only use sized data types when necessary
[ffmpeg.git] / libavcodec / ac3dec.c
1 /*
2  * AC-3 Audio Decoder
3  * This code is developed as part of Google Summer of Code 2006 Program.
4  *
5  * Copyright (c) 2006 Kartikey Mahendra BHATT (bhattkm at gmail dot com).
6  * Copyright (c) 2007 Justin Ruggles
7  *
8  * Portions of this code are derived from liba52
9  * http://liba52.sourceforge.net
10  * Copyright (C) 2000-2003 Michel Lespinasse <walken@zoy.org>
11  * Copyright (C) 1999-2000 Aaron Holtzman <aholtzma@ess.engr.uvic.ca>
12  *
13  * This file is part of FFmpeg.
14  *
15  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
16  * modify it under the terms of the GNU General Public
17  * License as published by the Free Software Foundation; either
18  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
19  *
20  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
21  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
22  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
23  * General Public License for more details.
24  *
25  * You should have received a copy of the GNU General Public
26  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
27  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
28  */
29
30 #include <stdio.h>
31 #include <stddef.h>
32 #include <math.h>
33 #include <string.h>
34
35 #include "avcodec.h"
36 #include "ac3_parser.h"
37 #include "bitstream.h"
38 #include "dsputil.h"
39 #include "random.h"
40
41 static const int nfchans_tbl[8] = { 2, 1, 2, 3, 3, 4, 4, 5 };
42
43 /* table for exponent to scale_factor mapping
44  * scale_factor[i] = 2 ^ -(i + 15)
45  */
46 static float scale_factors[25];
47
48 /** table for grouping exponents */
49 static uint8_t exp_ungroup_tbl[128][3];
50
51 static int16_t l3_quantizers_1[32];
52 static int16_t l3_quantizers_2[32];
53 static int16_t l3_quantizers_3[32];
54
55 static int16_t l5_quantizers_1[128];
56 static int16_t l5_quantizers_2[128];
57 static int16_t l5_quantizers_3[128];
58
59 static int16_t l7_quantizers[7];
60
61 static int16_t l11_quantizers_1[128];
62 static int16_t l11_quantizers_2[128];
63
64 static int16_t l15_quantizers[15];
65
66 static const uint8_t qntztab[16] = { 0, 5, 7, 3, 7, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 16 };
67
68 /* Adjustmens in dB gain */
69 #define LEVEL_MINUS_3DB         0.7071067811865476
70 #define LEVEL_MINUS_4POINT5DB   0.5946035575013605
71 #define LEVEL_MINUS_6DB         0.5000000000000000
72 #define LEVEL_PLUS_3DB          1.4142135623730951
73 #define LEVEL_PLUS_6DB          2.0000000000000000
74 #define LEVEL_ZERO              0.0000000000000000
75
76 static const float clevs[4] = { LEVEL_MINUS_3DB, LEVEL_MINUS_4POINT5DB,
77     LEVEL_MINUS_6DB, LEVEL_MINUS_4POINT5DB };
78
79 static const float slevs[4] = { LEVEL_MINUS_3DB, LEVEL_MINUS_6DB, LEVEL_ZERO, LEVEL_MINUS_6DB };
80
81 #define BLOCK_SIZE    256
82
83 /* Output and input configurations. */
84 #define AC3_OUTPUT_UNMODIFIED   0x01
85 #define AC3_OUTPUT_MONO         0x02
86 #define AC3_OUTPUT_STEREO       0x04
87 #define AC3_OUTPUT_DOLBY        0x08
88 #define AC3_OUTPUT_LFEON        0x10
89
90 typedef struct {
91     int acmod;
92     int cmixlev;
93     int surmixlev;
94     int dsurmod;
95
96     int blksw[AC3_MAX_CHANNELS];
97     int dithflag[AC3_MAX_CHANNELS];
98     int cplinu;
99     int chincpl[AC3_MAX_CHANNELS];
100     int phsflginu;
101     int cplbegf;
102     int cplendf;
103     int cplcoe;
104     uint32_t cplbndstrc;
105     int rematstr;
106     int rematflg[AC3_MAX_CHANNELS];
107     int cplexpstr;
108     int lfeexpstr;
109     int chexpstr[5];
110     int csnroffst;
111     int cplfsnroffst;
112     int cplfgaincod;
113     int fsnroffst[5];
114     int fgaincod[5];
115     int lfefsnroffst;
116     int lfefgaincod;
117     int cpldeltbae;
118     int deltbae[5];
119     int cpldeltnseg;
120     uint8_t  cpldeltoffst[8];
121     uint8_t  cpldeltlen[8];
122     uint8_t  cpldeltba[8];
123     int deltnseg[5];
124     uint8_t  deltoffst[5][8];
125     uint8_t  deltlen[5][8];
126     uint8_t  deltba[5][8];
127
128     /* Derived Attributes. */
129     int      sampling_rate;
130     int      bit_rate;
131     int      frame_size;
132
133     int      nchans;            //number of total channels
134     int      nfchans;           //number of full-bandwidth channels
135     int      lfeon;             //lfe channel in use
136
137     float    dynrng;            //dynamic range gain
138     float    dynrng2;           //dynamic range gain for 1+1 mode
139     float    chcoeffs[6];       //normalized channel coefficients
140     float    cplco[5][18];      //coupling coordinates
141     int      ncplbnd;           //number of coupling bands
142     int      ncplsubnd;         //number of coupling sub bands
143     int      cplstrtmant;       //coupling start mantissa
144     int      cplendmant;        //coupling end mantissa
145     int      endmant[5];        //channel end mantissas
146     AC3BitAllocParameters bit_alloc_params; ///< bit allocation parameters
147
148     int8_t   dcplexps[256];     //decoded coupling exponents
149     int8_t   dexps[5][256];     //decoded fbw channel exponents
150     int8_t   dlfeexps[256];     //decoded lfe channel exponents
151     uint8_t  cplbap[256];       //coupling bit allocation pointers
152     uint8_t  bap[5][256];       //fbw channel bit allocation pointers
153     uint8_t  lfebap[256];       //lfe channel bit allocation pointers
154
155     int      blkoutput;         //output configuration for block
156
157     DECLARE_ALIGNED_16(float, transform_coeffs[AC3_MAX_CHANNELS][BLOCK_SIZE]);  //transform coefficients
158
159     /* For IMDCT. */
160     MDCTContext imdct_512;  //for 512 sample imdct transform
161     MDCTContext imdct_256;  //for 256 sample imdct transform
162     DSPContext  dsp;        //for optimization
163
164     DECLARE_ALIGNED_16(float, output[AC3_MAX_CHANNELS][BLOCK_SIZE]);    //output after imdct transform and windowing
165     DECLARE_ALIGNED_16(float, delay[AC3_MAX_CHANNELS][BLOCK_SIZE]);     //delay - added to the next block
166     DECLARE_ALIGNED_16(float, tmp_imdct[BLOCK_SIZE]);               //temporary storage for imdct transform
167     DECLARE_ALIGNED_16(float, tmp_output[BLOCK_SIZE * 2]);          //temporary storage for output before windowing
168     DECLARE_ALIGNED_16(float, window[BLOCK_SIZE]);                  //window coefficients
169
170     /* Miscellaneous. */
171     GetBitContext gb;
172     AVRandomState dith_state;   //for dither generation
173 } AC3DecodeContext;
174
175 /*********** BEGIN INIT HELPER FUNCTIONS ***********/
176 /**
177  * Generate a Kaiser-Bessel Derived Window.
178  */
179 static void ac3_window_init(float *window)
180 {
181    int i, j;
182    double sum = 0.0, bessel, tmp;
183    double local_window[256];
184    double alpha2 = (5.0 * M_PI / 256.0) * (5.0 * M_PI / 256.0);
185
186    for (i = 0; i < 256; i++) {
187        tmp = i * (256 - i) * alpha2;
188        bessel = 1.0;
189        for (j = 100; j > 0; j--) /* defaul to 100 iterations */
190            bessel = bessel * tmp / (j * j) + 1;
191        sum += bessel;
192        local_window[i] = sum;
193    }
194
195    sum++;
196    for (i = 0; i < 256; i++)
197        window[i] = sqrt(local_window[i] / sum);
198 }
199
200 /*
201  * Generate quantizer tables.
202  */
203 static void generate_quantizers_table(int16_t quantizers[], int level, int length)
204 {
205     int i;
206
207     for (i = 0; i < length; i++)
208         quantizers[i] = ((2 * i - level + 1) << 15) / level;
209 }
210
211 static void generate_quantizers_table_1(int16_t quantizers[], int level, int length1, int length2, int size)
212 {
213     int i, j;
214     int16_t v;
215
216     for (i = 0; i < length1; i++) {
217         v = ((2 * i - level + 1) << 15) / level;
218         for (j = 0; j < length2; j++)
219             quantizers[i * length2 + j] = v;
220     }
221
222     for (i = length1 * length2; i < size; i++)
223         quantizers[i] = 0;
224 }
225
226 static void generate_quantizers_table_2(int16_t quantizers[], int level, int length1, int length2, int size)
227 {
228     int i, j;
229     int16_t v;
230
231     for (i = 0; i < length1; i++) {
232         v = ((2 * (i % level) - level + 1) << 15) / level;
233         for (j = 0; j < length2; j++)
234             quantizers[i * length2 + j] = v;
235     }
236
237     for (i = length1 * length2; i < size; i++)
238         quantizers[i] = 0;
239
240 }
241
242 static void generate_quantizers_table_3(int16_t quantizers[], int level, int length1, int length2, int size)
243 {
244     int i, j;
245
246     for (i = 0; i < length1; i++)
247         for (j = 0; j < length2; j++)
248             quantizers[i * length2 + j] = ((2 * (j % level) - level + 1) << 15) / level;
249
250     for (i = length1 * length2; i < size; i++)
251         quantizers[i] = 0;
252 }
253
254 /*
255  * Initialize tables at runtime.
256  */
257 static void ac3_tables_init(void)
258 {
259     int i;
260
261     /* Quantizer ungrouping tables. */
262     // for level-3 quantizers
263     generate_quantizers_table_1(l3_quantizers_1, 3, 3, 9, 32);
264     generate_quantizers_table_2(l3_quantizers_2, 3, 9, 3, 32);
265     generate_quantizers_table_3(l3_quantizers_3, 3, 9, 3, 32);
266
267     //for level-5 quantizers
268     generate_quantizers_table_1(l5_quantizers_1, 5, 5, 25, 128);
269     generate_quantizers_table_2(l5_quantizers_2, 5, 25, 5, 128);
270     generate_quantizers_table_3(l5_quantizers_3, 5, 25, 5, 128);
271
272     //for level-7 quantizers
273     generate_quantizers_table(l7_quantizers, 7, 7);
274
275     //for level-4 quantizers
276     generate_quantizers_table_2(l11_quantizers_1, 11, 11, 11, 128);
277     generate_quantizers_table_3(l11_quantizers_2, 11, 11, 11, 128);
278
279     //for level-15 quantizers
280     generate_quantizers_table(l15_quantizers, 15, 15);
281     /* End Quantizer ungrouping tables. */
282
283     //generate scale factors
284     for (i = 0; i < 25; i++)
285         scale_factors[i] = pow(2.0, -(i + 15));
286
287     /* generate exponent tables
288        reference: Section 7.1.3 Exponent Decoding */
289     for(i=0; i<128; i++) {
290         exp_ungroup_tbl[i][0] =  i / 25;
291         exp_ungroup_tbl[i][1] = (i % 25) / 5;
292         exp_ungroup_tbl[i][2] = (i % 25) % 5;
293     }
294 }
295
296
297 static int ac3_decode_init(AVCodecContext *avctx)
298 {
299     AC3DecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
300
301     ac3_common_init();
302     ac3_tables_init();
303     ff_mdct_init(&ctx->imdct_256, 8, 1);
304     ff_mdct_init(&ctx->imdct_512, 9, 1);
305     ac3_window_init(ctx->window);
306     dsputil_init(&ctx->dsp, avctx);
307     av_init_random(0, &ctx->dith_state);
308
309     return 0;
310 }
311 /*********** END INIT FUNCTIONS ***********/
312
313 /**
314  * Parses the 'sync info' and 'bit stream info' from the AC-3 bitstream.
315  * GetBitContext within AC3DecodeContext must point to
316  * start of the synchronized ac3 bitstream.
317  */
318 static int ac3_parse_header(AC3DecodeContext *ctx)
319 {
320     AC3HeaderInfo hdr;
321     GetBitContext *gb = &ctx->gb;
322     int err, i;
323
324     err = ff_ac3_parse_header(gb->buffer, &hdr);
325     if(err)
326         return err;
327
328     /* get decoding parameters from header info */
329     ctx->bit_alloc_params.fscod       = hdr.fscod;
330     ctx->acmod                        = hdr.acmod;
331     ctx->cmixlev                      = hdr.cmixlev;
332     ctx->surmixlev                    = hdr.surmixlev;
333     ctx->dsurmod                      = hdr.dsurmod;
334     ctx->lfeon                        = hdr.lfeon;
335     ctx->bit_alloc_params.halfratecod = hdr.halfratecod;
336     ctx->sampling_rate                = hdr.sample_rate;
337     ctx->bit_rate                     = hdr.bit_rate;
338     ctx->nchans                       = hdr.channels;
339     ctx->nfchans                      = ctx->nchans - ctx->lfeon;
340     ctx->frame_size                   = hdr.frame_size;
341     ctx->blkoutput                    = nfchans_tbl[ctx->acmod];
342     if(ctx->lfeon)
343         ctx->blkoutput |= AC3_OUTPUT_LFEON;
344
345     /* skip over portion of header which has already been read */
346     skip_bits(gb, 16); //skip the sync_word, sync_info->sync_word = get_bits(gb, 16);
347     skip_bits(gb, 16); // skip crc1
348     skip_bits(gb, 8);  // skip fscod and frmsizecod
349     skip_bits(gb, 11); // skip bsid, bsmod, and acmod
350     if(ctx->acmod == AC3_ACMOD_STEREO) {
351         skip_bits(gb, 2); // skip dsurmod
352     } else {
353         if((ctx->acmod & 1) && ctx->acmod != AC3_ACMOD_MONO)
354             skip_bits(gb, 2); // skip cmixlev
355         if(ctx->acmod & 4)
356             skip_bits(gb, 2); // skip surmixlev
357     }
358     skip_bits1(gb); // skip lfeon
359
360     /* read the rest of the bsi. read twice for dual mono mode. */
361     i = !(ctx->acmod);
362     do {
363         skip_bits(gb, 5); //skip dialog normalization
364         if (get_bits1(gb))
365             skip_bits(gb, 8); //skip compression
366         if (get_bits1(gb))
367             skip_bits(gb, 8); //skip language code
368         if (get_bits1(gb))
369             skip_bits(gb, 7); //skip audio production information
370     } while (i--);
371
372     skip_bits(gb, 2); //skip copyright bit and original bitstream bit
373
374     /* FIXME: read & use the xbsi1 downmix levels */
375     if (get_bits1(gb))
376         skip_bits(gb, 14); //skip timecode1
377     if (get_bits1(gb))
378         skip_bits(gb, 14); //skip timecode2
379
380     if (get_bits1(gb)) {
381         i = get_bits(gb, 6); //additional bsi length
382         do {
383             skip_bits(gb, 8);
384         } while(i--);
385     }
386
387     return 0;
388 }
389
390 /**
391  * Decodes the grouped exponents.
392  * This function decodes the coded exponents according to exponent strategy
393  * and stores them in the decoded exponents buffer.
394  *
395  * @param[in]  gb      GetBitContext which points to start of coded exponents
396  * @param[in]  expstr  Exponent coding strategy
397  * @param[in]  ngrps   Number of grouped exponents
398  * @param[in]  absexp  Absolute exponent or DC exponent
399  * @param[out] dexps   Decoded exponents are stored in dexps
400  */
401 static void decode_exponents(GetBitContext *gb, int expstr, int ngrps,
402                              uint8_t absexp, int8_t *dexps)
403 {
404     int i, j, grp, grpsize;
405     int dexp[256];
406     int expacc, prevexp;
407
408     /* unpack groups */
409     grpsize = expstr + (expstr == EXP_D45);
410     for(grp=0,i=0; grp<ngrps; grp++) {
411         expacc = get_bits(gb, 7);
412         dexp[i++] = exp_ungroup_tbl[expacc][0];
413         dexp[i++] = exp_ungroup_tbl[expacc][1];
414         dexp[i++] = exp_ungroup_tbl[expacc][2];
415     }
416
417     /* convert to absolute exps and expand groups */
418     prevexp = absexp;
419     for(i=0; i<ngrps*3; i++) {
420         prevexp = av_clip(prevexp + dexp[i]-2, 0, 24);
421         for(j=0; j<grpsize; j++) {
422             dexps[(i*grpsize)+j] = prevexp;
423         }
424     }
425 }
426
427 /* Performs bit allocation.
428  * This function performs bit allocation for the requested chanenl.
429  */
430 static void do_bit_allocation(AC3DecodeContext *ctx, int chnl)
431 {
432     int fgain, snroffset;
433
434     if (chnl == 5) {
435         fgain = ff_fgaintab[ctx->cplfgaincod];
436         snroffset = (((ctx->csnroffst - 15) << 4) + ctx->cplfsnroffst) << 2;
437         ac3_parametric_bit_allocation(&ctx->bit_alloc_params, ctx->cplbap,
438                                       ctx->dcplexps, ctx->cplstrtmant,
439                                       ctx->cplendmant, snroffset, fgain, 0,
440                                       ctx->cpldeltbae, ctx->cpldeltnseg,
441                                       ctx->cpldeltoffst, ctx->cpldeltlen,
442                                       ctx->cpldeltba);
443     }
444     else if (chnl == 6) {
445         fgain = ff_fgaintab[ctx->lfefgaincod];
446         snroffset = (((ctx->csnroffst - 15) << 4) + ctx->lfefsnroffst) << 2;
447         ac3_parametric_bit_allocation(&ctx->bit_alloc_params, ctx->lfebap,
448                                       ctx->dlfeexps, 0, 7, snroffset, fgain, 1,
449                                       DBA_NONE, 0, NULL, NULL, NULL);
450     }
451     else {
452         fgain = ff_fgaintab[ctx->fgaincod[chnl]];
453         snroffset = (((ctx->csnroffst - 15) << 4) + ctx->fsnroffst[chnl]) << 2;
454         ac3_parametric_bit_allocation(&ctx->bit_alloc_params, ctx->bap[chnl],
455                                       ctx->dexps[chnl], 0, ctx->endmant[chnl],
456                                       snroffset, fgain, 0, ctx->deltbae[chnl],
457                                       ctx->deltnseg[chnl], ctx->deltoffst[chnl],
458                                       ctx->deltlen[chnl], ctx->deltba[chnl]);
459     }
460 }
461
462 typedef struct { /* grouped mantissas for 3-level 5-leve and 11-level quantization */
463     int16_t l3_quantizers[3];
464     int16_t l5_quantizers[3];
465     int16_t l11_quantizers[2];
466     int l3ptr;
467     int l5ptr;
468     int l11ptr;
469 } mant_groups;
470
471 /* Get the transform coefficients for coupling channel and uncouple channels.
472  * The coupling transform coefficients starts at the the cplstrtmant, which is
473  * equal to endmant[ch] for fbw channels. Hence we can uncouple channels before
474  * getting transform coefficients for the channel.
475  */
476 static int get_transform_coeffs_cpling(AC3DecodeContext *ctx, mant_groups *m)
477 {
478     GetBitContext *gb = &ctx->gb;
479     int ch, start, end, cplbndstrc, bnd, gcode, tbap;
480     float cplcos[5], cplcoeff;
481     uint8_t *exps = ctx->dcplexps;
482     uint8_t *bap = ctx->cplbap;
483
484     cplbndstrc = ctx->cplbndstrc;
485     start = ctx->cplstrtmant;
486     bnd = 0;
487
488     while (start < ctx->cplendmant) {
489         end = start + 12;
490         while (cplbndstrc & 1) {
491             end += 12;
492             cplbndstrc >>= 1;
493         }
494         cplbndstrc >>= 1;
495         for (ch = 0; ch < ctx->nfchans; ch++)
496             cplcos[ch] = ctx->chcoeffs[ch] * ctx->cplco[ch][bnd];
497         bnd++;
498
499         while (start < end) {
500             tbap = bap[start];
501             switch(tbap) {
502                 case 0:
503                     for (ch = 0; ch < ctx->nfchans; ch++)
504                         if (ctx->chincpl[ch]) {
505                             if (ctx->dithflag[ch]) {
506                                 cplcoeff = (av_random(&ctx->dith_state) & 0xFFFF) * scale_factors[exps[start]];
507                                 ctx->transform_coeffs[ch + 1][start] = cplcoeff * cplcos[ch] * LEVEL_MINUS_3DB;
508                             } else
509                                 ctx->transform_coeffs[ch + 1][start] = 0;
510                         }
511                     start++;
512                     continue;
513                 case 1:
514                     if (m->l3ptr > 2) {
515                         gcode = get_bits(gb, 5);
516                         m->l3_quantizers[0] = l3_quantizers_1[gcode];
517                         m->l3_quantizers[1] = l3_quantizers_2[gcode];
518                         m->l3_quantizers[2] = l3_quantizers_3[gcode];
519                         m->l3ptr = 0;
520                     }
521                     cplcoeff = m->l3_quantizers[m->l3ptr++] * scale_factors[exps[start]];
522                     break;
523
524                 case 2:
525                     if (m->l5ptr > 2) {
526                         gcode = get_bits(gb, 7);
527                         m->l5_quantizers[0] = l5_quantizers_1[gcode];
528                         m->l5_quantizers[1] = l5_quantizers_2[gcode];
529                         m->l5_quantizers[2] = l5_quantizers_3[gcode];
530                         m->l5ptr = 0;
531                     }
532                     cplcoeff = m->l5_quantizers[m->l5ptr++] * scale_factors[exps[start]];
533                     break;
534
535                 case 3:
536                     cplcoeff = l7_quantizers[get_bits(gb, 3)] * scale_factors[exps[start]];
537                     break;
538
539                 case 4:
540                     if (m->l11ptr > 1) {
541                         gcode = get_bits(gb, 7);
542                         m->l11_quantizers[0] = l11_quantizers_1[gcode];
543                         m->l11_quantizers[1] = l11_quantizers_2[gcode];
544                         m->l11ptr = 0;
545                     }
546                     cplcoeff = m->l11_quantizers[m->l11ptr++] * scale_factors[exps[start]];
547                     break;
548
549                 case 5:
550                     cplcoeff = l15_quantizers[get_bits(gb, 4)] * scale_factors[exps[start]];
551                     break;
552
553                 default:
554                     cplcoeff = (get_sbits(gb, qntztab[tbap]) << (16 - qntztab[tbap])) * scale_factors[exps[start]];
555             }
556             for (ch = 0; ch < ctx->nfchans; ch++)
557                 if (ctx->chincpl[ch])
558                     ctx->transform_coeffs[ch + 1][start] = cplcoeff * cplcos[ch];
559             start++;
560         }
561     }
562
563     return 0;
564 }
565
566 /* Get the transform coefficients for particular channel */
567 static int get_transform_coeffs_ch(AC3DecodeContext *ctx, int ch_index, mant_groups *m)
568 {
569     GetBitContext *gb = &ctx->gb;
570     int i, gcode, tbap, dithflag, end;
571     uint8_t *exps;
572     uint8_t *bap;
573     float *coeffs;
574     float factors[25];
575
576     for (i = 0; i < 25; i++)
577         factors[i] = scale_factors[i] * ctx->chcoeffs[ch_index];
578
579     if (ch_index != -1) { /* fbw channels */
580         dithflag = ctx->dithflag[ch_index];
581         exps = ctx->dexps[ch_index];
582         bap = ctx->bap[ch_index];
583         coeffs = ctx->transform_coeffs[ch_index + 1];
584         end = ctx->endmant[ch_index];
585     } else if (ch_index == -1) {
586         dithflag = 0;
587         exps = ctx->dlfeexps;
588         bap = ctx->lfebap;
589         coeffs = ctx->transform_coeffs[0];
590         end = 7;
591     }
592
593
594     for (i = 0; i < end; i++) {
595         tbap = bap[i];
596         switch (tbap) {
597             case 0:
598                 if (!dithflag) {
599                     coeffs[i] = 0;
600                     continue;
601                 }
602                 else {
603                     coeffs[i] = (av_random(&ctx->dith_state) & 0xFFFF) * factors[exps[i]];
604                     coeffs[i] *= LEVEL_MINUS_3DB;
605                     continue;
606                 }
607
608             case 1:
609                 if (m->l3ptr > 2) {
610                     gcode = get_bits(gb, 5);
611                     m->l3_quantizers[0] = l3_quantizers_1[gcode];
612                     m->l3_quantizers[1] = l3_quantizers_2[gcode];
613                     m->l3_quantizers[2] = l3_quantizers_3[gcode];
614                     m->l3ptr = 0;
615                 }
616                 coeffs[i] = m->l3_quantizers[m->l3ptr++] * factors[exps[i]];
617                 continue;
618
619             case 2:
620                 if (m->l5ptr > 2) {
621                     gcode = get_bits(gb, 7);
622                     m->l5_quantizers[0] = l5_quantizers_1[gcode];
623                     m->l5_quantizers[1] = l5_quantizers_2[gcode];
624                     m->l5_quantizers[2] = l5_quantizers_3[gcode];
625                     m->l5ptr = 0;
626                 }
627                 coeffs[i] = m->l5_quantizers[m->l5ptr++] * factors[exps[i]];
628                 continue;
629
630             case 3:
631                 coeffs[i] = l7_quantizers[get_bits(gb, 3)] * factors[exps[i]];
632                 continue;
633
634             case 4:
635                 if (m->l11ptr > 1) {
636                     gcode = get_bits(gb, 7);
637                     m->l11_quantizers[0] = l11_quantizers_1[gcode];
638                     m->l11_quantizers[1] = l11_quantizers_2[gcode];
639                     m->l11ptr = 0;
640                 }
641                 coeffs[i] = m->l11_quantizers[m->l11ptr++] * factors[exps[i]];
642                 continue;
643
644             case 5:
645                 coeffs[i] = l15_quantizers[get_bits(gb, 4)] * factors[exps[i]];
646                 continue;
647
648             default:
649                 coeffs[i] = (get_sbits(gb, qntztab[tbap]) << (16 - qntztab[tbap])) * factors[exps[i]];
650                 continue;
651         }
652     }
653
654     return 0;
655 }
656
657 /* Get the transform coefficients.
658  * This function extracts the tranform coefficients form the ac3 bitstream.
659  * This function is called after bit allocation is performed.
660  */
661 static int get_transform_coeffs(AC3DecodeContext * ctx)
662 {
663     int i, end;
664     int got_cplchan = 0;
665     mant_groups m;
666
667     m.l3ptr = m.l5ptr = m.l11ptr = 3;
668
669     for (i = 0; i < ctx->nfchans; i++) {
670         /* transform coefficients for individual channel */
671         if (get_transform_coeffs_ch(ctx, i, &m))
672             return -1;
673         /* tranform coefficients for coupling channels */
674         if (ctx->chincpl[i])  {
675             if (!got_cplchan) {
676                 if (get_transform_coeffs_cpling(ctx, &m)) {
677                     av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "error in decoupling channels\n");
678                     return -1;
679                 }
680                 got_cplchan = 1;
681             }
682             end = ctx->cplendmant;
683         } else
684             end = ctx->endmant[i];
685         do
686             ctx->transform_coeffs[i + 1][end] = 0;
687         while(++end < 256);
688     }
689     if (ctx->lfeon) {
690         if (get_transform_coeffs_ch(ctx, -1, &m))
691                 return -1;
692         for (i = 7; i < 256; i++) {
693             ctx->transform_coeffs[0][i] = 0;
694         }
695     }
696
697     return 0;
698 }
699
700 /* Rematrixing routines. */
701 static void do_rematrixing1(AC3DecodeContext *ctx, int start, int end)
702 {
703     float tmp0, tmp1;
704
705     while (start < end) {
706         tmp0 = ctx->transform_coeffs[1][start];
707         tmp1 = ctx->transform_coeffs[2][start];
708         ctx->transform_coeffs[1][start] = tmp0 + tmp1;
709         ctx->transform_coeffs[2][start] = tmp0 - tmp1;
710         start++;
711     }
712 }
713
714 static void do_rematrixing(AC3DecodeContext *ctx)
715 {
716     int bnd1 = 13, bnd2 = 25, bnd3 = 37, bnd4 = 61;
717     int end, bndend;
718
719     end = FFMIN(ctx->endmant[0], ctx->endmant[1]);
720
721     if (ctx->rematflg[0])
722         do_rematrixing1(ctx, bnd1, bnd2);
723
724     if (ctx->rematflg[1])
725         do_rematrixing1(ctx, bnd2, bnd3);
726
727     bndend = bnd4;
728     if (bndend > end) {
729         bndend = end;
730         if (ctx->rematflg[2])
731             do_rematrixing1(ctx, bnd3, bndend);
732     } else {
733         if (ctx->rematflg[2])
734             do_rematrixing1(ctx, bnd3, bnd4);
735         if (ctx->rematflg[3])
736             do_rematrixing1(ctx, bnd4, end);
737     }
738 }
739
740 /* This function sets the normalized channel coefficients.
741  * Transform coefficients are multipllied by the channel
742  * coefficients to get normalized transform coefficients.
743  */
744 static void get_downmix_coeffs(AC3DecodeContext *ctx)
745 {
746     int from = ctx->acmod;
747     int to = ctx->blkoutput;
748     float clev = clevs[ctx->cmixlev];
749     float slev = slevs[ctx->surmixlev];
750     float nf = 1.0; //normalization factor for downmix coeffs
751     int i;
752
753     if (!ctx->acmod) {
754         ctx->chcoeffs[0] = 2 * ctx->dynrng;
755         ctx->chcoeffs[1] = 2 * ctx->dynrng2;
756     } else {
757         for (i = 0; i < ctx->nfchans; i++)
758             ctx->chcoeffs[i] = 2 * ctx->dynrng;
759     }
760
761     if (to == AC3_OUTPUT_UNMODIFIED)
762         return;
763
764     switch (from) {
765         case AC3_ACMOD_DUALMONO:
766             switch (to) {
767                 case AC3_OUTPUT_MONO:
768                 case AC3_OUTPUT_STEREO: /* We Assume that sum of both mono channels is requested */
769                     nf = 0.5;
770                     ctx->chcoeffs[0] *= nf;
771                     ctx->chcoeffs[1] *= nf;
772                     break;
773             }
774             break;
775         case AC3_ACMOD_MONO:
776             switch (to) {
777                 case AC3_OUTPUT_STEREO:
778                     nf = LEVEL_MINUS_3DB;
779                     ctx->chcoeffs[0] *= nf;
780                     break;
781             }
782             break;
783         case AC3_ACMOD_STEREO:
784             switch (to) {
785                 case AC3_OUTPUT_MONO:
786                     nf = LEVEL_MINUS_3DB;
787                     ctx->chcoeffs[0] *= nf;
788                     ctx->chcoeffs[1] *= nf;
789                     break;
790             }
791             break;
792         case AC3_ACMOD_3F:
793             switch (to) {
794                 case AC3_OUTPUT_MONO:
795                     nf = LEVEL_MINUS_3DB / (1.0 + clev);
796                     ctx->chcoeffs[0] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
797                     ctx->chcoeffs[2] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
798                     ctx->chcoeffs[1] *= ((nf * clev * LEVEL_MINUS_3DB) / 2.0);
799                     break;
800                 case AC3_OUTPUT_STEREO:
801                     nf = 1.0 / (1.0 + clev);
802                     ctx->chcoeffs[0] *= nf;
803                     ctx->chcoeffs[2] *= nf;
804                     ctx->chcoeffs[1] *= (nf * clev);
805                     break;
806             }
807             break;
808         case AC3_ACMOD_2F1R:
809             switch (to) {
810                 case AC3_OUTPUT_MONO:
811                     nf = 2.0 * LEVEL_MINUS_3DB / (2.0 + slev);
812                     ctx->chcoeffs[0] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
813                     ctx->chcoeffs[1] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
814                     ctx->chcoeffs[2] *= (nf * slev * LEVEL_MINUS_3DB);
815                     break;
816                 case AC3_OUTPUT_STEREO:
817                     nf = 1.0 / (1.0 + (slev * LEVEL_MINUS_3DB));
818                     ctx->chcoeffs[0] *= nf;
819                     ctx->chcoeffs[1] *= nf;
820                     ctx->chcoeffs[2] *= (nf * slev * LEVEL_MINUS_3DB);
821                     break;
822                 case AC3_OUTPUT_DOLBY:
823                     nf = 1.0 / (1.0 + LEVEL_MINUS_3DB);
824                     ctx->chcoeffs[0] *= nf;
825                     ctx->chcoeffs[1] *= nf;
826                     ctx->chcoeffs[2] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
827                     break;
828             }
829             break;
830         case AC3_ACMOD_3F1R:
831             switch (to) {
832                 case AC3_OUTPUT_MONO:
833                     nf = LEVEL_MINUS_3DB / (1.0 + clev + (slev / 2.0));
834                     ctx->chcoeffs[0] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
835                     ctx->chcoeffs[2] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
836                     ctx->chcoeffs[1] *= (nf * clev * LEVEL_PLUS_3DB);
837                     ctx->chcoeffs[3] *= (nf * slev * LEVEL_MINUS_3DB);
838                     break;
839                 case AC3_OUTPUT_STEREO:
840                     nf = 1.0 / (1.0 + clev + (slev * LEVEL_MINUS_3DB));
841                     ctx->chcoeffs[0] *= nf;
842                     ctx->chcoeffs[2] *= nf;
843                     ctx->chcoeffs[1] *= (nf * clev);
844                     ctx->chcoeffs[3] *= (nf * slev * LEVEL_MINUS_3DB);
845                     break;
846                 case AC3_OUTPUT_DOLBY:
847                     nf = 1.0 / (1.0 + (2.0 * LEVEL_MINUS_3DB));
848                     ctx->chcoeffs[0] *= nf;
849                     ctx->chcoeffs[1] *= nf;
850                     ctx->chcoeffs[1] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
851                     ctx->chcoeffs[3] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
852                     break;
853             }
854             break;
855         case AC3_ACMOD_2F2R:
856             switch (to) {
857                 case AC3_OUTPUT_MONO:
858                     nf = LEVEL_MINUS_3DB / (1.0 + slev);
859                     ctx->chcoeffs[0] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
860                     ctx->chcoeffs[1] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
861                     ctx->chcoeffs[2] *= (nf * slev * LEVEL_MINUS_3DB);
862                     ctx->chcoeffs[3] *= (nf * slev * LEVEL_MINUS_3DB);
863                     break;
864                 case AC3_OUTPUT_STEREO:
865                     nf = 1.0 / (1.0 + slev);
866                     ctx->chcoeffs[0] *= nf;
867                     ctx->chcoeffs[1] *= nf;
868                     ctx->chcoeffs[2] *= (nf * slev);
869                     ctx->chcoeffs[3] *= (nf * slev);
870                     break;
871                 case AC3_OUTPUT_DOLBY:
872                     nf = 1.0 / (1.0 + (2.0 * LEVEL_MINUS_3DB));
873                     ctx->chcoeffs[0] *= nf;
874                     ctx->chcoeffs[1] *= nf;
875                     ctx->chcoeffs[2] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
876                     ctx->chcoeffs[3] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
877                     break;
878             }
879             break;
880         case AC3_ACMOD_3F2R:
881             switch (to) {
882                 case AC3_OUTPUT_MONO:
883                     nf = LEVEL_MINUS_3DB / (1.0 + clev + slev);
884                     ctx->chcoeffs[0] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
885                     ctx->chcoeffs[2] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
886                     ctx->chcoeffs[1] *= (nf * clev * LEVEL_PLUS_3DB);
887                     ctx->chcoeffs[3] *= (nf * slev * LEVEL_MINUS_3DB);
888                     ctx->chcoeffs[4] *= (nf * slev * LEVEL_MINUS_3DB);
889                     break;
890                 case AC3_OUTPUT_STEREO:
891                     nf = 1.0 / (1.0 + clev + slev);
892                     ctx->chcoeffs[0] *= nf;
893                     ctx->chcoeffs[2] *= nf;
894                     ctx->chcoeffs[1] *= (nf * clev);
895                     ctx->chcoeffs[3] *= (nf * slev);
896                     ctx->chcoeffs[4] *= (nf * slev);
897                     break;
898                 case AC3_OUTPUT_DOLBY:
899                     nf = 1.0 / (1.0 + (3.0 * LEVEL_MINUS_3DB));
900                     ctx->chcoeffs[0] *= nf;
901                     ctx->chcoeffs[1] *= nf;
902                     ctx->chcoeffs[1] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
903                     ctx->chcoeffs[3] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
904                     ctx->chcoeffs[4] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
905                     break;
906             }
907             break;
908     }
909 }
910
911 /*********** BEGIN DOWNMIX FUNCTIONS ***********/
912 static inline void mix_dualmono_to_mono(AC3DecodeContext *ctx)
913 {
914     int i;
915     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
916
917     for (i = 0; i < 256; i++)
918         output[1][i] += output[2][i];
919     memset(output[2], 0, sizeof(output[2]));
920 }
921
922 static inline void mix_dualmono_to_stereo(AC3DecodeContext *ctx)
923 {
924     int i;
925     float tmp;
926     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
927
928     for (i = 0; i < 256; i++) {
929         tmp = output[1][i] + output[2][i];
930         output[1][i] = output[2][i] = tmp;
931     }
932 }
933
934 static inline void upmix_mono_to_stereo(AC3DecodeContext *ctx)
935 {
936     int i;
937     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
938
939     for (i = 0; i < 256; i++)
940         output[2][i] = output[1][i];
941 }
942
943 static inline void mix_stereo_to_mono(AC3DecodeContext *ctx)
944 {
945     int i;
946     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
947
948     for (i = 0; i < 256; i++)
949         output[1][i] += output[2][i];
950     memset(output[2], 0, sizeof(output[2]));
951 }
952
953 static inline void mix_3f_to_mono(AC3DecodeContext *ctx)
954 {
955     int i;
956     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
957
958     for (i = 0; i < 256; i++)
959         output[1][i] += (output[2][i] + output[3][i]);
960     memset(output[2], 0, sizeof(output[2]));
961     memset(output[3], 0, sizeof(output[3]));
962 }
963
964 static inline void mix_3f_to_stereo(AC3DecodeContext *ctx)
965 {
966     int i;
967     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
968
969     for (i = 0; i < 256; i++) {
970         output[1][i] += output[2][i];
971         output[2][i] += output[3][i];
972     }
973     memset(output[3], 0, sizeof(output[3]));
974 }
975
976 static inline void mix_2f_1r_to_mono(AC3DecodeContext *ctx)
977 {
978     int i;
979     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
980
981     for (i = 0; i < 256; i++)
982         output[1][i] += (output[2][i] + output[3][i]);
983     memset(output[2], 0, sizeof(output[2]));
984     memset(output[3], 0, sizeof(output[3]));
985
986 }
987
988 static inline void mix_2f_1r_to_stereo(AC3DecodeContext *ctx)
989 {
990     int i;
991     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
992
993     for (i = 0; i < 256; i++) {
994         output[1][i] += output[2][i];
995         output[2][i] += output[3][i];
996     }
997     memset(output[3], 0, sizeof(output[3]));
998 }
999
1000 static inline void mix_2f_1r_to_dolby(AC3DecodeContext *ctx)
1001 {
1002     int i;
1003     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
1004
1005     for (i = 0; i < 256; i++) {
1006         output[1][i] -= output[3][i];
1007         output[2][i] += output[3][i];
1008     }
1009     memset(output[3], 0, sizeof(output[3]));
1010 }
1011
1012 static inline void mix_3f_1r_to_mono(AC3DecodeContext *ctx)
1013 {
1014     int i;
1015     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
1016
1017     for (i = 0; i < 256; i++)
1018         output[1][i] = (output[2][i] + output[3][i] + output[4][i]);
1019     memset(output[2], 0, sizeof(output[2]));
1020     memset(output[3], 0, sizeof(output[3]));
1021     memset(output[4], 0, sizeof(output[4]));
1022 }
1023
1024 static inline void mix_3f_1r_to_stereo(AC3DecodeContext *ctx)
1025 {
1026     int i;
1027     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
1028
1029     for (i = 0; i < 256; i++) {
1030         output[1][i] += (output[2][i] + output[4][i]);
1031         output[2][i] += (output[3][i] + output[4][i]);
1032     }
1033     memset(output[3], 0, sizeof(output[3]));
1034     memset(output[4], 0, sizeof(output[4]));
1035 }
1036
1037 static inline void mix_3f_1r_to_dolby(AC3DecodeContext *ctx)
1038 {
1039     int i;
1040     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
1041
1042     for (i = 0; i < 256; i++) {
1043         output[1][i] += (output[2][i] - output[4][i]);
1044         output[2][i] += (output[3][i] + output[4][i]);
1045     }
1046     memset(output[3], 0, sizeof(output[3]));
1047     memset(output[4], 0, sizeof(output[4]));
1048 }
1049
1050 static inline void mix_2f_2r_to_mono(AC3DecodeContext *ctx)
1051 {
1052     int i;
1053     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
1054
1055     for (i = 0; i < 256; i++)
1056         output[1][i] = (output[2][i] + output[3][i] + output[4][i]);
1057     memset(output[2], 0, sizeof(output[2]));
1058     memset(output[3], 0, sizeof(output[3]));
1059     memset(output[4], 0, sizeof(output[4]));
1060 }
1061
1062 static inline void mix_2f_2r_to_stereo(AC3DecodeContext *ctx)
1063 {
1064     int i;
1065     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
1066
1067     for (i = 0; i < 256; i++) {
1068         output[1][i] += output[3][i];
1069         output[2][i] += output[4][i];
1070     }
1071     memset(output[3], 0, sizeof(output[3]));
1072     memset(output[4], 0, sizeof(output[4]));
1073 }
1074
1075 static inline void mix_2f_2r_to_dolby(AC3DecodeContext *ctx)
1076 {
1077     int i;
1078     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
1079
1080     for (i = 0; i < 256; i++) {
1081         output[1][i] -= output[3][i];
1082         output[2][i] += output[4][i];
1083     }
1084     memset(output[3], 0, sizeof(output[3]));
1085     memset(output[4], 0, sizeof(output[4]));
1086 }
1087
1088 static inline void mix_3f_2r_to_mono(AC3DecodeContext *ctx)
1089 {
1090     int i;
1091     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
1092
1093     for (i = 0; i < 256; i++)
1094         output[1][i] += (output[2][i] + output[3][i] + output[4][i] + output[5][i]);
1095     memset(output[2], 0, sizeof(output[2]));
1096     memset(output[3], 0, sizeof(output[3]));
1097     memset(output[4], 0, sizeof(output[4]));
1098     memset(output[5], 0, sizeof(output[5]));
1099 }
1100
1101 static inline void mix_3f_2r_to_stereo(AC3DecodeContext *ctx)
1102 {
1103     int i;
1104     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
1105
1106     for (i = 0; i < 256; i++) {
1107         output[1][i] += (output[2][i] + output[4][i]);
1108         output[2][i] += (output[3][i] + output[5][i]);
1109     }
1110     memset(output[3], 0, sizeof(output[3]));
1111     memset(output[4], 0, sizeof(output[4]));
1112     memset(output[5], 0, sizeof(output[5]));
1113 }
1114
1115 static inline void mix_3f_2r_to_dolby(AC3DecodeContext *ctx)
1116 {
1117     int i;
1118     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
1119
1120     for (i = 0; i < 256; i++) {
1121         output[1][i] += (output[2][i] - output[4][i] - output[5][i]);
1122         output[2][i] += (output[3][i] + output[4][i] + output[5][i]);
1123     }
1124     memset(output[3], 0, sizeof(output[3]));
1125     memset(output[4], 0, sizeof(output[4]));
1126     memset(output[5], 0, sizeof(output[5]));
1127 }
1128 /*********** END DOWNMIX FUNCTIONS ***********/
1129
1130 /* Downmix the output.
1131  * This function downmixes the output when the number of input
1132  * channels is not equal to the number of output channels requested.
1133  */
1134 static void do_downmix(AC3DecodeContext *ctx)
1135 {
1136     int from = ctx->acmod;
1137     int to = ctx->blkoutput;
1138
1139     if (to == AC3_OUTPUT_UNMODIFIED)
1140         return;
1141
1142     switch (from) {
1143         case AC3_ACMOD_DUALMONO:
1144             switch (to) {
1145                 case AC3_OUTPUT_MONO:
1146                     mix_dualmono_to_mono(ctx);
1147                     break;
1148                 case AC3_OUTPUT_STEREO: /* We assume that sum of both mono channels is requested */
1149                     mix_dualmono_to_stereo(ctx);
1150                     break;
1151             }
1152             break;
1153         case AC3_ACMOD_MONO:
1154             switch (to) {
1155                 case AC3_OUTPUT_STEREO:
1156                     upmix_mono_to_stereo(ctx);
1157                     break;
1158             }
1159             break;
1160         case AC3_ACMOD_STEREO:
1161             switch (to) {
1162                 case AC3_OUTPUT_MONO:
1163                     mix_stereo_to_mono(ctx);
1164                     break;
1165             }
1166             break;
1167         case AC3_ACMOD_3F:
1168             switch (to) {
1169                 case AC3_OUTPUT_MONO:
1170                     mix_3f_to_mono(ctx);
1171                     break;
1172                 case AC3_OUTPUT_STEREO:
1173                     mix_3f_to_stereo(ctx);
1174                     break;
1175             }
1176             break;
1177         case AC3_ACMOD_2F1R:
1178             switch (to) {
1179                 case AC3_OUTPUT_MONO:
1180                     mix_2f_1r_to_mono(ctx);
1181                     break;
1182                 case AC3_OUTPUT_STEREO:
1183                     mix_2f_1r_to_stereo(ctx);
1184                     break;
1185                 case AC3_OUTPUT_DOLBY:
1186                     mix_2f_1r_to_dolby(ctx);
1187                     break;
1188             }
1189             break;
1190         case AC3_ACMOD_3F1R:
1191             switch (to) {
1192                 case AC3_OUTPUT_MONO:
1193                     mix_3f_1r_to_mono(ctx);
1194                     break;
1195                 case AC3_OUTPUT_STEREO:
1196                     mix_3f_1r_to_stereo(ctx);
1197                     break;
1198                 case AC3_OUTPUT_DOLBY:
1199                     mix_3f_1r_to_dolby(ctx);
1200                     break;
1201             }
1202             break;
1203         case AC3_ACMOD_2F2R:
1204             switch (to) {
1205                 case AC3_OUTPUT_MONO:
1206                     mix_2f_2r_to_mono(ctx);
1207                     break;
1208                 case AC3_OUTPUT_STEREO:
1209                     mix_2f_2r_to_stereo(ctx);
1210                     break;
1211                 case AC3_OUTPUT_DOLBY:
1212                     mix_2f_2r_to_dolby(ctx);
1213                     break;
1214             }
1215             break;
1216         case AC3_ACMOD_3F2R:
1217             switch (to) {
1218                 case AC3_OUTPUT_MONO:
1219                     mix_3f_2r_to_mono(ctx);
1220                     break;
1221                 case AC3_OUTPUT_STEREO:
1222                     mix_3f_2r_to_stereo(ctx);
1223                     break;
1224                 case AC3_OUTPUT_DOLBY:
1225                     mix_3f_2r_to_dolby(ctx);
1226                     break;
1227             }
1228             break;
1229     }
1230 }
1231
1232 /* This function performs the imdct on 256 sample transform
1233  * coefficients.
1234  */
1235 static void do_imdct_256(AC3DecodeContext *ctx, int chindex)
1236 {
1237     int i, k;
1238     float x[128];
1239     FFTComplex z[2][64];
1240     float *o_ptr = ctx->tmp_output;
1241
1242     for(i=0; i<2; i++) {
1243         /* de-interleave coefficients */
1244         for(k=0; k<128; k++) {
1245             x[k] = ctx->transform_coeffs[chindex][2*k+i];
1246         }
1247
1248         /* run standard IMDCT */
1249         ctx->imdct_256.fft.imdct_calc(&ctx->imdct_256, o_ptr, x, ctx->tmp_imdct);
1250
1251         /* reverse the post-rotation & reordering from standard IMDCT */
1252         for(k=0; k<32; k++) {
1253             z[i][32+k].re = -o_ptr[128+2*k];
1254             z[i][32+k].im = -o_ptr[2*k];
1255             z[i][31-k].re =  o_ptr[2*k+1];
1256             z[i][31-k].im =  o_ptr[128+2*k+1];
1257         }
1258     }
1259
1260     /* apply AC-3 post-rotation & reordering */
1261     for(k=0; k<64; k++) {
1262         o_ptr[    2*k  ] = -z[0][   k].im;
1263         o_ptr[    2*k+1] =  z[0][63-k].re;
1264         o_ptr[128+2*k  ] = -z[0][   k].re;
1265         o_ptr[128+2*k+1] =  z[0][63-k].im;
1266         o_ptr[256+2*k  ] = -z[1][   k].re;
1267         o_ptr[256+2*k+1] =  z[1][63-k].im;
1268         o_ptr[384+2*k  ] =  z[1][   k].im;
1269         o_ptr[384+2*k+1] = -z[1][63-k].re;
1270     }
1271 }
1272
1273 /* IMDCT Transform. */
1274 static inline void do_imdct(AC3DecodeContext *ctx)
1275 {
1276     int ch;
1277
1278     if (ctx->blkoutput & AC3_OUTPUT_LFEON) {
1279         ctx->imdct_512.fft.imdct_calc(&ctx->imdct_512, ctx->tmp_output,
1280                                       ctx->transform_coeffs[0], ctx->tmp_imdct);
1281     }
1282     for (ch=1; ch<=ctx->nfchans; ch++) {
1283         if (ctx->blksw[ch-1])
1284             do_imdct_256(ctx, ch);
1285         else
1286             ctx->imdct_512.fft.imdct_calc(&ctx->imdct_512, ctx->tmp_output,
1287                                           ctx->transform_coeffs[ch],
1288                                           ctx->tmp_imdct);
1289
1290         ctx->dsp.vector_fmul_add_add(ctx->output[ch], ctx->tmp_output,
1291                                      ctx->window, ctx->delay[ch], 384, 256, 1);
1292         ctx->dsp.vector_fmul_reverse(ctx->delay[ch], ctx->tmp_output+256,
1293                                      ctx->window, 256);
1294     }
1295 }
1296
1297 /* Parse the audio block from ac3 bitstream.
1298  * This function extract the audio block from the ac3 bitstream
1299  * and produces the output for the block. This function must
1300  * be called for each of the six audio block in the ac3 bitstream.
1301  */
1302 static int ac3_parse_audio_block(AC3DecodeContext *ctx, int blk)
1303 {
1304     int nfchans = ctx->nfchans;
1305     int acmod = ctx->acmod;
1306     int i, bnd, rbnd, seg, grpsize;
1307     GetBitContext *gb = &ctx->gb;
1308     int bit_alloc_flags = 0;
1309     int8_t *dexps;
1310     int mstrcplco, cplcoexp, cplcomant;
1311     int dynrng, chbwcod, ngrps, cplabsexp, skipl;
1312
1313     for (i = 0; i < nfchans; i++) /*block switch flag */
1314         ctx->blksw[i] = get_bits1(gb);
1315
1316     for (i = 0; i < nfchans; i++) /* dithering flag */
1317         ctx->dithflag[i] = get_bits1(gb);
1318
1319     if (get_bits1(gb)) { /* dynamic range */
1320         dynrng = get_sbits(gb, 8);
1321         ctx->dynrng = ((((dynrng & 0x1f) | 0x20) << 13) * scale_factors[3 - (dynrng >> 5)]);
1322     } else if(blk == 0) {
1323         ctx->dynrng = 1.0;
1324     }
1325
1326     if(acmod == AC3_ACMOD_DUALMONO) { /* dynamic range 1+1 mode */
1327         if(get_bits1(gb)) {
1328             dynrng = get_sbits(gb, 8);
1329             ctx->dynrng2 = ((((dynrng & 0x1f) | 0x20) << 13) * scale_factors[3 - (dynrng >> 5)]);
1330         } else if(blk == 0) {
1331             ctx->dynrng2 = 1.0;
1332         }
1333     }
1334
1335     get_downmix_coeffs(ctx);
1336
1337     if (get_bits1(gb)) { /* coupling strategy */
1338         ctx->cplinu = get_bits1(gb);
1339         ctx->cplbndstrc = 0;
1340         if (ctx->cplinu) { /* coupling in use */
1341             for (i = 0; i < nfchans; i++)
1342                 ctx->chincpl[i] = get_bits1(gb);
1343
1344             if (acmod == AC3_ACMOD_STEREO)
1345                 ctx->phsflginu = get_bits1(gb); //phase flag in use
1346
1347             ctx->cplbegf = get_bits(gb, 4);
1348             ctx->cplendf = get_bits(gb, 4);
1349
1350             if (3 + ctx->cplendf - ctx->cplbegf < 0) {
1351                 av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "cplendf = %d < cplbegf = %d\n", ctx->cplendf, ctx->cplbegf);
1352                 return -1;
1353             }
1354
1355             ctx->ncplbnd = ctx->ncplsubnd = 3 + ctx->cplendf - ctx->cplbegf;
1356             ctx->cplstrtmant = ctx->cplbegf * 12 + 37;
1357             ctx->cplendmant = ctx->cplendf * 12 + 73;
1358             for (i = 0; i < ctx->ncplsubnd - 1; i++) /* coupling band structure */
1359                 if (get_bits1(gb)) {
1360                     ctx->cplbndstrc |= 1 << i;
1361                     ctx->ncplbnd--;
1362                 }
1363         } else {
1364             for (i = 0; i < nfchans; i++)
1365                 ctx->chincpl[i] = 0;
1366         }
1367     }
1368
1369     if (ctx->cplinu) {
1370         ctx->cplcoe = 0;
1371
1372         for (i = 0; i < nfchans; i++)
1373             if (ctx->chincpl[i])
1374                 if (get_bits1(gb)) { /* coupling co-ordinates */
1375                     ctx->cplcoe |= 1 << i;
1376                     mstrcplco = 3 * get_bits(gb, 2);
1377                     for (bnd = 0; bnd < ctx->ncplbnd; bnd++) {
1378                         cplcoexp = get_bits(gb, 4);
1379                         cplcomant = get_bits(gb, 4);
1380                         if (cplcoexp == 15)
1381                             cplcomant <<= 14;
1382                         else
1383                             cplcomant = (cplcomant | 0x10) << 13;
1384                         ctx->cplco[i][bnd] = cplcomant * scale_factors[cplcoexp + mstrcplco];
1385                     }
1386                 }
1387
1388         if (acmod == AC3_ACMOD_STEREO && ctx->phsflginu && (ctx->cplcoe & 1 || ctx->cplcoe & 2))
1389             for (bnd = 0; bnd < ctx->ncplbnd; bnd++)
1390                 if (get_bits1(gb))
1391                     ctx->cplco[1][bnd] = -ctx->cplco[1][bnd];
1392     }
1393
1394     if (acmod == AC3_ACMOD_STEREO) {/* rematrixing */
1395         ctx->rematstr = get_bits1(gb);
1396         if (ctx->rematstr) {
1397             if (!(ctx->cplinu) || ctx->cplbegf > 2)
1398                 for (rbnd = 0; rbnd < 4; rbnd++)
1399                     ctx->rematflg[rbnd] = get_bits1(gb);
1400             if (ctx->cplbegf > 0 && ctx->cplbegf <= 2 && ctx->cplinu)
1401                 for (rbnd = 0; rbnd < 3; rbnd++)
1402                     ctx->rematflg[rbnd] = get_bits1(gb);
1403             if (ctx->cplbegf == 0 && ctx->cplinu)
1404                 for (rbnd = 0; rbnd < 2; rbnd++)
1405                     ctx->rematflg[rbnd] = get_bits1(gb);
1406         }
1407     }
1408
1409     ctx->cplexpstr = EXP_REUSE;
1410     ctx->lfeexpstr = EXP_REUSE;
1411     if (ctx->cplinu) /* coupling exponent strategy */
1412         ctx->cplexpstr = get_bits(gb, 2);
1413     for (i = 0; i < nfchans; i++)  /* channel exponent strategy */
1414         ctx->chexpstr[i] = get_bits(gb, 2);
1415     if (ctx->lfeon)  /* lfe exponent strategy */
1416         ctx->lfeexpstr = get_bits1(gb);
1417
1418     for (i = 0; i < nfchans; i++) /* channel bandwidth code */
1419         if (ctx->chexpstr[i] != EXP_REUSE) {
1420             if (ctx->chincpl[i])
1421                 ctx->endmant[i] = ctx->cplstrtmant;
1422             else {
1423                 chbwcod = get_bits(gb, 6);
1424                 if (chbwcod > 60) {
1425                     av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "chbwcod = %d > 60", chbwcod);
1426                     return -1;
1427                 }
1428                 ctx->endmant[i] = chbwcod * 3 + 73;
1429             }
1430         }
1431
1432     if (ctx->cplexpstr != EXP_REUSE) {/* coupling exponents */
1433         bit_alloc_flags = 64;
1434         cplabsexp = get_bits(gb, 4) << 1;
1435         ngrps = (ctx->cplendmant - ctx->cplstrtmant) / (3 << (ctx->cplexpstr - 1));
1436         decode_exponents(gb, ctx->cplexpstr, ngrps, cplabsexp, ctx->dcplexps + ctx->cplstrtmant);
1437     }
1438
1439     for (i = 0; i < nfchans; i++) /* fbw channel exponents */
1440         if (ctx->chexpstr[i] != EXP_REUSE) {
1441             bit_alloc_flags |= 1 << i;
1442             grpsize = 3 << (ctx->chexpstr[i] - 1);
1443             ngrps = (ctx->endmant[i] + grpsize - 4) / grpsize;
1444             dexps = ctx->dexps[i];
1445             dexps[0] = get_bits(gb, 4);
1446             decode_exponents(gb, ctx->chexpstr[i], ngrps, dexps[0], dexps + 1);
1447             skip_bits(gb, 2); /* skip gainrng */
1448         }
1449
1450     if (ctx->lfeexpstr != EXP_REUSE) { /* lfe exponents */
1451         bit_alloc_flags |= 32;
1452         ctx->dlfeexps[0] = get_bits(gb, 4);
1453         decode_exponents(gb, ctx->lfeexpstr, 2, ctx->dlfeexps[0], ctx->dlfeexps + 1);
1454     }
1455
1456     if (get_bits1(gb)) { /* bit allocation information */
1457         bit_alloc_flags = 127;
1458         ctx->bit_alloc_params.sdecay = ff_sdecaytab[get_bits(gb, 2)];
1459         ctx->bit_alloc_params.fdecay = ff_fdecaytab[get_bits(gb, 2)];
1460         ctx->bit_alloc_params.sgain  = ff_sgaintab[get_bits(gb, 2)];
1461         ctx->bit_alloc_params.dbknee = ff_dbkneetab[get_bits(gb, 2)];
1462         ctx->bit_alloc_params.floor  = ff_floortab[get_bits(gb, 3)];
1463     }
1464
1465     if (get_bits1(gb)) { /* snroffset */
1466         bit_alloc_flags = 127;
1467         ctx->csnroffst = get_bits(gb, 6);
1468         if (ctx->cplinu) { /* coupling fine snr offset and fast gain code */
1469             ctx->cplfsnroffst = get_bits(gb, 4);
1470             ctx->cplfgaincod = get_bits(gb, 3);
1471         }
1472         for (i = 0; i < nfchans; i++) { /* channel fine snr offset and fast gain code */
1473             ctx->fsnroffst[i] = get_bits(gb, 4);
1474             ctx->fgaincod[i] = get_bits(gb, 3);
1475         }
1476         if (ctx->lfeon) { /* lfe fine snr offset and fast gain code */
1477             ctx->lfefsnroffst = get_bits(gb, 4);
1478             ctx->lfefgaincod = get_bits(gb, 3);
1479         }
1480     }
1481
1482     if (ctx->cplinu && get_bits1(gb)) { /* coupling leak information */
1483         bit_alloc_flags |= 64;
1484         ctx->bit_alloc_params.cplfleak = get_bits(gb, 3);
1485         ctx->bit_alloc_params.cplsleak = get_bits(gb, 3);
1486     }
1487
1488     if (get_bits1(gb)) { /* delta bit allocation information */
1489         bit_alloc_flags = 127;
1490
1491         if (ctx->cplinu) {
1492             ctx->cpldeltbae = get_bits(gb, 2);
1493             if (ctx->cpldeltbae == DBA_RESERVED) {
1494                 av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "coupling delta bit allocation strategy reserved\n");
1495                 return -1;
1496             }
1497         }
1498
1499         for (i = 0; i < nfchans; i++) {
1500             ctx->deltbae[i] = get_bits(gb, 2);
1501             if (ctx->deltbae[i] == DBA_RESERVED) {
1502                 av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "delta bit allocation strategy reserved\n");
1503                 return -1;
1504             }
1505         }
1506
1507         if (ctx->cplinu)
1508             if (ctx->cpldeltbae == DBA_NEW) { /*coupling delta offset, len and bit allocation */
1509                 ctx->cpldeltnseg = get_bits(gb, 3);
1510                 for (seg = 0; seg <= ctx->cpldeltnseg; seg++) {
1511                     ctx->cpldeltoffst[seg] = get_bits(gb, 5);
1512                     ctx->cpldeltlen[seg] = get_bits(gb, 4);
1513                     ctx->cpldeltba[seg] = get_bits(gb, 3);
1514                 }
1515             }
1516
1517         for (i = 0; i < nfchans; i++)
1518             if (ctx->deltbae[i] == DBA_NEW) {/*channel delta offset, len and bit allocation */
1519                 ctx->deltnseg[i] = get_bits(gb, 3);
1520                 for (seg = 0; seg <= ctx->deltnseg[i]; seg++) {
1521                     ctx->deltoffst[i][seg] = get_bits(gb, 5);
1522                     ctx->deltlen[i][seg] = get_bits(gb, 4);
1523                     ctx->deltba[i][seg] = get_bits(gb, 3);
1524                 }
1525             }
1526     } else if(blk == 0) {
1527         if(ctx->cplinu)
1528             ctx->cpldeltbae = DBA_NONE;
1529         for(i=0; i<nfchans; i++) {
1530             ctx->deltbae[i] = DBA_NONE;
1531         }
1532     }
1533
1534     if (bit_alloc_flags) {
1535         if (ctx->cplinu && (bit_alloc_flags & 64))
1536             do_bit_allocation(ctx, 5);
1537         for (i = 0; i < nfchans; i++)
1538             if ((bit_alloc_flags >> i) & 1)
1539                 do_bit_allocation(ctx, i);
1540         if (ctx->lfeon && (bit_alloc_flags & 32))
1541             do_bit_allocation(ctx, 6);
1542     }
1543
1544     if (get_bits1(gb)) { /* unused dummy data */
1545         skipl = get_bits(gb, 9);
1546         while(skipl--)
1547             skip_bits(gb, 8);
1548     }
1549     /* unpack the transform coefficients
1550      * * this also uncouples channels if coupling is in use.
1551      */
1552     if (get_transform_coeffs(ctx)) {
1553         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Error in routine get_transform_coeffs\n");
1554         return -1;
1555     }
1556
1557     /* recover coefficients if rematrixing is in use */
1558     if(ctx->acmod == AC3_ACMOD_STEREO)
1559         do_rematrixing(ctx);
1560
1561     do_downmix(ctx);
1562
1563     do_imdct(ctx);
1564
1565     return 0;
1566 }
1567
1568 static inline int16_t convert(int32_t i)
1569 {
1570     if (i > 0x43c07fff)
1571         return 32767;
1572     else if (i <= 0x43bf8000)
1573         return -32768;
1574     else
1575         return (i - 0x43c00000);
1576 }
1577
1578 /* Decode ac3 frame.
1579  *
1580  * @param avctx Pointer to AVCodecContext
1581  * @param data Pointer to pcm smaples
1582  * @param data_size Set to number of pcm samples produced by decoding
1583  * @param buf Data to be decoded
1584  * @param buf_size Size of the buffer
1585  */
1586 static int ac3_decode_frame(AVCodecContext * avctx, void *data, int *data_size, uint8_t *buf, int buf_size)
1587 {
1588     AC3DecodeContext *ctx = (AC3DecodeContext *)avctx->priv_data;
1589     int16_t *out_samples = (int16_t *)data;
1590     int i, j, k, start;
1591     int32_t *int_ptr[6];
1592
1593     for (i = 0; i < 6; i++)
1594         int_ptr[i] = (int32_t *)(&ctx->output[i]);
1595
1596     //Initialize the GetBitContext with the start of valid AC3 Frame.
1597     init_get_bits(&ctx->gb, buf, buf_size * 8);
1598
1599     //Parse the syncinfo.
1600     if (ac3_parse_header(ctx)) {
1601         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "\n");
1602         *data_size = 0;
1603         return buf_size;
1604     }
1605
1606     avctx->sample_rate = ctx->sampling_rate;
1607     avctx->bit_rate = ctx->bit_rate;
1608
1609     if (avctx->channels == 0) {
1610         ctx->blkoutput |= AC3_OUTPUT_UNMODIFIED;
1611         if (ctx->lfeon)
1612             ctx->blkoutput |= AC3_OUTPUT_LFEON;
1613         avctx->channels = ctx->nfchans + ctx->lfeon;
1614     }
1615     else if (avctx->channels == 1)
1616         ctx->blkoutput |= AC3_OUTPUT_MONO;
1617     else if (avctx->channels == 2) {
1618         if (ctx->dsurmod == 0x02)
1619             ctx->blkoutput |= AC3_OUTPUT_DOLBY;
1620         else
1621             ctx->blkoutput |= AC3_OUTPUT_STEREO;
1622     }
1623     else {
1624         if (avctx->channels < (ctx->nfchans + ctx->lfeon))
1625             av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "ac3_decoder: AC3 Source Channels Are Less Then Specified %d: Output to %d Channels\n",avctx->channels, ctx->nfchans + ctx->lfeon);
1626         ctx->blkoutput |= AC3_OUTPUT_UNMODIFIED;
1627         if (ctx->lfeon)
1628             ctx->blkoutput |= AC3_OUTPUT_LFEON;
1629         avctx->channels = ctx->nfchans + ctx->lfeon;
1630     }
1631
1632     //av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "channels = %d \t bit rate = %d \t sampling rate = %d \n", avctx->channels, avctx->bit_rate * 1000, avctx->sample_rate);
1633
1634     //Parse the Audio Blocks.
1635     for (i = 0; i < NB_BLOCKS; i++) {
1636         if (ac3_parse_audio_block(ctx, i)) {
1637             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "error parsing the audio block\n");
1638             *data_size = 0;
1639             return ctx->frame_size;
1640         }
1641         start = (ctx->blkoutput & AC3_OUTPUT_LFEON) ? 0 : 1;
1642         for (k = 0; k < BLOCK_SIZE; k++)
1643             for (j = start; j <= avctx->channels; j++)
1644                 *(out_samples++) = convert(int_ptr[j][k]);
1645     }
1646     *data_size = NB_BLOCKS * BLOCK_SIZE * avctx->channels * sizeof (int16_t);
1647     return ctx->frame_size;
1648 }
1649
1650 /* Uninitialize ac3 decoder.
1651  */
1652 static int ac3_decode_end(AVCodecContext *avctx)
1653 {
1654     AC3DecodeContext *ctx = (AC3DecodeContext *)avctx->priv_data;
1655     ff_mdct_end(&ctx->imdct_512);
1656     ff_mdct_end(&ctx->imdct_256);
1657
1658     return 0;
1659 }
1660
1661 AVCodec ac3_decoder = {
1662     .name = "ac3",
1663     .type = CODEC_TYPE_AUDIO,
1664     .id = CODEC_ID_AC3,
1665     .priv_data_size = sizeof (AC3DecodeContext),
1666     .init = ac3_decode_init,
1667     .close = ac3_decode_end,
1668     .decode = ac3_decode_frame,
1669 };
1670