771     }
772
773     /* set optional output params */
774     if (num_bands)
775         *num_bands = n_bands;
776     if (band_sizes)
777         memcpy(band_sizes, bnd_sz, n_bands);
778 }
779
780 /**
781  * Decode a single audio block from the AC-3 bitstream.
782  */
783 static int decode_audio_block(AC3DecodeContext *s, int blk)
784 {
785     int fbw_channels = s->fbw_channels;
786     int channel_mode = s->channel_mode;
787     int i, bnd, seg, ch;
788     int different_transforms;
789     int downmix_output;
790     int cpl_in_use;
791     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
792     uint8_t bit_alloc_stages[AC3_MAX_CHANNELS];
793
794     memset(bit_alloc_stages, 0, AC3_MAX_CHANNELS);
795
796     /* block switch flags */
797     different_transforms = 0;
798     if (s->block_switch_syntax) {
799         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
800             s->block_switch[ch] = get_bits1(gbc);
801             if(ch > 1 && s->block_switch[ch] != s->block_switch[1])
802                 different_transforms = 1;
803         }
804     }
805
806     /* dithering flags */
807     if (s->dither_flag_syntax) {
808         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
809             s->dither_flag[ch] = get_bits1(gbc);
810         }
811     }
812
813     /* dynamic range */
814     i = !(s->channel_mode);
815     do {
816         if(get_bits1(gbc)) {
817             s->dynamic_range[i] = ((dynamic_range_tab[get_bits(gbc, 8)]-1.0) *
818                                   s->avctx->drc_scale)+1.0;
819         } else if(blk == 0) {
820             s->dynamic_range[i] = 1.0f;
821         }
822     } while(i--);
823
824     /* spectral extension strategy */
825     if (s->eac3 && (!blk || get_bits1(gbc))) {
826         if (get_bits1(gbc)) {
827             av_log_missing_feature(s->avctx, "Spectral extension", 1);
828             return -1;
829         }
830         /* TODO: parse spectral extension strategy info */
831     }
832
833     /* TODO: spectral extension coordinates */
834
835     /* coupling strategy */
836     if (s->eac3 ? s->cpl_strategy_exists[blk] : get_bits1(gbc)) {
837         memset(bit_alloc_stages, 3, AC3_MAX_CHANNELS);
838         if (!s->eac3)
839             s->cpl_in_use[blk] = get_bits1(gbc);
840         if (s->cpl_in_use[blk]) {
841             /* coupling in use */
842             int cpl_start_subband, cpl_end_subband;
843
844             if (channel_mode < AC3_CHMODE_STEREO) {
845                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "coupling not allowed in mono or dual-mono\n");
846                 return -1;
847             }
848
849             /* check for enhanced coupling */
850             if (s->eac3 && get_bits1(gbc)) {
851                 /* TODO: parse enhanced coupling strategy info */
852                 av_log_missing_feature(s->avctx, "Enhanced coupling", 1);
853                 return -1;
854             }
855
856             /* determine which channels are coupled */
857             if (s->eac3 && s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
858                 s->channel_in_cpl[1] = 1;
859                 s->channel_in_cpl[2] = 1;
860             } else {
861                 for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++)
862                     s->channel_in_cpl[ch] = get_bits1(gbc);
863             }
864
865             /* phase flags in use */
866             if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
867                 s->phase_flags_in_use = get_bits1(gbc);
868
869             /* coupling frequency range */
870             /* TODO: modify coupling end freq if spectral extension is used */
871             cpl_start_subband = get_bits(gbc, 4);
872             cpl_end_subband   = get_bits(gbc, 4) + 3;
873             if (cpl_start_subband >= cpl_end_subband) {
874                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid coupling range (%d >= %d)\n",
875                        cpl_start_subband, cpl_end_subband);
876                 return -1;
877             }
878             s->start_freq[CPL_CH] = cpl_start_subband * 12 + 37;
879             s->end_freq[CPL_CH]   = cpl_end_subband   * 12 + 37;
880
881             decode_band_structure(gbc, blk, s->eac3, 0, cpl_start_subband,
882                                   cpl_end_subband,
883                                   ff_eac3_default_cpl_band_struct,
884                                   &s->num_cpl_bands,
885                                   s->cpl_band_sizes);
886         } else {
887             /* coupling not in use */
888             for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
889                 s->channel_in_cpl[ch] = 0;
890                 s->first_cpl_coords[ch] = 1;
891             }
892             s->first_cpl_leak = s->eac3;
893             s->phase_flags_in_use = 0;
894         }
895     } else if (!s->eac3) {
896         if(!blk) {
897             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling strategy must be present in block 0\n");
898             return -1;
899         } else {
900             s->cpl_in_use[blk] = s->cpl_in_use[blk-1];
901         }
902     }
903     cpl_in_use = s->cpl_in_use[blk];
904
905     /* coupling coordinates */
906     if (cpl_in_use) {
907         int cpl_coords_exist = 0;
908
909         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
910             if (s->channel_in_cpl[ch]) {
911                 if ((s->eac3 && s->first_cpl_coords[ch]) || get_bits1(gbc)) {
912                     int master_cpl_coord, cpl_coord_exp, cpl_coord_mant;
913                     s->first_cpl_coords[ch] = 0;
914                     cpl_coords_exist = 1;
915                     master_cpl_coord = 3 * get_bits(gbc, 2);
916                     for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_bands; bnd++) {
917                         cpl_coord_exp = get_bits(gbc, 4);
918                         cpl_coord_mant = get_bits(gbc, 4);
919                         if (cpl_coord_exp == 15)
920                             s->cpl_coords[ch][bnd] = cpl_coord_mant << 22;
921                         else
922                             s->cpl_coords[ch][bnd] = (cpl_coord_mant + 16) << 21;
923                         s->cpl_coords[ch][bnd] >>= (cpl_coord_exp + master_cpl_coord);
924                     }
925                 } else if (!blk) {
926                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling coordinates must be present in block 0\n");
927                     return -1;
928                 }
929             } else {
930                 /* channel not in coupling */
931                 s->first_cpl_coords[ch] = 1;
932             }
933         }
934         /* phase flags */
935         if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO && cpl_coords_exist) {
936             for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_bands; bnd++) {
937                 s->phase_flags[bnd] = s->phase_flags_in_use? get_bits1(gbc) : 0;
938             }
939         }
940     }
941
942     /* stereo rematrixing strategy and band structure */
943     if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
944         if ((s->eac3 && !blk) || get_bits1(gbc)) {
945             s->num_rematrixing_bands = 4;
946             if(cpl_in_use && s->start_freq[CPL_CH] <= 61)
947                 s->num_rematrixing_bands -= 1 + (s->start_freq[CPL_CH] == 37);
948             for(bnd=0; bnd<s->num_rematrixing_bands; bnd++)
949                 s->rematrixing_flags[bnd] = get_bits1(gbc);
950         } else if (!blk) {
951             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new rematrixing strategy must be present in block 0\n");
952             return -1;
953         }
954     }
955
956     /* exponent strategies for each channel */
957     for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
958         if (!s->eac3)
959             s->exp_strategy[blk][ch] = get_bits(gbc, 2 - (ch == s->lfe_ch));
960         if(s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE)
961             bit_alloc_stages[ch] = 3;
962     }
963
964     /* channel bandwidth */
965     for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
966         s->start_freq[ch] = 0;
967         if (s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE) {
968             int group_size;
969             int prev = s->end_freq[ch];
970             if (s->channel_in_cpl[ch])
971                 s->end_freq[ch] = s->start_freq[CPL_CH];
972             else {
973                 int bandwidth_code = get_bits(gbc, 6);
974                 if (bandwidth_code > 60) {
975                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "bandwidth code = %d > 60\n", bandwidth_code);
976                     return -1;
977                 }
978                 s->end_freq[ch] = bandwidth_code * 3 + 73;
979             }
980             group_size = 3 << (s->exp_strategy[blk][ch] - 1);
981             s->num_exp_groups[ch] = (s->end_freq[ch]+group_size-4) / group_size;
982             if(blk > 0 && s->end_freq[ch] != prev)
983                 memset(bit_alloc_stages, 3, AC3_MAX_CHANNELS);
984         }
985     }
986     if (cpl_in_use && s->exp_strategy[blk][CPL_CH] != EXP_REUSE) {
987         s->num_exp_groups[CPL_CH] = (s->end_freq[CPL_CH] - s->start_freq[CPL_CH]) /
988                                     (3 << (s->exp_strategy[blk][CPL_CH] - 1));
989     }
990
991     /* decode exponents for each channel */
992     for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
993         if (s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE) {
994             s->dexps[ch][0] = get_bits(gbc, 4) << !ch;
995             if (decode_exponents(gbc, s->exp_strategy[blk][ch],
996                                  s->num_exp_groups[ch], s->dexps[ch][0],
997                                  &s->dexps[ch][s->start_freq[ch]+!!ch])) {
998                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "exponent out-of-range\n");
999                 return -1;
1000             }
1001             if(ch != CPL_CH && ch != s->lfe_ch)
1002                 skip_bits(gbc, 2); /* skip gainrng */
1003         }
1004     }
1005
1006     /* bit allocation information */
1007     if (s->bit_allocation_syntax) {
1008         if (get_bits1(gbc)) {
1009             s->bit_alloc_params.slow_decay = ff_ac3_slow_decay_tab[get_bits(gbc, 2)] >> s->bit_alloc_params.sr_shift;
1010             s->bit_alloc_params.fast_decay = ff_ac3_fast_decay_tab[get_bits(gbc, 2)] >> s->bit_alloc_params.sr_shift;
1011             s->bit_alloc_params.slow_gain  = ff_ac3_slow_gain_tab[get_bits(gbc, 2)];
1012             s->bit_alloc_params.db_per_bit = ff_ac3_db_per_bit_tab[get_bits(gbc, 2)];
1013             s->bit_alloc_params.floor  = ff_ac3_floor_tab[get_bits(gbc, 3)];
1014             for(ch=!cpl_in_use; ch<=s->channels; ch++)
1015                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1016         } else if (!blk) {
1017             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new bit allocation info must be present in block 0\n");
1018             return -1;
1019         }
1020     }
1021
1022     /* signal-to-noise ratio offsets and fast gains (signal-to-mask ratios) */
1023     if(!s->eac3 || !blk){
1024         if(s->snr_offset_strategy && get_bits1(gbc)) {
1025             int snr = 0;
1026             int csnr;
1027             csnr = (get_bits(gbc, 6) - 15) << 4;
1028             for (i = ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1029                 /* snr offset */
1030                 if (ch == i || s->snr_offset_strategy == 2)
1031                     snr = (csnr + get_bits(gbc, 4)) << 2;
1032                 /* run at least last bit allocation stage if snr offset changes */
1033                 if(blk && s->snr_offset[ch] != snr) {
1034                     bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 1);
1035                 }
1036                 s->snr_offset[ch] = snr;
1037
1038                 /* fast gain (normal AC-3 only) */
1039                 if (!s->eac3) {
1040                     int prev = s->fast_gain[ch];
1041                     s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[get_bits(gbc, 3)];
1042                     /* run last 2 bit allocation stages if fast gain changes */
1043                     if(blk && prev != s->fast_gain[ch])
1044                         bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1045                 }
1046             }
1047         } else if (!s->eac3 && !blk) {
1048             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new snr offsets must be present in block 0\n");
1049             return -1;
1050         }
1051     }
1052
1053     /* fast gain (E-AC-3 only) */
1054     if (s->fast_gain_syntax && get_bits1(gbc)) {
1055         for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1056             int prev = s->fast_gain[ch];
1057             s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[get_bits(gbc, 3)];
1058             /* run last 2 bit allocation stages if fast gain changes */
1059             if(blk && prev != s->fast_gain[ch])
1060                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1061         }
1062     } else if (s->eac3 && !blk) {
1063         for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++)
1064             s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[4];
1065     }
1066
1067     /* E-AC-3 to AC-3 converter SNR offset */
1068     if (s->frame_type == EAC3_FRAME_TYPE_INDEPENDENT && get_bits1(gbc)) {
1069         skip_bits(gbc, 10); // skip converter snr offset
1070     }
1071
1072     /* coupling leak information */
1073     if (cpl_in_use) {
1074         if (s->first_cpl_leak || get_bits1(gbc)) {
1075             int fl = get_bits(gbc, 3);
1076             int sl = get_bits(gbc, 3);
1077             /* run last 2 bit allocation stages for coupling channel if
1078                coupling leak changes */
1079             if(blk && (fl != s->bit_alloc_params.cpl_fast_leak ||
1080                        sl != s->bit_alloc_params.cpl_slow_leak)) {
1081                 bit_alloc_stages[CPL_CH] = FFMAX(bit_alloc_stages[CPL_CH], 2);
1082             }
1083             s->bit_alloc_params.cpl_fast_leak = fl;
1084             s->bit_alloc_params.cpl_slow_leak = sl;
1085         } else if (!s->eac3 && !blk) {
1086             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling leak info must be present in block 0\n");
1087             return -1;
1088         }
1089         s->first_cpl_leak = 0;
1090     }
1091
1092     /* delta bit allocation information */
1093     if (s->dba_syntax && get_bits1(gbc)) {
1094         /* delta bit allocation exists (strategy) */
1095         for (ch = !cpl_in_use; ch <= fbw_channels; ch++) {
1096             s->dba_mode[ch] = get_bits(gbc, 2);
1097             if (s->dba_mode[ch] == DBA_RESERVED) {
1098                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "delta bit allocation strategy reserved\n");
1099                 return -1;
1100             }
1101             bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1102         }
1103         /* channel delta offset, len and bit allocation */
1104         for (ch = !cpl_in_use; ch <= fbw_channels; ch++) {
1105             if (s->dba_mode[ch] == DBA_NEW) {
1106                 s->dba_nsegs[ch] = get_bits(gbc, 3);
1107                 for (seg = 0; seg <= s->dba_nsegs[ch]; seg++) {
1108                     s->dba_offsets[ch][seg] = get_bits(gbc, 5);
1109                     s->dba_lengths[ch][seg] = get_bits(gbc, 4);
1110                     s->dba_values[ch][seg] = get_bits(gbc, 3);
1111                 }
1112                 /* run last 2 bit allocation stages if new dba values */
1113                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1114             }
1115         }
1116     } else if(blk == 0) {
1117         for(ch=0; ch<=s->channels; ch++) {
1118             s->dba_mode[ch] = DBA_NONE;
1119         }
1120     }
1121
1122     /* Bit allocation */
1123     for(ch=!cpl_in_use; ch<=s->channels; ch++) {
1124         if(bit_alloc_stages[ch] > 2) {
1125             /* Exponent mapping into PSD and PSD integration */
1126             ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(s->dexps[ch],
1127                                       s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1128                                       s->psd[ch], s->band_psd[ch]);
1129         }
1130         if(bit_alloc_stages[ch] > 1) {
1131             /* Compute excitation function, Compute masking curve, and
1132                Apply delta bit allocation */
1133             if (ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(&s->bit_alloc_params, s->band_psd[ch],
1134                                            s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1135                                            s->fast_gain[ch], (ch == s->lfe_ch),
1136                                            s->dba_mode[ch], s->dba_nsegs[ch],
1137                                            s->dba_offsets[ch], s->dba_lengths[ch],
1138                                            s->dba_values[ch], s->mask[ch])) {
1139                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "error in bit allocation\n");
1140                 return -1;
1141             }
1142         }
1143         if(bit_alloc_stages[ch] > 0) {
1144             /* Compute bit allocation */
1145             const uint8_t *bap_tab = s->channel_uses_aht[ch] ?
1146                                      ff_eac3_hebap_tab : ff_ac3_bap_tab;
1147             ff_ac3_bit_alloc_calc_bap(s->mask[ch], s->psd[ch],
1148                                       s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1149                                       s->snr_offset[ch],
1150                                       s->bit_alloc_params.floor,
1151                                       bap_tab, s->bap[ch]);
1152         }
1153     }
1154
1155     /* unused dummy data */
1156     if (s->skip_syntax && get_bits1(gbc)) {
1157         int skipl = get_bits(gbc, 9);
1158         while(skipl--)
1159             skip_bits(gbc, 8);
1160     }
1161
1162     /* unpack the transform coefficients
1163        this also uncouples channels if coupling is in use. */
1164     decode_transform_coeffs(s, blk);
1165
1166     /* TODO: generate enhanced coupling coordinates and uncouple */
1167
1168     /* TODO: apply spectral extension */
1169
1170     /* recover coefficients if rematrixing is in use */
1171     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
1172         do_rematrixing(s);
1173
1174     /* apply scaling to coefficients (headroom, dynrng) */
1175     for(ch=1; ch<=s->channels; ch++) {
1176         float gain = s->mul_bias / 4194304.0f;
1177         if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_DUALMONO) {
1178             gain *= s->dynamic_range[ch-1];
1179         } else {
1180             gain *= s->dynamic_range[0];
1181         }
1182         s->dsp.int32_to_float_fmul_scalar(s->transform_coeffs[ch], s->fixed_coeffs[ch], gain, 256);
1183     }
1184
1185     /* downmix and MDCT. order depends on whether block switching is used for
1186        any channel in this block. this is because coefficients for the long
1187        and short transforms cannot be mixed. */
1188     downmix_output = s->channels != s->out_channels &&
1189                      !((s->output_mode & AC3_OUTPUT_LFEON) &&
1190                      s->fbw_channels == s->out_channels);
1191     if(different_transforms) {
1192         /* the delay samples have already been downmixed, so we upmix the delay
1193            samples in order to reconstruct all channels before downmixing. */
1194         if(s->downmixed) {
1195             s->downmixed = 0;
1196             ac3_upmix_delay(s);
1197         }
1198
1199         do_imdct(s, s->channels);
1200
1201         if(downmix_output) {
1202             s->dsp.ac3_downmix(s->output, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 256);
1203         }
1204     } else {
1205         if(downmix_output) {
1206             s->dsp.ac3_downmix(s->transform_coeffs+1, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 256);
1207         }
1208
1209         if(downmix_output && !s->downmixed) {
1210             s->downmixed = 1;
1211             s->dsp.ac3_downmix(s->delay, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 128);
1212         }
1213
1214         do_imdct(s, s->out_channels);
1215     }
1216
1217     return 0;
1218 }
1219
1220 /**
1221  * Decode a single AC-3 frame.
1222  */
1223 static int ac3_decode_frame(AVCodecContext * avctx, void *data, int *data_size,
1224                             AVPacket *avpkt)
1225 {
1226     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1227     int buf_size = avpkt->size;
1228     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
1229     int16_t *out_samples = (int16_t *)data;
1230     int blk, ch, err;
1231     const uint8_t *channel_map;
1232     const float *output[AC3_MAX_CHANNELS];
1233
1234     /* initialize the GetBitContext with the start of valid AC-3 Frame */
1235     if (s->input_buffer) {
1236         /* copy input buffer to decoder context to avoid reading past the end
1237            of the buffer, which can be caused by a damaged input stream. */
1238         memcpy(s->input_buffer, buf, FFMIN(buf_size, AC3_FRAME_BUFFER_SIZE));
1239         init_get_bits(&s->gbc, s->input_buffer, buf_size * 8);
1240     } else {
1241         init_get_bits(&s->gbc, buf, buf_size * 8);
1242     }
1243
1244     /* parse the syncinfo */
1245     *data_size = 0;
1246     err = parse_frame_header(s);
1247
1248     /* check that reported frame size fits in input buffer */
1249     if(s->frame_size > buf_size) {
1250         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "incomplete frame\n");
1251         err = AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE;
1252     }
1253
1254     /* check for crc mismatch */
1255     if(err != AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE && avctx->error_recognition >= FF_ER_CAREFUL) {
1256         if(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0, &buf[2], s->frame_size-2)) {
1257             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "frame CRC mismatch\n");
1258             err = AAC_AC3_PARSE_ERROR_CRC;
1259         }
1260     }
1261
1262     if(err && err != AAC_AC3_PARSE_ERROR_CRC) {
1263         switch(err) {
1264             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_SYNC:
1265                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "frame sync error\n");
1266                 return -1;
1267             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_BSID:
1268                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid bitstream id\n");
1269                 break;
1270             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_SAMPLE_RATE:
1271                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sample rate\n");
1272                 break;
1273             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE:
1274                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid frame size\n");
1275                 break;
1276             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_TYPE:
1277                 /* skip frame if CRC is ok. otherwise use error concealment. */
1278                 /* TODO: add support for substreams and dependent frames */
1279                 if(s->frame_type == EAC3_FRAME_TYPE_DEPENDENT || s->substreamid) {
1280                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported frame type : skipping frame\n");
1281                     return s->frame_size;
1282                 } else {
1283                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid frame type\n");
1284                 }
1285                 break;
1286             default:
1287                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid header\n");
1288                 break;
1289         }
1290     }
1291
1292     /* if frame is ok, set audio parameters */
1293     if (!err) {
1294         avctx->sample_rate = s->sample_rate;
1295         avctx->bit_rate = s->bit_rate;
1296
1297         /* channel config */
1298         s->out_channels = s->channels;
1299         s->output_mode = s->channel_mode;
1300         if(s->lfe_on)
1301             s->output_mode |= AC3_OUTPUT_LFEON;
1302         if (avctx->request_channels > 0 && avctx->request_channels <= 2 &&
1303                 avctx->request_channels < s->channels) {
1304             s->out_channels = avctx->request_channels;
1305             s->output_mode  = avctx->request_channels == 1 ? AC3_CHMODE_MONO : AC3_CHMODE_STEREO;
1306             s->channel_layout = ff_ac3_channel_layout_tab[s->output_mode];
1307         }
1308         avctx->channels = s->out_channels;
1309         avctx->channel_layout = s->channel_layout;
1310
1311         /* set downmixing coefficients if needed */
1312         if(s->channels != s->out_channels && !((s->output_mode & AC3_OUTPUT_LFEON) &&
1313                 s->fbw_channels == s->out_channels)) {
1314             set_downmix_coeffs(s);
1315         }
1316     } else if (!s->out_channels) {
1317         s->out_channels = avctx->channels;
1318         if(s->out_channels < s->channels)
1319             s->output_mode  = s->out_channels == 1 ? AC3_CHMODE_MONO : AC3_CHMODE_STEREO;
1320     }
1321
1322     /* decode the audio blocks */
1323     channel_map = ff_ac3_dec_channel_map[s->output_mode & ~AC3_OUTPUT_LFEON][s->lfe_on];
1324     for (ch = 0; ch < s->out_channels; ch++)
1325         output[ch] = s->output[channel_map[ch]];
1326     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
1327         if (!err && decode_audio_block(s, blk)) {
1328             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "error decoding the audio block\n");
1329             err = 1;
1330         }
1331         s->dsp.float_to_int16_interleave(out_samples, output, 256, s->out_channels);
1332         out_samples += 256 * s->out_channels;
1333     }
1334     *data_size = s->num_blocks * 256 * avctx->channels * sizeof (int16_t);
1335     return s->frame_size;
1336 }
1337
1338 /**
1339  * Uninitialize the AC-3 decoder.
1340  */
1341 static av_cold int ac3_decode_end(AVCodecContext *avctx)
1342 {
1343     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
1344     ff_mdct_end(&s->imdct_512);
1345     ff_mdct_end(&s->imdct_256);
1346
1347     av_freep(&s->input_buffer);
1348
1349     return 0;
1350 }
1351
1352 AVCodec ac3_decoder = {
1353     .name = "ac3",
1354     .type = CODEC_TYPE_AUDIO,
1355     .id = CODEC_ID_AC3,
1356     .priv_data_size = sizeof (AC3DecodeContext),
1357     .init = ac3_decode_init,
1358     .close = ac3_decode_end,
1359     .decode = ac3_decode_frame,
1360     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATSC A/52A (AC-3)"),
1361 };
1362
1363 #if CONFIG_EAC3_DECODER
1364 AVCodec eac3_decoder = {
1365     .name = "eac3",
1366     .type = CODEC_TYPE_AUDIO,
1367     .id = CODEC_ID_EAC3,
1368     .priv_data_size = sizeof (AC3DecodeContext),
1369     .init = ac3_decode_init,
1370     .close = ac3_decode_end,
1371     .decode = ac3_decode_frame,
1372     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATSC A/52B (AC-3, E-AC-3)"),
1373 };
1374 #endif