baff415900755700ba6d75a7d44ad741ef33b7c0
[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, subbnd;
416
417     subbnd = -1;
418     i = s->start_freq[CPL_CH];
419     for(bnd=0; bnd<s->num_cpl_bands; bnd++) {
420         do {
421             subbnd++;
422             for(j=0; j<12; j++) {
423                 for(ch=1; ch<=s->fbw_channels; ch++) {
424                     if(s->channel_in_cpl[ch]) {
425                         s->fixed_coeffs[ch][i] = ((int64_t)s->fixed_coeffs[CPL_CH][i] * (int64_t)s->cpl_coords[ch][bnd]) >> 23;
426                         if (ch == 2 && s->phase_flags[bnd])
427                             s->fixed_coeffs[ch][i] = -s->fixed_coeffs[ch][i];
428                     }
429                 }
430                 i++;
431             }
432         } while(s->cpl_band_struct[subbnd]);
433     }
434 }
435
436 /**
437  * Grouped mantissas for 3-level 5-level and 11-level quantization
438  */
439 typedef struct {
440     int b1_mant[2];
441     int b2_mant[2];
442     int b4_mant;
443     int b1;
444     int b2;
445     int b4;
446 } mant_groups;
447
448 /**
449  * Decode the transform coefficients for a particular channel
450  * reference: Section 7.3 Quantization and Decoding of Mantissas
451  */
452 static void ac3_decode_transform_coeffs_ch(AC3DecodeContext *s, int ch_index, mant_groups *m)
453 {
454     int start_freq = s->start_freq[ch_index];
455     int end_freq = s->end_freq[ch_index];
456     uint8_t *baps = s->bap[ch_index];
457     int8_t *exps = s->dexps[ch_index];
458     int *coeffs = s->fixed_coeffs[ch_index];
459     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
460     int freq;
461
462     for(freq = start_freq; freq < end_freq; freq++){
463         int bap = baps[freq];
464         int mantissa;
465         switch(bap){
466             case 0:
467                 mantissa = (av_lfg_get(&s->dith_state) & 0x7FFFFF) - 0x400000;
468                 break;
469             case 1:
470                 if(m->b1){
471                     m->b1--;
472                     mantissa = m->b1_mant[m->b1];
473                 }
474                 else{
475                     int bits      = get_bits(gbc, 5);
476                     mantissa      = b1_mantissas[bits][0];
477                     m->b1_mant[1] = b1_mantissas[bits][1];
478                     m->b1_mant[0] = b1_mantissas[bits][2];
479                     m->b1         = 2;
480                 }
481                 break;
482             case 2:
483                 if(m->b2){
484                     m->b2--;
485                     mantissa = m->b2_mant[m->b2];
486                 }
487                 else{
488                     int bits      = get_bits(gbc, 7);
489                     mantissa      = b2_mantissas[bits][0];
490                     m->b2_mant[1] = b2_mantissas[bits][1];
491                     m->b2_mant[0] = b2_mantissas[bits][2];
492                     m->b2         = 2;
493                 }
494                 break;
495             case 3:
496                 mantissa = b3_mantissas[get_bits(gbc, 3)];
497                 break;
498             case 4:
499                 if(m->b4){
500                     m->b4 = 0;
501                     mantissa = m->b4_mant;
502                 }
503                 else{
504                     int bits   = get_bits(gbc, 7);
505                     mantissa   = b4_mantissas[bits][0];
506                     m->b4_mant = b4_mantissas[bits][1];
507                     m->b4      = 1;
508                 }
509                 break;
510             case 5:
511                 mantissa = b5_mantissas[get_bits(gbc, 4)];
512                 break;
513             default: /* 6 to 15 */
514                 mantissa = get_bits(gbc, quantization_tab[bap]);
515                 /* Shift mantissa and sign-extend it. */
516                 mantissa = (mantissa << (32-quantization_tab[bap]))>>8;
517                 break;
518         }
519         coeffs[freq] = mantissa >> exps[freq];
520     }
521 }
522
523 /**
524  * Remove random dithering from coefficients with zero-bit mantissas
525  * reference: Section 7.3.4 Dither for Zero Bit Mantissas (bap=0)
526  */
527 static void remove_dithering(AC3DecodeContext *s) {
528     int ch, i;
529     int end=0;
530     int *coeffs;
531     uint8_t *bap;
532
533     for(ch=1; ch<=s->fbw_channels; ch++) {
534         if(!s->dither_flag[ch]) {
535             coeffs = s->fixed_coeffs[ch];
536             bap = s->bap[ch];
537             if(s->channel_in_cpl[ch])
538                 end = s->start_freq[CPL_CH];
539             else
540                 end = s->end_freq[ch];
541             for(i=0; i<end; i++) {
542                 if(!bap[i])
543                     coeffs[i] = 0;
544             }
545             if(s->channel_in_cpl[ch]) {
546                 bap = s->bap[CPL_CH];
547                 for(; i<s->end_freq[CPL_CH]; i++) {
548                     if(!bap[i])
549                         coeffs[i] = 0;
550                 }
551             }
552         }
553     }
554 }
555
556 static void decode_transform_coeffs_ch(AC3DecodeContext *s, int blk, int ch,
557                                     mant_groups *m)
558 {
559     if (!s->channel_uses_aht[ch]) {
560         ac3_decode_transform_coeffs_ch(s, ch, m);
561     } else {
562         /* if AHT is used, mantissas for all blocks are encoded in the first
563            block of the frame. */
564         int bin;
565         if (!blk && CONFIG_EAC3_DECODER)
566             ff_eac3_decode_transform_coeffs_aht_ch(s, ch);
567         for (bin = s->start_freq[ch]; bin < s->end_freq[ch]; bin++) {
568             s->fixed_coeffs[ch][bin] = s->pre_mantissa[ch][bin][blk] >> s->dexps[ch][bin];
569         }
570     }
571 }
572
573 /**
574  * Decode the transform coefficients.
575  */
576 static void decode_transform_coeffs(AC3DecodeContext *s, int blk)
577 {
578     int ch, end;
579     int got_cplchan = 0;
580     mant_groups m;
581
582     m.b1 = m.b2 = m.b4 = 0;
583
584     for (ch = 1; ch <= s->channels; ch++) {
585         /* transform coefficients for full-bandwidth channel */
586         decode_transform_coeffs_ch(s, blk, ch, &m);
587         /* tranform coefficients for coupling channel come right after the
588            coefficients for the first coupled channel*/
589         if (s->channel_in_cpl[ch])  {
590             if (!got_cplchan) {
591                 decode_transform_coeffs_ch(s, blk, CPL_CH, &m);
592                 calc_transform_coeffs_cpl(s);
593                 got_cplchan = 1;
594             }
595             end = s->end_freq[CPL_CH];
596         } else {
597             end = s->end_freq[ch];
598         }
599         do
600             s->fixed_coeffs[ch][end] = 0;
601         while(++end < 256);
602     }
603
604     /* zero the dithered coefficients for appropriate channels */
605     remove_dithering(s);
606 }
607
608 /**
609  * Stereo rematrixing.
610  * reference: Section 7.5.4 Rematrixing : Decoding Technique
611  */
612 static void do_rematrixing(AC3DecodeContext *s)
613 {
614     int bnd, i;
615     int end, bndend;
616     int tmp0, tmp1;
617
618     end = FFMIN(s->end_freq[1], s->end_freq[2]);
619
620     for(bnd=0; bnd<s->num_rematrixing_bands; bnd++) {
621         if(s->rematrixing_flags[bnd]) {
622             bndend = FFMIN(end, ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd+1]);
623             for(i=ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd]; i<bndend; i++) {
624                 tmp0 = s->fixed_coeffs[1][i];
625                 tmp1 = s->fixed_coeffs[2][i];
626                 s->fixed_coeffs[1][i] = tmp0 + tmp1;
627                 s->fixed_coeffs[2][i] = tmp0 - tmp1;
628             }
629         }
630     }
631 }
632
633 /**
634  * Inverse MDCT Transform.
635  * Convert frequency domain coefficients to time-domain audio samples.
636  * reference: Section 7.9.4 Transformation Equations
637  */
638 static inline void do_imdct(AC3DecodeContext *s, int channels)
639 {
640     int ch;
641     float add_bias = s->add_bias;
642     if(s->out_channels==1 && channels>1)
643         add_bias *= LEVEL_MINUS_3DB; // compensate for the gain in downmix
644
645     for (ch=1; ch<=channels; ch++) {
646         if (s->block_switch[ch]) {
647             int i;
648             float *x = s->tmp_output+128;
649             for(i=0; i<128; i++)
650                 x[i] = s->transform_coeffs[ch][2*i];
651             ff_imdct_half(&s->imdct_256, s->tmp_output, x);
652             s->dsp.vector_fmul_window(s->output[ch-1], s->delay[ch-1], s->tmp_output, s->window, add_bias, 128);
653             for(i=0; i<128; i++)
654                 x[i] = s->transform_coeffs[ch][2*i+1];
655             ff_imdct_half(&s->imdct_256, s->delay[ch-1], x);
656         } else {
657             ff_imdct_half(&s->imdct_512, s->tmp_output, s->transform_coeffs[ch]);
658             s->dsp.vector_fmul_window(s->output[ch-1], s->delay[ch-1], s->tmp_output, s->window, add_bias, 128);
659             memcpy(s->delay[ch-1], s->tmp_output+128, 128*sizeof(float));
660         }
661     }
662 }
663
664 /**
665  * Downmix the output to mono or stereo.
666  */
667 void ff_ac3_downmix_c(float (*samples)[256], float (*matrix)[2], int out_ch, int in_ch, int len)
668 {
669     int i, j;
670     float v0, v1;
671     if(out_ch == 2) {
672         for(i=0; i<len; i++) {
673             v0 = v1 = 0.0f;
674             for(j=0; j<in_ch; j++) {
675                 v0 += samples[j][i] * matrix[j][0];
676                 v1 += samples[j][i] * matrix[j][1];
677             }
678             samples[0][i] = v0;
679             samples[1][i] = v1;
680         }
681     } else if(out_ch == 1) {
682         for(i=0; i<len; i++) {
683             v0 = 0.0f;
684             for(j=0; j<in_ch; j++)
685                 v0 += samples[j][i] * matrix[j][0];
686             samples[0][i] = v0;
687         }
688     }
689 }
690
691 /**
692  * Upmix delay samples from stereo to original channel layout.
693  */
694 static void ac3_upmix_delay(AC3DecodeContext *s)
695 {
696     int channel_data_size = sizeof(s->delay[0]);
697     switch(s->channel_mode) {
698         case AC3_CHMODE_DUALMONO:
699         case AC3_CHMODE_STEREO:
700             /* upmix mono to stereo */
701             memcpy(s->delay[1], s->delay[0], channel_data_size);
702             break;
703         case AC3_CHMODE_2F2R:
704             memset(s->delay[3], 0, channel_data_size);
705         case AC3_CHMODE_2F1R:
706             memset(s->delay[2], 0, channel_data_size);
707             break;
708         case AC3_CHMODE_3F2R:
709             memset(s->delay[4], 0, channel_data_size);
710         case AC3_CHMODE_3F1R:
711             memset(s->delay[3], 0, channel_data_size);
712         case AC3_CHMODE_3F:
713             memcpy(s->delay[2], s->delay[1], channel_data_size);
714             memset(s->delay[1], 0, channel_data_size);
715             break;
716     }
717 }
718
719 /**
720  * Decode band structure for coupling, spectral extension, or enhanced coupling.
721  * The band structure defines how many subbands are in each band.  For each
722  * subband in the range, 1 means it is combined with the previous band, and 0
723  * means that it starts a new band.
724  *
725  * @param[in] gbc bit reader context
726  * @param[in] blk block number
727  * @param[in] eac3 flag to indicate E-AC-3
728  * @param[in] ecpl flag to indicate enhanced coupling
729  * @param[in] start_subband subband number for start of range
730  * @param[in] end_subband subband number for end of range
731  * @param[in] default_band_struct default band structure table
732  * @param[out] band_struct decoded band structure
733  * @param[out] num_bands number of bands (optionally NULL)
734  * @param[out] band_sizes array containing the number of bins in each band (optionally NULL)
735  */
736 static void decode_band_structure(GetBitContext *gbc, int blk, int eac3,
737                                   int ecpl, int start_subband, int end_subband,
738                                   const uint8_t *default_band_struct,
739                                   uint8_t *band_struct, int *num_bands,
740                                   uint8_t *band_sizes)
741 {
742     int subbnd, bnd, n_subbands, n_bands=0;
743     uint8_t bnd_sz[22];
744
745     n_subbands = end_subband - start_subband;
746
747     /* decode band structure from bitstream or use default */
748     if (!eac3 || get_bits1(gbc)) {
749         for (subbnd = 0; subbnd < n_subbands - 1; subbnd++) {
750             band_struct[subbnd] = get_bits1(gbc);
751         }
752     } else if (!blk) {
753         memcpy(band_struct,
754                &default_band_struct[start_subband+1],
755                n_subbands-1);
756     }
757     band_struct[n_subbands-1] = 0;
758
759     /* calculate number of bands and band sizes based on band structure.
760        note that the first 4 subbands in enhanced coupling span only 6 bins
761        instead of 12. */
762     if (num_bands || band_sizes ) {
763         n_bands = n_subbands;
764         bnd_sz[0] = ecpl ? 6 : 12;
765         for (bnd = 0, subbnd = 1; subbnd < n_subbands; subbnd++) {
766             int subbnd_size = (ecpl && subbnd < 4) ? 6 : 12;
767             if (band_struct[subbnd-1]) {
768                 n_bands--;
769                 bnd_sz[bnd] += subbnd_size;
770             } else {
771                 bnd_sz[++bnd] = subbnd_size;
772             }
773         }
774     }
775
776     /* set optional output params */
777     if (num_bands)
778         *num_bands = n_bands;
779     if (band_sizes)
780         memcpy(band_sizes, bnd_sz, n_bands);
781 }
782
783 /**
784  * Decode a single audio block from the AC-3 bitstream.
785  */
786 static int decode_audio_block(AC3DecodeContext *s, int blk)
787 {
788     int fbw_channels = s->fbw_channels;
789     int channel_mode = s->channel_mode;
790     int i, bnd, seg, ch;
791     int different_transforms;
792     int downmix_output;
793     int cpl_in_use;
794     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
795     uint8_t bit_alloc_stages[AC3_MAX_CHANNELS];
796
797     memset(bit_alloc_stages, 0, AC3_MAX_CHANNELS);
798
799     /* block switch flags */
800     different_transforms = 0;
801     if (s->block_switch_syntax) {
802         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
803             s->block_switch[ch] = get_bits1(gbc);
804             if(ch > 1 && s->block_switch[ch] != s->block_switch[1])
805                 different_transforms = 1;
806         }
807     }
808
809     /* dithering flags */
810     if (s->dither_flag_syntax) {
811         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
812             s->dither_flag[ch] = get_bits1(gbc);
813         }
814     }
815
816     /* dynamic range */
817     i = !(s->channel_mode);
818     do {
819         if(get_bits1(gbc)) {
820             s->dynamic_range[i] = ((dynamic_range_tab[get_bits(gbc, 8)]-1.0) *
821                                   s->avctx->drc_scale)+1.0;
822         } else if(blk == 0) {
823             s->dynamic_range[i] = 1.0f;
824         }
825     } while(i--);
826
827     /* spectral extension strategy */
828     if (s->eac3 && (!blk || get_bits1(gbc))) {
829         if (get_bits1(gbc)) {
830             av_log_missing_feature(s->avctx, "Spectral extension", 1);
831             return -1;
832         }
833         /* TODO: parse spectral extension strategy info */
834     }
835
836     /* TODO: spectral extension coordinates */
837
838     /* coupling strategy */
839     if (s->eac3 ? s->cpl_strategy_exists[blk] : get_bits1(gbc)) {
840         memset(bit_alloc_stages, 3, AC3_MAX_CHANNELS);
841         if (!s->eac3)
842             s->cpl_in_use[blk] = get_bits1(gbc);
843         if (s->cpl_in_use[blk]) {
844             /* coupling in use */
845             int cpl_start_subband, cpl_end_subband;
846
847             if (channel_mode < AC3_CHMODE_STEREO) {
848                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "coupling not allowed in mono or dual-mono\n");
849                 return -1;
850             }
851
852             /* check for enhanced coupling */
853             if (s->eac3 && get_bits1(gbc)) {
854                 /* TODO: parse enhanced coupling strategy info */
855                 av_log_missing_feature(s->avctx, "Enhanced coupling", 1);
856                 return -1;
857             }
858
859             /* determine which channels are coupled */
860             if (s->eac3 && s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
861                 s->channel_in_cpl[1] = 1;
862                 s->channel_in_cpl[2] = 1;
863             } else {
864                 for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++)
865                     s->channel_in_cpl[ch] = get_bits1(gbc);
866             }
867
868             /* phase flags in use */
869             if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
870                 s->phase_flags_in_use = get_bits1(gbc);
871
872             /* coupling frequency range */
873             /* TODO: modify coupling end freq if spectral extension is used */
874             cpl_start_subband = get_bits(gbc, 4);
875             cpl_end_subband   = get_bits(gbc, 4) + 3;
876             if (cpl_start_subband >= cpl_end_subband) {
877                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid coupling range (%d >= %d)\n",
878                        cpl_start_subband, cpl_end_subband);
879                 return -1;
880             }
881             s->start_freq[CPL_CH] = cpl_start_subband * 12 + 37;
882             s->end_freq[CPL_CH]   = cpl_end_subband   * 12 + 37;
883
884             decode_band_structure(gbc, blk, s->eac3, 0, cpl_start_subband,
885                                   cpl_end_subband,
886                                   ff_eac3_default_cpl_band_struct,
887                                   s->cpl_band_struct, &s->num_cpl_bands, NULL);
888         } else {
889             /* coupling not in use */
890             for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
891                 s->channel_in_cpl[ch] = 0;
892                 s->first_cpl_coords[ch] = 1;
893             }
894             s->first_cpl_leak = s->eac3;
895             s->phase_flags_in_use = 0;
896         }
897     } else if (!s->eac3) {
898         if(!blk) {
899             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling strategy must be present in block 0\n");
900             return -1;
901         } else {
902             s->cpl_in_use[blk] = s->cpl_in_use[blk-1];
903         }
904     }
905     cpl_in_use = s->cpl_in_use[blk];
906
907     /* coupling coordinates */
908     if (cpl_in_use) {
909         int cpl_coords_exist = 0;
910
911         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
912             if (s->channel_in_cpl[ch]) {
913                 if ((s->eac3 && s->first_cpl_coords[ch]) || get_bits1(gbc)) {
914                     int master_cpl_coord, cpl_coord_exp, cpl_coord_mant;
915                     s->first_cpl_coords[ch] = 0;
916                     cpl_coords_exist = 1;
917                     master_cpl_coord = 3 * get_bits(gbc, 2);
918                     for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_bands; bnd++) {
919                         cpl_coord_exp = get_bits(gbc, 4);
920                         cpl_coord_mant = get_bits(gbc, 4);
921                         if (cpl_coord_exp == 15)
922                             s->cpl_coords[ch][bnd] = cpl_coord_mant << 22;
923                         else
924                             s->cpl_coords[ch][bnd] = (cpl_coord_mant + 16) << 21;
925                         s->cpl_coords[ch][bnd] >>= (cpl_coord_exp + master_cpl_coord);
926                     }
927                 } else if (!blk) {
928                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling coordinates must be present in block 0\n");
929                     return -1;
930                 }
931             } else {
932                 /* channel not in coupling */
933                 s->first_cpl_coords[ch] = 1;
934             }
935         }
936         /* phase flags */
937         if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO && cpl_coords_exist) {
938             for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_bands; bnd++) {
939                 s->phase_flags[bnd] = s->phase_flags_in_use? get_bits1(gbc) : 0;
940             }
941         }
942     }
943
944     /* stereo rematrixing strategy and band structure */
945     if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
946         if ((s->eac3 && !blk) || get_bits1(gbc)) {
947             s->num_rematrixing_bands = 4;
948             if(cpl_in_use && s->start_freq[CPL_CH] <= 61)
949                 s->num_rematrixing_bands -= 1 + (s->start_freq[CPL_CH] == 37);
950             for(bnd=0; bnd<s->num_rematrixing_bands; bnd++)
951                 s->rematrixing_flags[bnd] = get_bits1(gbc);
952         } else if (!blk) {
953             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new rematrixing strategy must be present in block 0\n");
954             return -1;
955         }
956     }
957
958     /* exponent strategies for each channel */
959     for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
960         if (!s->eac3)
961             s->exp_strategy[blk][ch] = get_bits(gbc, 2 - (ch == s->lfe_ch));
962         if(s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE)
963             bit_alloc_stages[ch] = 3;
964     }
965
966     /* channel bandwidth */
967     for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
968         s->start_freq[ch] = 0;
969         if (s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE) {
970             int group_size;
971             int prev = s->end_freq[ch];
972             if (s->channel_in_cpl[ch])
973                 s->end_freq[ch] = s->start_freq[CPL_CH];
974             else {
975                 int bandwidth_code = get_bits(gbc, 6);
976                 if (bandwidth_code > 60) {
977                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "bandwidth code = %d > 60\n", bandwidth_code);
978                     return -1;
979                 }
980                 s->end_freq[ch] = bandwidth_code * 3 + 73;
981             }
982             group_size = 3 << (s->exp_strategy[blk][ch] - 1);
983             s->num_exp_groups[ch] = (s->end_freq[ch]+group_size-4) / group_size;
984             if(blk > 0 && s->end_freq[ch] != prev)
985                 memset(bit_alloc_stages, 3, AC3_MAX_CHANNELS);
986         }
987     }
988     if (cpl_in_use && s->exp_strategy[blk][CPL_CH] != EXP_REUSE) {
989         s->num_exp_groups[CPL_CH] = (s->end_freq[CPL_CH] - s->start_freq[CPL_CH]) /
990                                     (3 << (s->exp_strategy[blk][CPL_CH] - 1));
991     }
992
993     /* decode exponents for each channel */
994     for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
995         if (s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE) {
996             s->dexps[ch][0] = get_bits(gbc, 4) << !ch;
997             if (decode_exponents(gbc, s->exp_strategy[blk][ch],
998                                  s->num_exp_groups[ch], s->dexps[ch][0],
999                                  &s->dexps[ch][s->start_freq[ch]+!!ch])) {
1000                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "exponent out-of-range\n");
1001                 return -1;
1002             }
1003             if(ch != CPL_CH && ch != s->lfe_ch)
1004                 skip_bits(gbc, 2); /* skip gainrng */
1005         }
1006     }
1007
1008     /* bit allocation information */
1009     if (s->bit_allocation_syntax) {
1010         if (get_bits1(gbc)) {
1011             s->bit_alloc_params.slow_decay = ff_ac3_slow_decay_tab[get_bits(gbc, 2)] >> s->bit_alloc_params.sr_shift;
1012             s->bit_alloc_params.fast_decay = ff_ac3_fast_decay_tab[get_bits(gbc, 2)] >> s->bit_alloc_params.sr_shift;
1013             s->bit_alloc_params.slow_gain  = ff_ac3_slow_gain_tab[get_bits(gbc, 2)];
1014             s->bit_alloc_params.db_per_bit = ff_ac3_db_per_bit_tab[get_bits(gbc, 2)];
1015             s->bit_alloc_params.floor  = ff_ac3_floor_tab[get_bits(gbc, 3)];
1016             for(ch=!cpl_in_use; ch<=s->channels; ch++)
1017                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1018         } else if (!blk) {
1019             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new bit allocation info must be present in block 0\n");
1020             return -1;
1021         }
1022     }
1023
1024     /* signal-to-noise ratio offsets and fast gains (signal-to-mask ratios) */
1025     if(!s->eac3 || !blk){
1026         if(s->snr_offset_strategy && get_bits1(gbc)) {
1027             int snr = 0;
1028             int csnr;
1029             csnr = (get_bits(gbc, 6) - 15) << 4;
1030             for (i = ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1031                 /* snr offset */
1032                 if (ch == i || s->snr_offset_strategy == 2)
1033                     snr = (csnr + get_bits(gbc, 4)) << 2;
1034                 /* run at least last bit allocation stage if snr offset changes */
1035                 if(blk && s->snr_offset[ch] != snr) {
1036                     bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 1);
1037                 }
1038                 s->snr_offset[ch] = snr;
1039
1040                 /* fast gain (normal AC-3 only) */
1041                 if (!s->eac3) {
1042                     int prev = s->fast_gain[ch];
1043                     s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[get_bits(gbc, 3)];
1044                     /* run last 2 bit allocation stages if fast gain changes */
1045                     if(blk && prev != s->fast_gain[ch])
1046                         bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1047                 }
1048             }
1049         } else if (!s->eac3 && !blk) {
1050             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new snr offsets must be present in block 0\n");
1051             return -1;
1052         }
1053     }
1054
1055     /* fast gain (E-AC-3 only) */
1056     if (s->fast_gain_syntax && get_bits1(gbc)) {
1057         for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1058             int prev = s->fast_gain[ch];
1059             s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[get_bits(gbc, 3)];
1060             /* run last 2 bit allocation stages if fast gain changes */
1061             if(blk && prev != s->fast_gain[ch])
1062                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1063         }
1064     } else if (s->eac3 && !blk) {
1065         for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++)
1066             s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[4];
1067     }
1068
1069     /* E-AC-3 to AC-3 converter SNR offset */
1070     if (s->frame_type == EAC3_FRAME_TYPE_INDEPENDENT && get_bits1(gbc)) {
1071         skip_bits(gbc, 10); // skip converter snr offset
1072     }
1073
1074     /* coupling leak information */
1075     if (cpl_in_use) {
1076         if (s->first_cpl_leak || get_bits1(gbc)) {
1077             int fl = get_bits(gbc, 3);
1078             int sl = get_bits(gbc, 3);
1079             /* run last 2 bit allocation stages for coupling channel if
1080                coupling leak changes */
1081             if(blk && (fl != s->bit_alloc_params.cpl_fast_leak ||
1082                        sl != s->bit_alloc_params.cpl_slow_leak)) {
1083                 bit_alloc_stages[CPL_CH] = FFMAX(bit_alloc_stages[CPL_CH], 2);
1084             }
1085             s->bit_alloc_params.cpl_fast_leak = fl;
1086             s->bit_alloc_params.cpl_slow_leak = sl;
1087         } else if (!s->eac3 && !blk) {
1088             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling leak info must be present in block 0\n");
1089             return -1;
1090         }
1091         s->first_cpl_leak = 0;
1092     }
1093
1094     /* delta bit allocation information */
1095     if (s->dba_syntax && get_bits1(gbc)) {
1096         /* delta bit allocation exists (strategy) */
1097         for (ch = !cpl_in_use; ch <= fbw_channels; ch++) {
1098             s->dba_mode[ch] = get_bits(gbc, 2);
1099             if (s->dba_mode[ch] == DBA_RESERVED) {
1100                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "delta bit allocation strategy reserved\n");
1101                 return -1;
1102             }
1103             bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1104         }
1105         /* channel delta offset, len and bit allocation */
1106         for (ch = !cpl_in_use; ch <= fbw_channels; ch++) {
1107             if (s->dba_mode[ch] == DBA_NEW) {
1108                 s->dba_nsegs[ch] = get_bits(gbc, 3);
1109                 for (seg = 0; seg <= s->dba_nsegs[ch]; seg++) {
1110                     s->dba_offsets[ch][seg] = get_bits(gbc, 5);
1111                     s->dba_lengths[ch][seg] = get_bits(gbc, 4);
1112                     s->dba_values[ch][seg] = get_bits(gbc, 3);
1113                 }
1114                 /* run last 2 bit allocation stages if new dba values */
1115                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1116             }
1117         }
1118     } else if(blk == 0) {
1119         for(ch=0; ch<=s->channels; ch++) {
1120             s->dba_mode[ch] = DBA_NONE;
1121         }
1122     }
1123
1124     /* Bit allocation */
1125     for(ch=!cpl_in_use; ch<=s->channels; ch++) {
1126         if(bit_alloc_stages[ch] > 2) {
1127             /* Exponent mapping into PSD and PSD integration */
1128             ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(s->dexps[ch],
1129                                       s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1130                                       s->psd[ch], s->band_psd[ch]);
1131         }
1132         if(bit_alloc_stages[ch] > 1) {
1133             /* Compute excitation function, Compute masking curve, and
1134                Apply delta bit allocation */
1135             if (ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(&s->bit_alloc_params, s->band_psd[ch],
1136                                            s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1137                                            s->fast_gain[ch], (ch == s->lfe_ch),
1138                                            s->dba_mode[ch], s->dba_nsegs[ch],
1139                                            s->dba_offsets[ch], s->dba_lengths[ch],
1140                                            s->dba_values[ch], s->mask[ch])) {
1141                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "error in bit allocation\n");
1142                 return -1;
1143             }
1144         }
1145         if(bit_alloc_stages[ch] > 0) {
1146             /* Compute bit allocation */
1147             const uint8_t *bap_tab = s->channel_uses_aht[ch] ?
1148                                      ff_eac3_hebap_tab : ff_ac3_bap_tab;
1149             ff_ac3_bit_alloc_calc_bap(s->mask[ch], s->psd[ch],
1150                                       s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1151                                       s->snr_offset[ch],
1152                                       s->bit_alloc_params.floor,
1153                                       bap_tab, s->bap[ch]);
1154         }
1155     }
1156
1157     /* unused dummy data */
1158     if (s->skip_syntax && get_bits1(gbc)) {
1159         int skipl = get_bits(gbc, 9);
1160         while(skipl--)
1161             skip_bits(gbc, 8);
1162     }
1163
1164     /* unpack the transform coefficients
1165        this also uncouples channels if coupling is in use. */
1166     decode_transform_coeffs(s, blk);
1167
1168     /* TODO: generate enhanced coupling coordinates and uncouple */
1169
1170     /* TODO: apply spectral extension */
1171
1172     /* recover coefficients if rematrixing is in use */
1173     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
1174         do_rematrixing(s);
1175
1176     /* apply scaling to coefficients (headroom, dynrng) */
1177     for(ch=1; ch<=s->channels; ch++) {
1178         float gain = s->mul_bias / 4194304.0f;
1179         if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_DUALMONO) {
1180             gain *= s->dynamic_range[ch-1];
1181         } else {
1182             gain *= s->dynamic_range[0];
1183         }
1184         s->dsp.int32_to_float_fmul_scalar(s->transform_coeffs[ch], s->fixed_coeffs[ch], gain, 256);
1185     }
1186
1187     /* downmix and MDCT. order depends on whether block switching is used for
1188        any channel in this block. this is because coefficients for the long
1189        and short transforms cannot be mixed. */
1190     downmix_output = s->channels != s->out_channels &&
1191                      !((s->output_mode & AC3_OUTPUT_LFEON) &&
1192                      s->fbw_channels == s->out_channels);
1193     if(different_transforms) {
1194         /* the delay samples have already been downmixed, so we upmix the delay
1195            samples in order to reconstruct all channels before downmixing. */
1196         if(s->downmixed) {
1197             s->downmixed = 0;
1198             ac3_upmix_delay(s);
1199         }
1200
1201         do_imdct(s, s->channels);
1202
1203         if(downmix_output) {
1204             s->dsp.ac3_downmix(s->output, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 256);
1205         }
1206     } else {
1207         if(downmix_output) {
1208             s->dsp.ac3_downmix(s->transform_coeffs+1, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 256);
1209         }
1210
1211         if(downmix_output && !s->downmixed) {
1212             s->downmixed = 1;
1213             s->dsp.ac3_downmix(s->delay, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 128);
1214         }
1215
1216         do_imdct(s, s->out_channels);
1217     }
1218
1219     return 0;
1220 }
1221
1222 /**
1223  * Decode a single AC-3 frame.
1224  */
1225 static int ac3_decode_frame(AVCodecContext * avctx, void *data, int *data_size,
1226                             AVPacket *avpkt)
1227 {
1228     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1229     int buf_size = avpkt->size;
1230     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
1231     int16_t *out_samples = (int16_t *)data;
1232     int blk, ch, err;
1233     const uint8_t *channel_map;
1234     const float *output[AC3_MAX_CHANNELS];
1235
1236     /* initialize the GetBitContext with the start of valid AC-3 Frame */
1237     if (s->input_buffer) {
1238         /* copy input buffer to decoder context to avoid reading past the end
1239            of the buffer, which can be caused by a damaged input stream. */
1240         memcpy(s->input_buffer, buf, FFMIN(buf_size, AC3_FRAME_BUFFER_SIZE));
1241         init_get_bits(&s->gbc, s->input_buffer, buf_size * 8);
1242     } else {
1243         init_get_bits(&s->gbc, buf, buf_size * 8);
1244     }
1245
1246     /* parse the syncinfo */
1247     *data_size = 0;
1248     err = parse_frame_header(s);
1249
1250     /* check that reported frame size fits in input buffer */
1251     if(s->frame_size > buf_size) {
1252         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "incomplete frame\n");
1253         err = AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE;
1254     }
1255
1256     /* check for crc mismatch */
1257     if(err != AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE && avctx->error_recognition >= FF_ER_CAREFUL) {
1258         if(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0, &buf[2], s->frame_size-2)) {
1259             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "frame CRC mismatch\n");
1260             err = AAC_AC3_PARSE_ERROR_CRC;
1261         }
1262     }
1263
1264     if(err && err != AAC_AC3_PARSE_ERROR_CRC) {
1265         switch(err) {
1266             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_SYNC:
1267                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "frame sync error\n");
1268                 return -1;
1269             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_BSID:
1270                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid bitstream id\n");
1271                 break;
1272             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_SAMPLE_RATE:
1273                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sample rate\n");
1274                 break;
1275             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE:
1276                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid frame size\n");
1277                 break;
1278             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_TYPE:
1279                 /* skip frame if CRC is ok. otherwise use error concealment. */
1280                 /* TODO: add support for substreams and dependent frames */
1281                 if(s->frame_type == EAC3_FRAME_TYPE_DEPENDENT || s->substreamid) {
1282                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported frame type : skipping frame\n");
1283                     return s->frame_size;
1284                 } else {
1285                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid frame type\n");
1286                 }
1287                 break;
1288             default:
1289                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid header\n");
1290                 break;
1291         }
1292     }
1293
1294     /* if frame is ok, set audio parameters */
1295     if (!err) {
1296         avctx->sample_rate = s->sample_rate;
1297         avctx->bit_rate = s->bit_rate;
1298
1299         /* channel config */
1300         s->out_channels = s->channels;
1301         s->output_mode = s->channel_mode;
1302         if(s->lfe_on)
1303             s->output_mode |= AC3_OUTPUT_LFEON;
1304         if (avctx->request_channels > 0 && avctx->request_channels <= 2 &&
1305                 avctx->request_channels < s->channels) {
1306             s->out_channels = avctx->request_channels;
1307             s->output_mode  = avctx->request_channels == 1 ? AC3_CHMODE_MONO : AC3_CHMODE_STEREO;
1308             s->channel_layout = ff_ac3_channel_layout_tab[s->output_mode];
1309         }
1310         avctx->channels = s->out_channels;
1311         avctx->channel_layout = s->channel_layout;
1312
1313         /* set downmixing coefficients if needed */
1314         if(s->channels != s->out_channels && !((s->output_mode & AC3_OUTPUT_LFEON) &&
1315                 s->fbw_channels == s->out_channels)) {
1316             set_downmix_coeffs(s);
1317         }
1318     } else if (!s->out_channels) {
1319         s->out_channels = avctx->channels;
1320         if(s->out_channels < s->channels)
1321             s->output_mode  = s->out_channels == 1 ? AC3_CHMODE_MONO : AC3_CHMODE_STEREO;
1322     }
1323
1324     /* decode the audio blocks */
1325     channel_map = ff_ac3_dec_channel_map[s->output_mode & ~AC3_OUTPUT_LFEON][s->lfe_on];
1326     for (ch = 0; ch < s->out_channels; ch++)
1327         output[ch] = s->output[channel_map[ch]];
1328     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
1329         if (!err && decode_audio_block(s, blk)) {
1330             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "error decoding the audio block\n");
1331             err = 1;
1332         }
1333         s->dsp.float_to_int16_interleave(out_samples, output, 256, s->out_channels);
1334         out_samples += 256 * s->out_channels;
1335     }
1336     *data_size = s->num_blocks * 256 * avctx->channels * sizeof (int16_t);
1337     return s->frame_size;
1338 }
1339
1340 /**
1341  * Uninitialize the AC-3 decoder.
1342  */
1343 static av_cold int ac3_decode_end(AVCodecContext *avctx)
1344 {
1345     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
1346     ff_mdct_end(&s->imdct_512);
1347     ff_mdct_end(&s->imdct_256);
1348
1349     av_freep(&s->input_buffer);
1350
1351     return 0;
1352 }
1353
1354 AVCodec ac3_decoder = {
1355     .name = "ac3",
1356     .type = CODEC_TYPE_AUDIO,
1357     .id = CODEC_ID_AC3,
1358     .priv_data_size = sizeof (AC3DecodeContext),
1359     .init = ac3_decode_init,
1360     .close = ac3_decode_end,
1361     .decode = ac3_decode_frame,
1362     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATSC A/52A (AC-3)"),
1363 };
1364
1365 #if CONFIG_EAC3_DECODER
1366 AVCodec eac3_decoder = {
1367     .name = "eac3",
1368     .type = CODEC_TYPE_AUDIO,
1369     .id = CODEC_ID_EAC3,
1370     .priv_data_size = sizeof (AC3DecodeContext),
1371     .init = ac3_decode_init,
1372     .close = ac3_decode_end,
1373     .decode = ac3_decode_frame,
1374     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATSC A/52B (AC-3, E-AC-3)"),
1375 };
1376 #endif