simplify snr offset and bit allocation
[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 cplsnroffst;
111     int cplfgain;
112     int snroffst[5];
113     int fgain[5];
114     int lfesnroffst;
115     int lfefgain;
116     int cpldeltbae;
117     int deltbae[5];
118     int cpldeltnseg;
119     uint8_t  cpldeltoffst[8];
120     uint8_t  cpldeltlen[8];
121     uint8_t  cpldeltba[8];
122     int deltnseg[5];
123     uint8_t  deltoffst[5][8];
124     uint8_t  deltlen[5][8];
125     uint8_t  deltba[5][8];
126
127     /* Derived Attributes. */
128     int      sampling_rate;
129     int      bit_rate;
130     int      frame_size;
131
132     int      nchans;            //number of total channels
133     int      nfchans;           //number of full-bandwidth channels
134     int      lfeon;             //lfe channel in use
135
136     float    dynrng;            //dynamic range gain
137     float    dynrng2;           //dynamic range gain for 1+1 mode
138     float    chcoeffs[6];       //normalized channel coefficients
139     float    cplco[5][18];      //coupling coordinates
140     int      ncplbnd;           //number of coupling bands
141     int      ncplsubnd;         //number of coupling sub bands
142     int      cplstrtmant;       //coupling start mantissa
143     int      cplendmant;        //coupling end mantissa
144     int      endmant[5];        //channel end mantissas
145     AC3BitAllocParameters bit_alloc_params; ///< bit allocation parameters
146
147     int8_t   dcplexps[256];     //decoded coupling exponents
148     int8_t   dexps[5][256];     //decoded fbw channel exponents
149     int8_t   dlfeexps[256];     //decoded lfe channel exponents
150     uint8_t  cplbap[256];       //coupling bit allocation pointers
151     uint8_t  bap[5][256];       //fbw channel bit allocation pointers
152     uint8_t  lfebap[256];       //lfe channel bit allocation pointers
153
154     int      blkoutput;         //output configuration for block
155
156     DECLARE_ALIGNED_16(float, transform_coeffs[AC3_MAX_CHANNELS][BLOCK_SIZE]);  //transform coefficients
157
158     /* For IMDCT. */
159     MDCTContext imdct_512;  //for 512 sample imdct transform
160     MDCTContext imdct_256;  //for 256 sample imdct transform
161     DSPContext  dsp;        //for optimization
162
163     DECLARE_ALIGNED_16(float, output[AC3_MAX_CHANNELS][BLOCK_SIZE]);    //output after imdct transform and windowing
164     DECLARE_ALIGNED_16(float, delay[AC3_MAX_CHANNELS][BLOCK_SIZE]);     //delay - added to the next block
165     DECLARE_ALIGNED_16(float, tmp_imdct[BLOCK_SIZE]);               //temporary storage for imdct transform
166     DECLARE_ALIGNED_16(float, tmp_output[BLOCK_SIZE * 2]);          //temporary storage for output before windowing
167     DECLARE_ALIGNED_16(float, window[BLOCK_SIZE]);                  //window coefficients
168
169     /* Miscellaneous. */
170     GetBitContext gb;
171     AVRandomState dith_state;   //for dither generation
172 } AC3DecodeContext;
173
174 /*********** BEGIN INIT HELPER FUNCTIONS ***********/
175 /**
176  * Generate a Kaiser-Bessel Derived Window.
177  */
178 static void ac3_window_init(float *window)
179 {
180    int i, j;
181    double sum = 0.0, bessel, tmp;
182    double local_window[256];
183    double alpha2 = (5.0 * M_PI / 256.0) * (5.0 * M_PI / 256.0);
184
185    for (i = 0; i < 256; i++) {
186        tmp = i * (256 - i) * alpha2;
187        bessel = 1.0;
188        for (j = 100; j > 0; j--) /* defaul to 100 iterations */
189            bessel = bessel * tmp / (j * j) + 1;
190        sum += bessel;
191        local_window[i] = sum;
192    }
193
194    sum++;
195    for (i = 0; i < 256; i++)
196        window[i] = sqrt(local_window[i] / sum);
197 }
198
199 /*
200  * Generate quantizer tables.
201  */
202 static void generate_quantizers_table(int16_t quantizers[], int level, int length)
203 {
204     int i;
205
206     for (i = 0; i < length; i++)
207         quantizers[i] = ((2 * i - level + 1) << 15) / level;
208 }
209
210 static void generate_quantizers_table_1(int16_t quantizers[], int level, int length1, int length2, int size)
211 {
212     int i, j;
213     int16_t v;
214
215     for (i = 0; i < length1; i++) {
216         v = ((2 * i - level + 1) << 15) / level;
217         for (j = 0; j < length2; j++)
218             quantizers[i * length2 + j] = v;
219     }
220
221     for (i = length1 * length2; i < size; i++)
222         quantizers[i] = 0;
223 }
224
225 static void generate_quantizers_table_2(int16_t quantizers[], int level, int length1, int length2, int size)
226 {
227     int i, j;
228     int16_t v;
229
230     for (i = 0; i < length1; i++) {
231         v = ((2 * (i % level) - level + 1) << 15) / level;
232         for (j = 0; j < length2; j++)
233             quantizers[i * length2 + j] = v;
234     }
235
236     for (i = length1 * length2; i < size; i++)
237         quantizers[i] = 0;
238
239 }
240
241 static void generate_quantizers_table_3(int16_t quantizers[], int level, int length1, int length2, int size)
242 {
243     int i, j;
244
245     for (i = 0; i < length1; i++)
246         for (j = 0; j < length2; j++)
247             quantizers[i * length2 + j] = ((2 * (j % level) - level + 1) << 15) / level;
248
249     for (i = length1 * length2; i < size; i++)
250         quantizers[i] = 0;
251 }
252
253 /*
254  * Initialize tables at runtime.
255  */
256 static void ac3_tables_init(void)
257 {
258     int i;
259
260     /* Quantizer ungrouping tables. */
261     // for level-3 quantizers
262     generate_quantizers_table_1(l3_quantizers_1, 3, 3, 9, 32);
263     generate_quantizers_table_2(l3_quantizers_2, 3, 9, 3, 32);
264     generate_quantizers_table_3(l3_quantizers_3, 3, 9, 3, 32);
265
266     //for level-5 quantizers
267     generate_quantizers_table_1(l5_quantizers_1, 5, 5, 25, 128);
268     generate_quantizers_table_2(l5_quantizers_2, 5, 25, 5, 128);
269     generate_quantizers_table_3(l5_quantizers_3, 5, 25, 5, 128);
270
271     //for level-7 quantizers
272     generate_quantizers_table(l7_quantizers, 7, 7);
273
274     //for level-4 quantizers
275     generate_quantizers_table_2(l11_quantizers_1, 11, 11, 11, 128);
276     generate_quantizers_table_3(l11_quantizers_2, 11, 11, 11, 128);
277
278     //for level-15 quantizers
279     generate_quantizers_table(l15_quantizers, 15, 15);
280     /* End Quantizer ungrouping tables. */
281
282     //generate scale factors
283     for (i = 0; i < 25; i++)
284         scale_factors[i] = pow(2.0, -(i + 15));
285
286     /* generate exponent tables
287        reference: Section 7.1.3 Exponent Decoding */
288     for(i=0; i<128; i++) {
289         exp_ungroup_tbl[i][0] =  i / 25;
290         exp_ungroup_tbl[i][1] = (i % 25) / 5;
291         exp_ungroup_tbl[i][2] = (i % 25) % 5;
292     }
293 }
294
295
296 static int ac3_decode_init(AVCodecContext *avctx)
297 {
298     AC3DecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
299
300     ac3_common_init();
301     ac3_tables_init();
302     ff_mdct_init(&ctx->imdct_256, 8, 1);
303     ff_mdct_init(&ctx->imdct_512, 9, 1);
304     ac3_window_init(ctx->window);
305     dsputil_init(&ctx->dsp, avctx);
306     av_init_random(0, &ctx->dith_state);
307
308     return 0;
309 }
310 /*********** END INIT FUNCTIONS ***********/
311
312 /**
313  * Parses the 'sync info' and 'bit stream info' from the AC-3 bitstream.
314  * GetBitContext within AC3DecodeContext must point to
315  * start of the synchronized ac3 bitstream.
316  */
317 static int ac3_parse_header(AC3DecodeContext *ctx)
318 {
319     AC3HeaderInfo hdr;
320     GetBitContext *gb = &ctx->gb;
321     int err, i;
322
323     err = ff_ac3_parse_header(gb->buffer, &hdr);
324     if(err)
325         return err;
326
327     /* get decoding parameters from header info */
328     ctx->bit_alloc_params.fscod       = hdr.fscod;
329     ctx->acmod                        = hdr.acmod;
330     ctx->cmixlev                      = hdr.cmixlev;
331     ctx->surmixlev                    = hdr.surmixlev;
332     ctx->dsurmod                      = hdr.dsurmod;
333     ctx->lfeon                        = hdr.lfeon;
334     ctx->bit_alloc_params.halfratecod = hdr.halfratecod;
335     ctx->sampling_rate                = hdr.sample_rate;
336     ctx->bit_rate                     = hdr.bit_rate;
337     ctx->nchans                       = hdr.channels;
338     ctx->nfchans                      = ctx->nchans - ctx->lfeon;
339     ctx->frame_size                   = hdr.frame_size;
340     ctx->blkoutput                    = nfchans_tbl[ctx->acmod];
341     if(ctx->lfeon)
342         ctx->blkoutput |= AC3_OUTPUT_LFEON;
343
344     /* skip over portion of header which has already been read */
345     skip_bits(gb, 16); //skip the sync_word, sync_info->sync_word = get_bits(gb, 16);
346     skip_bits(gb, 16); // skip crc1
347     skip_bits(gb, 8);  // skip fscod and frmsizecod
348     skip_bits(gb, 11); // skip bsid, bsmod, and acmod
349     if(ctx->acmod == AC3_ACMOD_STEREO) {
350         skip_bits(gb, 2); // skip dsurmod
351     } else {
352         if((ctx->acmod & 1) && ctx->acmod != AC3_ACMOD_MONO)
353             skip_bits(gb, 2); // skip cmixlev
354         if(ctx->acmod & 4)
355             skip_bits(gb, 2); // skip surmixlev
356     }
357     skip_bits1(gb); // skip lfeon
358
359     /* read the rest of the bsi. read twice for dual mono mode. */
360     i = !(ctx->acmod);
361     do {
362         skip_bits(gb, 5); //skip dialog normalization
363         if (get_bits1(gb))
364             skip_bits(gb, 8); //skip compression
365         if (get_bits1(gb))
366             skip_bits(gb, 8); //skip language code
367         if (get_bits1(gb))
368             skip_bits(gb, 7); //skip audio production information
369     } while (i--);
370
371     skip_bits(gb, 2); //skip copyright bit and original bitstream bit
372
373     /* FIXME: read & use the xbsi1 downmix levels */
374     if (get_bits1(gb))
375         skip_bits(gb, 14); //skip timecode1
376     if (get_bits1(gb))
377         skip_bits(gb, 14); //skip timecode2
378
379     if (get_bits1(gb)) {
380         i = get_bits(gb, 6); //additional bsi length
381         do {
382             skip_bits(gb, 8);
383         } while(i--);
384     }
385
386     return 0;
387 }
388
389 /**
390  * Decodes the grouped exponents.
391  * This function decodes the coded exponents according to exponent strategy
392  * and stores them in the decoded exponents buffer.
393  *
394  * @param[in]  gb      GetBitContext which points to start of coded exponents
395  * @param[in]  expstr  Exponent coding strategy
396  * @param[in]  ngrps   Number of grouped exponents
397  * @param[in]  absexp  Absolute exponent or DC exponent
398  * @param[out] dexps   Decoded exponents are stored in dexps
399  */
400 static void decode_exponents(GetBitContext *gb, int expstr, int ngrps,
401                              uint8_t absexp, int8_t *dexps)
402 {
403     int i, j, grp, grpsize;
404     int dexp[256];
405     int expacc, prevexp;
406
407     /* unpack groups */
408     grpsize = expstr + (expstr == EXP_D45);
409     for(grp=0,i=0; grp<ngrps; grp++) {
410         expacc = get_bits(gb, 7);
411         dexp[i++] = exp_ungroup_tbl[expacc][0];
412         dexp[i++] = exp_ungroup_tbl[expacc][1];
413         dexp[i++] = exp_ungroup_tbl[expacc][2];
414     }
415
416     /* convert to absolute exps and expand groups */
417     prevexp = absexp;
418     for(i=0; i<ngrps*3; i++) {
419         prevexp = av_clip(prevexp + dexp[i]-2, 0, 24);
420         for(j=0; j<grpsize; j++) {
421             dexps[(i*grpsize)+j] = prevexp;
422         }
423     }
424 }
425
426 typedef struct { /* grouped mantissas for 3-level 5-leve and 11-level quantization */
427     int16_t l3_quantizers[3];
428     int16_t l5_quantizers[3];
429     int16_t l11_quantizers[2];
430     int l3ptr;
431     int l5ptr;
432     int l11ptr;
433 } mant_groups;
434
435 /* Get the transform coefficients for coupling channel and uncouple channels.
436  * The coupling transform coefficients starts at the the cplstrtmant, which is
437  * equal to endmant[ch] for fbw channels. Hence we can uncouple channels before
438  * getting transform coefficients for the channel.
439  */
440 static int get_transform_coeffs_cpling(AC3DecodeContext *ctx, mant_groups *m)
441 {
442     GetBitContext *gb = &ctx->gb;
443     int ch, start, end, cplbndstrc, bnd, gcode, tbap;
444     float cplcos[5], cplcoeff;
445     uint8_t *exps = ctx->dcplexps;
446     uint8_t *bap = ctx->cplbap;
447
448     cplbndstrc = ctx->cplbndstrc;
449     start = ctx->cplstrtmant;
450     bnd = 0;
451
452     while (start < ctx->cplendmant) {
453         end = start + 12;
454         while (cplbndstrc & 1) {
455             end += 12;
456             cplbndstrc >>= 1;
457         }
458         cplbndstrc >>= 1;
459         for (ch = 0; ch < ctx->nfchans; ch++)
460             cplcos[ch] = ctx->chcoeffs[ch] * ctx->cplco[ch][bnd];
461         bnd++;
462
463         while (start < end) {
464             tbap = bap[start];
465             switch(tbap) {
466                 case 0:
467                     for (ch = 0; ch < ctx->nfchans; ch++)
468                         if (ctx->chincpl[ch]) {
469                             if (ctx->dithflag[ch]) {
470                                 cplcoeff = (av_random(&ctx->dith_state) & 0xFFFF) * scale_factors[exps[start]];
471                                 ctx->transform_coeffs[ch + 1][start] = cplcoeff * cplcos[ch] * LEVEL_MINUS_3DB;
472                             } else
473                                 ctx->transform_coeffs[ch + 1][start] = 0;
474                         }
475                     start++;
476                     continue;
477                 case 1:
478                     if (m->l3ptr > 2) {
479                         gcode = get_bits(gb, 5);
480                         m->l3_quantizers[0] = l3_quantizers_1[gcode];
481                         m->l3_quantizers[1] = l3_quantizers_2[gcode];
482                         m->l3_quantizers[2] = l3_quantizers_3[gcode];
483                         m->l3ptr = 0;
484                     }
485                     cplcoeff = m->l3_quantizers[m->l3ptr++] * scale_factors[exps[start]];
486                     break;
487
488                 case 2:
489                     if (m->l5ptr > 2) {
490                         gcode = get_bits(gb, 7);
491                         m->l5_quantizers[0] = l5_quantizers_1[gcode];
492                         m->l5_quantizers[1] = l5_quantizers_2[gcode];
493                         m->l5_quantizers[2] = l5_quantizers_3[gcode];
494                         m->l5ptr = 0;
495                     }
496                     cplcoeff = m->l5_quantizers[m->l5ptr++] * scale_factors[exps[start]];
497                     break;
498
499                 case 3:
500                     cplcoeff = l7_quantizers[get_bits(gb, 3)] * scale_factors[exps[start]];
501                     break;
502
503                 case 4:
504                     if (m->l11ptr > 1) {
505                         gcode = get_bits(gb, 7);
506                         m->l11_quantizers[0] = l11_quantizers_1[gcode];
507                         m->l11_quantizers[1] = l11_quantizers_2[gcode];
508                         m->l11ptr = 0;
509                     }
510                     cplcoeff = m->l11_quantizers[m->l11ptr++] * scale_factors[exps[start]];
511                     break;
512
513                 case 5:
514                     cplcoeff = l15_quantizers[get_bits(gb, 4)] * scale_factors[exps[start]];
515                     break;
516
517                 default:
518                     cplcoeff = (get_sbits(gb, qntztab[tbap]) << (16 - qntztab[tbap])) * scale_factors[exps[start]];
519             }
520             for (ch = 0; ch < ctx->nfchans; ch++)
521                 if (ctx->chincpl[ch])
522                     ctx->transform_coeffs[ch + 1][start] = cplcoeff * cplcos[ch];
523             start++;
524         }
525     }
526
527     return 0;
528 }
529
530 /* Get the transform coefficients for particular channel */
531 static int get_transform_coeffs_ch(AC3DecodeContext *ctx, int ch_index, mant_groups *m)
532 {
533     GetBitContext *gb = &ctx->gb;
534     int i, gcode, tbap, dithflag, end;
535     uint8_t *exps;
536     uint8_t *bap;
537     float *coeffs;
538     float factors[25];
539
540     for (i = 0; i < 25; i++)
541         factors[i] = scale_factors[i] * ctx->chcoeffs[ch_index];
542
543     if (ch_index != -1) { /* fbw channels */
544         dithflag = ctx->dithflag[ch_index];
545         exps = ctx->dexps[ch_index];
546         bap = ctx->bap[ch_index];
547         coeffs = ctx->transform_coeffs[ch_index + 1];
548         end = ctx->endmant[ch_index];
549     } else if (ch_index == -1) {
550         dithflag = 0;
551         exps = ctx->dlfeexps;
552         bap = ctx->lfebap;
553         coeffs = ctx->transform_coeffs[0];
554         end = 7;
555     }
556
557
558     for (i = 0; i < end; i++) {
559         tbap = bap[i];
560         switch (tbap) {
561             case 0:
562                 if (!dithflag) {
563                     coeffs[i] = 0;
564                     continue;
565                 }
566                 else {
567                     coeffs[i] = (av_random(&ctx->dith_state) & 0xFFFF) * factors[exps[i]];
568                     coeffs[i] *= LEVEL_MINUS_3DB;
569                     continue;
570                 }
571
572             case 1:
573                 if (m->l3ptr > 2) {
574                     gcode = get_bits(gb, 5);
575                     m->l3_quantizers[0] = l3_quantizers_1[gcode];
576                     m->l3_quantizers[1] = l3_quantizers_2[gcode];
577                     m->l3_quantizers[2] = l3_quantizers_3[gcode];
578                     m->l3ptr = 0;
579                 }
580                 coeffs[i] = m->l3_quantizers[m->l3ptr++] * factors[exps[i]];
581                 continue;
582
583             case 2:
584                 if (m->l5ptr > 2) {
585                     gcode = get_bits(gb, 7);
586                     m->l5_quantizers[0] = l5_quantizers_1[gcode];
587                     m->l5_quantizers[1] = l5_quantizers_2[gcode];
588                     m->l5_quantizers[2] = l5_quantizers_3[gcode];
589                     m->l5ptr = 0;
590                 }
591                 coeffs[i] = m->l5_quantizers[m->l5ptr++] * factors[exps[i]];
592                 continue;
593
594             case 3:
595                 coeffs[i] = l7_quantizers[get_bits(gb, 3)] * factors[exps[i]];
596                 continue;
597
598             case 4:
599                 if (m->l11ptr > 1) {
600                     gcode = get_bits(gb, 7);
601                     m->l11_quantizers[0] = l11_quantizers_1[gcode];
602                     m->l11_quantizers[1] = l11_quantizers_2[gcode];
603                     m->l11ptr = 0;
604                 }
605                 coeffs[i] = m->l11_quantizers[m->l11ptr++] * factors[exps[i]];
606                 continue;
607
608             case 5:
609                 coeffs[i] = l15_quantizers[get_bits(gb, 4)] * factors[exps[i]];
610                 continue;
611
612             default:
613                 coeffs[i] = (get_sbits(gb, qntztab[tbap]) << (16 - qntztab[tbap])) * factors[exps[i]];
614                 continue;
615         }
616     }
617
618     return 0;
619 }
620
621 /* Get the transform coefficients.
622  * This function extracts the tranform coefficients form the ac3 bitstream.
623  * This function is called after bit allocation is performed.
624  */
625 static int get_transform_coeffs(AC3DecodeContext * ctx)
626 {
627     int i, end;
628     int got_cplchan = 0;
629     mant_groups m;
630
631     m.l3ptr = m.l5ptr = m.l11ptr = 3;
632
633     for (i = 0; i < ctx->nfchans; i++) {
634         /* transform coefficients for individual channel */
635         if (get_transform_coeffs_ch(ctx, i, &m))
636             return -1;
637         /* tranform coefficients for coupling channels */
638         if (ctx->chincpl[i])  {
639             if (!got_cplchan) {
640                 if (get_transform_coeffs_cpling(ctx, &m)) {
641                     av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "error in decoupling channels\n");
642                     return -1;
643                 }
644                 got_cplchan = 1;
645             }
646             end = ctx->cplendmant;
647         } else
648             end = ctx->endmant[i];
649         do
650             ctx->transform_coeffs[i + 1][end] = 0;
651         while(++end < 256);
652     }
653     if (ctx->lfeon) {
654         if (get_transform_coeffs_ch(ctx, -1, &m))
655                 return -1;
656         for (i = 7; i < 256; i++) {
657             ctx->transform_coeffs[0][i] = 0;
658         }
659     }
660
661     return 0;
662 }
663
664 /* Rematrixing routines. */
665 static void do_rematrixing1(AC3DecodeContext *ctx, int start, int end)
666 {
667     float tmp0, tmp1;
668
669     while (start < end) {
670         tmp0 = ctx->transform_coeffs[1][start];
671         tmp1 = ctx->transform_coeffs[2][start];
672         ctx->transform_coeffs[1][start] = tmp0 + tmp1;
673         ctx->transform_coeffs[2][start] = tmp0 - tmp1;
674         start++;
675     }
676 }
677
678 static void do_rematrixing(AC3DecodeContext *ctx)
679 {
680     int bnd1 = 13, bnd2 = 25, bnd3 = 37, bnd4 = 61;
681     int end, bndend;
682
683     end = FFMIN(ctx->endmant[0], ctx->endmant[1]);
684
685     if (ctx->rematflg[0])
686         do_rematrixing1(ctx, bnd1, bnd2);
687
688     if (ctx->rematflg[1])
689         do_rematrixing1(ctx, bnd2, bnd3);
690
691     bndend = bnd4;
692     if (bndend > end) {
693         bndend = end;
694         if (ctx->rematflg[2])
695             do_rematrixing1(ctx, bnd3, bndend);
696     } else {
697         if (ctx->rematflg[2])
698             do_rematrixing1(ctx, bnd3, bnd4);
699         if (ctx->rematflg[3])
700             do_rematrixing1(ctx, bnd4, end);
701     }
702 }
703
704 /* This function sets the normalized channel coefficients.
705  * Transform coefficients are multipllied by the channel
706  * coefficients to get normalized transform coefficients.
707  */
708 static void get_downmix_coeffs(AC3DecodeContext *ctx)
709 {
710     int from = ctx->acmod;
711     int to = ctx->blkoutput;
712     float clev = clevs[ctx->cmixlev];
713     float slev = slevs[ctx->surmixlev];
714     float nf = 1.0; //normalization factor for downmix coeffs
715     int i;
716
717     if (!ctx->acmod) {
718         ctx->chcoeffs[0] = 2 * ctx->dynrng;
719         ctx->chcoeffs[1] = 2 * ctx->dynrng2;
720     } else {
721         for (i = 0; i < ctx->nfchans; i++)
722             ctx->chcoeffs[i] = 2 * ctx->dynrng;
723     }
724
725     if (to == AC3_OUTPUT_UNMODIFIED)
726         return;
727
728     switch (from) {
729         case AC3_ACMOD_DUALMONO:
730             switch (to) {
731                 case AC3_OUTPUT_MONO:
732                 case AC3_OUTPUT_STEREO: /* We Assume that sum of both mono channels is requested */
733                     nf = 0.5;
734                     ctx->chcoeffs[0] *= nf;
735                     ctx->chcoeffs[1] *= nf;
736                     break;
737             }
738             break;
739         case AC3_ACMOD_MONO:
740             switch (to) {
741                 case AC3_OUTPUT_STEREO:
742                     nf = LEVEL_MINUS_3DB;
743                     ctx->chcoeffs[0] *= nf;
744                     break;
745             }
746             break;
747         case AC3_ACMOD_STEREO:
748             switch (to) {
749                 case AC3_OUTPUT_MONO:
750                     nf = LEVEL_MINUS_3DB;
751                     ctx->chcoeffs[0] *= nf;
752                     ctx->chcoeffs[1] *= nf;
753                     break;
754             }
755             break;
756         case AC3_ACMOD_3F:
757             switch (to) {
758                 case AC3_OUTPUT_MONO:
759                     nf = LEVEL_MINUS_3DB / (1.0 + clev);
760                     ctx->chcoeffs[0] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
761                     ctx->chcoeffs[2] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
762                     ctx->chcoeffs[1] *= ((nf * clev * LEVEL_MINUS_3DB) / 2.0);
763                     break;
764                 case AC3_OUTPUT_STEREO:
765                     nf = 1.0 / (1.0 + clev);
766                     ctx->chcoeffs[0] *= nf;
767                     ctx->chcoeffs[2] *= nf;
768                     ctx->chcoeffs[1] *= (nf * clev);
769                     break;
770             }
771             break;
772         case AC3_ACMOD_2F1R:
773             switch (to) {
774                 case AC3_OUTPUT_MONO:
775                     nf = 2.0 * LEVEL_MINUS_3DB / (2.0 + slev);
776                     ctx->chcoeffs[0] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
777                     ctx->chcoeffs[1] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
778                     ctx->chcoeffs[2] *= (nf * slev * LEVEL_MINUS_3DB);
779                     break;
780                 case AC3_OUTPUT_STEREO:
781                     nf = 1.0 / (1.0 + (slev * LEVEL_MINUS_3DB));
782                     ctx->chcoeffs[0] *= nf;
783                     ctx->chcoeffs[1] *= nf;
784                     ctx->chcoeffs[2] *= (nf * slev * LEVEL_MINUS_3DB);
785                     break;
786                 case AC3_OUTPUT_DOLBY:
787                     nf = 1.0 / (1.0 + LEVEL_MINUS_3DB);
788                     ctx->chcoeffs[0] *= nf;
789                     ctx->chcoeffs[1] *= nf;
790                     ctx->chcoeffs[2] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
791                     break;
792             }
793             break;
794         case AC3_ACMOD_3F1R:
795             switch (to) {
796                 case AC3_OUTPUT_MONO:
797                     nf = LEVEL_MINUS_3DB / (1.0 + clev + (slev / 2.0));
798                     ctx->chcoeffs[0] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
799                     ctx->chcoeffs[2] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
800                     ctx->chcoeffs[1] *= (nf * clev * LEVEL_PLUS_3DB);
801                     ctx->chcoeffs[3] *= (nf * slev * LEVEL_MINUS_3DB);
802                     break;
803                 case AC3_OUTPUT_STEREO:
804                     nf = 1.0 / (1.0 + clev + (slev * LEVEL_MINUS_3DB));
805                     ctx->chcoeffs[0] *= nf;
806                     ctx->chcoeffs[2] *= nf;
807                     ctx->chcoeffs[1] *= (nf * clev);
808                     ctx->chcoeffs[3] *= (nf * slev * LEVEL_MINUS_3DB);
809                     break;
810                 case AC3_OUTPUT_DOLBY:
811                     nf = 1.0 / (1.0 + (2.0 * LEVEL_MINUS_3DB));
812                     ctx->chcoeffs[0] *= nf;
813                     ctx->chcoeffs[1] *= nf;
814                     ctx->chcoeffs[1] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
815                     ctx->chcoeffs[3] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
816                     break;
817             }
818             break;
819         case AC3_ACMOD_2F2R:
820             switch (to) {
821                 case AC3_OUTPUT_MONO:
822                     nf = LEVEL_MINUS_3DB / (1.0 + slev);
823                     ctx->chcoeffs[0] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
824                     ctx->chcoeffs[1] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
825                     ctx->chcoeffs[2] *= (nf * slev * LEVEL_MINUS_3DB);
826                     ctx->chcoeffs[3] *= (nf * slev * LEVEL_MINUS_3DB);
827                     break;
828                 case AC3_OUTPUT_STEREO:
829                     nf = 1.0 / (1.0 + slev);
830                     ctx->chcoeffs[0] *= nf;
831                     ctx->chcoeffs[1] *= nf;
832                     ctx->chcoeffs[2] *= (nf * slev);
833                     ctx->chcoeffs[3] *= (nf * slev);
834                     break;
835                 case AC3_OUTPUT_DOLBY:
836                     nf = 1.0 / (1.0 + (2.0 * LEVEL_MINUS_3DB));
837                     ctx->chcoeffs[0] *= nf;
838                     ctx->chcoeffs[1] *= nf;
839                     ctx->chcoeffs[2] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
840                     ctx->chcoeffs[3] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
841                     break;
842             }
843             break;
844         case AC3_ACMOD_3F2R:
845             switch (to) {
846                 case AC3_OUTPUT_MONO:
847                     nf = LEVEL_MINUS_3DB / (1.0 + clev + slev);
848                     ctx->chcoeffs[0] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
849                     ctx->chcoeffs[2] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
850                     ctx->chcoeffs[1] *= (nf * clev * LEVEL_PLUS_3DB);
851                     ctx->chcoeffs[3] *= (nf * slev * LEVEL_MINUS_3DB);
852                     ctx->chcoeffs[4] *= (nf * slev * LEVEL_MINUS_3DB);
853                     break;
854                 case AC3_OUTPUT_STEREO:
855                     nf = 1.0 / (1.0 + clev + slev);
856                     ctx->chcoeffs[0] *= nf;
857                     ctx->chcoeffs[2] *= nf;
858                     ctx->chcoeffs[1] *= (nf * clev);
859                     ctx->chcoeffs[3] *= (nf * slev);
860                     ctx->chcoeffs[4] *= (nf * slev);
861                     break;
862                 case AC3_OUTPUT_DOLBY:
863                     nf = 1.0 / (1.0 + (3.0 * LEVEL_MINUS_3DB));
864                     ctx->chcoeffs[0] *= nf;
865                     ctx->chcoeffs[1] *= nf;
866                     ctx->chcoeffs[1] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
867                     ctx->chcoeffs[3] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
868                     ctx->chcoeffs[4] *= (nf * LEVEL_MINUS_3DB);
869                     break;
870             }
871             break;
872     }
873 }
874
875 /*********** BEGIN DOWNMIX FUNCTIONS ***********/
876 static inline void mix_dualmono_to_mono(AC3DecodeContext *ctx)
877 {
878     int i;
879     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
880
881     for (i = 0; i < 256; i++)
882         output[1][i] += output[2][i];
883     memset(output[2], 0, sizeof(output[2]));
884 }
885
886 static inline void mix_dualmono_to_stereo(AC3DecodeContext *ctx)
887 {
888     int i;
889     float tmp;
890     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
891
892     for (i = 0; i < 256; i++) {
893         tmp = output[1][i] + output[2][i];
894         output[1][i] = output[2][i] = tmp;
895     }
896 }
897
898 static inline void upmix_mono_to_stereo(AC3DecodeContext *ctx)
899 {
900     int i;
901     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
902
903     for (i = 0; i < 256; i++)
904         output[2][i] = output[1][i];
905 }
906
907 static inline void mix_stereo_to_mono(AC3DecodeContext *ctx)
908 {
909     int i;
910     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
911
912     for (i = 0; i < 256; i++)
913         output[1][i] += output[2][i];
914     memset(output[2], 0, sizeof(output[2]));
915 }
916
917 static inline void mix_3f_to_mono(AC3DecodeContext *ctx)
918 {
919     int i;
920     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
921
922     for (i = 0; i < 256; i++)
923         output[1][i] += (output[2][i] + output[3][i]);
924     memset(output[2], 0, sizeof(output[2]));
925     memset(output[3], 0, sizeof(output[3]));
926 }
927
928 static inline void mix_3f_to_stereo(AC3DecodeContext *ctx)
929 {
930     int i;
931     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
932
933     for (i = 0; i < 256; i++) {
934         output[1][i] += output[2][i];
935         output[2][i] += output[3][i];
936     }
937     memset(output[3], 0, sizeof(output[3]));
938 }
939
940 static inline void mix_2f_1r_to_mono(AC3DecodeContext *ctx)
941 {
942     int i;
943     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
944
945     for (i = 0; i < 256; i++)
946         output[1][i] += (output[2][i] + output[3][i]);
947     memset(output[2], 0, sizeof(output[2]));
948     memset(output[3], 0, sizeof(output[3]));
949
950 }
951
952 static inline void mix_2f_1r_to_stereo(AC3DecodeContext *ctx)
953 {
954     int i;
955     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
956
957     for (i = 0; i < 256; i++) {
958         output[1][i] += output[2][i];
959         output[2][i] += output[3][i];
960     }
961     memset(output[3], 0, sizeof(output[3]));
962 }
963
964 static inline void mix_2f_1r_to_dolby(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[3][i];
971         output[2][i] += output[3][i];
972     }
973     memset(output[3], 0, sizeof(output[3]));
974 }
975
976 static inline void mix_3f_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] + output[4][i]);
983     memset(output[2], 0, sizeof(output[2]));
984     memset(output[3], 0, sizeof(output[3]));
985     memset(output[4], 0, sizeof(output[4]));
986 }
987
988 static inline void mix_3f_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] + output[4][i]);
995         output[2][i] += (output[3][i] + output[4][i]);
996     }
997     memset(output[3], 0, sizeof(output[3]));
998     memset(output[4], 0, sizeof(output[4]));
999 }
1000
1001 static inline void mix_3f_1r_to_dolby(AC3DecodeContext *ctx)
1002 {
1003     int i;
1004     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
1005
1006     for (i = 0; i < 256; i++) {
1007         output[1][i] += (output[2][i] - output[4][i]);
1008         output[2][i] += (output[3][i] + output[4][i]);
1009     }
1010     memset(output[3], 0, sizeof(output[3]));
1011     memset(output[4], 0, sizeof(output[4]));
1012 }
1013
1014 static inline void mix_2f_2r_to_mono(AC3DecodeContext *ctx)
1015 {
1016     int i;
1017     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
1018
1019     for (i = 0; i < 256; i++)
1020         output[1][i] = (output[2][i] + output[3][i] + output[4][i]);
1021     memset(output[2], 0, sizeof(output[2]));
1022     memset(output[3], 0, sizeof(output[3]));
1023     memset(output[4], 0, sizeof(output[4]));
1024 }
1025
1026 static inline void mix_2f_2r_to_stereo(AC3DecodeContext *ctx)
1027 {
1028     int i;
1029     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
1030
1031     for (i = 0; i < 256; i++) {
1032         output[1][i] += output[3][i];
1033         output[2][i] += output[4][i];
1034     }
1035     memset(output[3], 0, sizeof(output[3]));
1036     memset(output[4], 0, sizeof(output[4]));
1037 }
1038
1039 static inline void mix_2f_2r_to_dolby(AC3DecodeContext *ctx)
1040 {
1041     int i;
1042     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
1043
1044     for (i = 0; i < 256; i++) {
1045         output[1][i] -= output[3][i];
1046         output[2][i] += output[4][i];
1047     }
1048     memset(output[3], 0, sizeof(output[3]));
1049     memset(output[4], 0, sizeof(output[4]));
1050 }
1051
1052 static inline void mix_3f_2r_to_mono(AC3DecodeContext *ctx)
1053 {
1054     int i;
1055     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
1056
1057     for (i = 0; i < 256; i++)
1058         output[1][i] += (output[2][i] + output[3][i] + output[4][i] + output[5][i]);
1059     memset(output[2], 0, sizeof(output[2]));
1060     memset(output[3], 0, sizeof(output[3]));
1061     memset(output[4], 0, sizeof(output[4]));
1062     memset(output[5], 0, sizeof(output[5]));
1063 }
1064
1065 static inline void mix_3f_2r_to_stereo(AC3DecodeContext *ctx)
1066 {
1067     int i;
1068     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
1069
1070     for (i = 0; i < 256; i++) {
1071         output[1][i] += (output[2][i] + output[4][i]);
1072         output[2][i] += (output[3][i] + output[5][i]);
1073     }
1074     memset(output[3], 0, sizeof(output[3]));
1075     memset(output[4], 0, sizeof(output[4]));
1076     memset(output[5], 0, sizeof(output[5]));
1077 }
1078
1079 static inline void mix_3f_2r_to_dolby(AC3DecodeContext *ctx)
1080 {
1081     int i;
1082     float (*output)[BLOCK_SIZE] = ctx->output;
1083
1084     for (i = 0; i < 256; i++) {
1085         output[1][i] += (output[2][i] - output[4][i] - output[5][i]);
1086         output[2][i] += (output[3][i] + output[4][i] + output[5][i]);
1087     }
1088     memset(output[3], 0, sizeof(output[3]));
1089     memset(output[4], 0, sizeof(output[4]));
1090     memset(output[5], 0, sizeof(output[5]));
1091 }
1092 /*********** END DOWNMIX FUNCTIONS ***********/
1093
1094 /* Downmix the output.
1095  * This function downmixes the output when the number of input
1096  * channels is not equal to the number of output channels requested.
1097  */
1098 static void do_downmix(AC3DecodeContext *ctx)
1099 {
1100     int from = ctx->acmod;
1101     int to = ctx->blkoutput;
1102
1103     if (to == AC3_OUTPUT_UNMODIFIED)
1104         return;
1105
1106     switch (from) {
1107         case AC3_ACMOD_DUALMONO:
1108             switch (to) {
1109                 case AC3_OUTPUT_MONO:
1110                     mix_dualmono_to_mono(ctx);
1111                     break;
1112                 case AC3_OUTPUT_STEREO: /* We assume that sum of both mono channels is requested */
1113                     mix_dualmono_to_stereo(ctx);
1114                     break;
1115             }
1116             break;
1117         case AC3_ACMOD_MONO:
1118             switch (to) {
1119                 case AC3_OUTPUT_STEREO:
1120                     upmix_mono_to_stereo(ctx);
1121                     break;
1122             }
1123             break;
1124         case AC3_ACMOD_STEREO:
1125             switch (to) {
1126                 case AC3_OUTPUT_MONO:
1127                     mix_stereo_to_mono(ctx);
1128                     break;
1129             }
1130             break;
1131         case AC3_ACMOD_3F:
1132             switch (to) {
1133                 case AC3_OUTPUT_MONO:
1134                     mix_3f_to_mono(ctx);
1135                     break;
1136                 case AC3_OUTPUT_STEREO:
1137                     mix_3f_to_stereo(ctx);
1138                     break;
1139             }
1140             break;
1141         case AC3_ACMOD_2F1R:
1142             switch (to) {
1143                 case AC3_OUTPUT_MONO:
1144                     mix_2f_1r_to_mono(ctx);
1145                     break;
1146                 case AC3_OUTPUT_STEREO:
1147                     mix_2f_1r_to_stereo(ctx);
1148                     break;
1149                 case AC3_OUTPUT_DOLBY:
1150                     mix_2f_1r_to_dolby(ctx);
1151                     break;
1152             }
1153             break;
1154         case AC3_ACMOD_3F1R:
1155             switch (to) {
1156                 case AC3_OUTPUT_MONO:
1157                     mix_3f_1r_to_mono(ctx);
1158                     break;
1159                 case AC3_OUTPUT_STEREO:
1160                     mix_3f_1r_to_stereo(ctx);
1161                     break;
1162                 case AC3_OUTPUT_DOLBY:
1163                     mix_3f_1r_to_dolby(ctx);
1164                     break;
1165             }
1166             break;
1167         case AC3_ACMOD_2F2R:
1168             switch (to) {
1169                 case AC3_OUTPUT_MONO:
1170                     mix_2f_2r_to_mono(ctx);
1171                     break;
1172                 case AC3_OUTPUT_STEREO:
1173                     mix_2f_2r_to_stereo(ctx);
1174                     break;
1175                 case AC3_OUTPUT_DOLBY:
1176                     mix_2f_2r_to_dolby(ctx);
1177                     break;
1178             }
1179             break;
1180         case AC3_ACMOD_3F2R:
1181             switch (to) {
1182                 case AC3_OUTPUT_MONO:
1183                     mix_3f_2r_to_mono(ctx);
1184                     break;
1185                 case AC3_OUTPUT_STEREO:
1186                     mix_3f_2r_to_stereo(ctx);
1187                     break;
1188                 case AC3_OUTPUT_DOLBY:
1189                     mix_3f_2r_to_dolby(ctx);
1190                     break;
1191             }
1192             break;
1193     }
1194 }
1195
1196 /* This function performs the imdct on 256 sample transform
1197  * coefficients.
1198  */
1199 static void do_imdct_256(AC3DecodeContext *ctx, int chindex)
1200 {
1201     int i, k;
1202     float x[128];
1203     FFTComplex z[2][64];
1204     float *o_ptr = ctx->tmp_output;
1205
1206     for(i=0; i<2; i++) {
1207         /* de-interleave coefficients */
1208         for(k=0; k<128; k++) {
1209             x[k] = ctx->transform_coeffs[chindex][2*k+i];
1210         }
1211
1212         /* run standard IMDCT */
1213         ctx->imdct_256.fft.imdct_calc(&ctx->imdct_256, o_ptr, x, ctx->tmp_imdct);
1214
1215         /* reverse the post-rotation & reordering from standard IMDCT */
1216         for(k=0; k<32; k++) {
1217             z[i][32+k].re = -o_ptr[128+2*k];
1218             z[i][32+k].im = -o_ptr[2*k];
1219             z[i][31-k].re =  o_ptr[2*k+1];
1220             z[i][31-k].im =  o_ptr[128+2*k+1];
1221         }
1222     }
1223
1224     /* apply AC-3 post-rotation & reordering */
1225     for(k=0; k<64; k++) {
1226         o_ptr[    2*k  ] = -z[0][   k].im;
1227         o_ptr[    2*k+1] =  z[0][63-k].re;
1228         o_ptr[128+2*k  ] = -z[0][   k].re;
1229         o_ptr[128+2*k+1] =  z[0][63-k].im;
1230         o_ptr[256+2*k  ] = -z[1][   k].re;
1231         o_ptr[256+2*k+1] =  z[1][63-k].im;
1232         o_ptr[384+2*k  ] =  z[1][   k].im;
1233         o_ptr[384+2*k+1] = -z[1][63-k].re;
1234     }
1235 }
1236
1237 /* IMDCT Transform. */
1238 static inline void do_imdct(AC3DecodeContext *ctx)
1239 {
1240     int ch;
1241
1242     if (ctx->blkoutput & AC3_OUTPUT_LFEON) {
1243         ctx->imdct_512.fft.imdct_calc(&ctx->imdct_512, ctx->tmp_output,
1244                                       ctx->transform_coeffs[0], ctx->tmp_imdct);
1245     }
1246     for (ch=1; ch<=ctx->nfchans; ch++) {
1247         if (ctx->blksw[ch-1])
1248             do_imdct_256(ctx, ch);
1249         else
1250             ctx->imdct_512.fft.imdct_calc(&ctx->imdct_512, ctx->tmp_output,
1251                                           ctx->transform_coeffs[ch],
1252                                           ctx->tmp_imdct);
1253
1254         ctx->dsp.vector_fmul_add_add(ctx->output[ch], ctx->tmp_output,
1255                                      ctx->window, ctx->delay[ch], 384, 256, 1);
1256         ctx->dsp.vector_fmul_reverse(ctx->delay[ch], ctx->tmp_output+256,
1257                                      ctx->window, 256);
1258     }
1259 }
1260
1261 /* Parse the audio block from ac3 bitstream.
1262  * This function extract the audio block from the ac3 bitstream
1263  * and produces the output for the block. This function must
1264  * be called for each of the six audio block in the ac3 bitstream.
1265  */
1266 static int ac3_parse_audio_block(AC3DecodeContext *ctx, int blk)
1267 {
1268     int nfchans = ctx->nfchans;
1269     int acmod = ctx->acmod;
1270     int i, bnd, rbnd, seg, grpsize;
1271     GetBitContext *gb = &ctx->gb;
1272     int bit_alloc_flags = 0;
1273     int8_t *dexps;
1274     int mstrcplco, cplcoexp, cplcomant;
1275     int dynrng, chbwcod, ngrps, cplabsexp, skipl;
1276
1277     for (i = 0; i < nfchans; i++) /*block switch flag */
1278         ctx->blksw[i] = get_bits1(gb);
1279
1280     for (i = 0; i < nfchans; i++) /* dithering flag */
1281         ctx->dithflag[i] = get_bits1(gb);
1282
1283     if (get_bits1(gb)) { /* dynamic range */
1284         dynrng = get_sbits(gb, 8);
1285         ctx->dynrng = ((((dynrng & 0x1f) | 0x20) << 13) * scale_factors[3 - (dynrng >> 5)]);
1286     } else if(blk == 0) {
1287         ctx->dynrng = 1.0;
1288     }
1289
1290     if(acmod == AC3_ACMOD_DUALMONO) { /* dynamic range 1+1 mode */
1291         if(get_bits1(gb)) {
1292             dynrng = get_sbits(gb, 8);
1293             ctx->dynrng2 = ((((dynrng & 0x1f) | 0x20) << 13) * scale_factors[3 - (dynrng >> 5)]);
1294         } else if(blk == 0) {
1295             ctx->dynrng2 = 1.0;
1296         }
1297     }
1298
1299     get_downmix_coeffs(ctx);
1300
1301     if (get_bits1(gb)) { /* coupling strategy */
1302         ctx->cplinu = get_bits1(gb);
1303         ctx->cplbndstrc = 0;
1304         if (ctx->cplinu) { /* coupling in use */
1305             for (i = 0; i < nfchans; i++)
1306                 ctx->chincpl[i] = get_bits1(gb);
1307
1308             if (acmod == AC3_ACMOD_STEREO)
1309                 ctx->phsflginu = get_bits1(gb); //phase flag in use
1310
1311             ctx->cplbegf = get_bits(gb, 4);
1312             ctx->cplendf = get_bits(gb, 4);
1313
1314             if (3 + ctx->cplendf - ctx->cplbegf < 0) {
1315                 av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "cplendf = %d < cplbegf = %d\n", ctx->cplendf, ctx->cplbegf);
1316                 return -1;
1317             }
1318
1319             ctx->ncplbnd = ctx->ncplsubnd = 3 + ctx->cplendf - ctx->cplbegf;
1320             ctx->cplstrtmant = ctx->cplbegf * 12 + 37;
1321             ctx->cplendmant = ctx->cplendf * 12 + 73;
1322             for (i = 0; i < ctx->ncplsubnd - 1; i++) /* coupling band structure */
1323                 if (get_bits1(gb)) {
1324                     ctx->cplbndstrc |= 1 << i;
1325                     ctx->ncplbnd--;
1326                 }
1327         } else {
1328             for (i = 0; i < nfchans; i++)
1329                 ctx->chincpl[i] = 0;
1330         }
1331     }
1332
1333     if (ctx->cplinu) {
1334         ctx->cplcoe = 0;
1335
1336         for (i = 0; i < nfchans; i++)
1337             if (ctx->chincpl[i])
1338                 if (get_bits1(gb)) { /* coupling co-ordinates */
1339                     ctx->cplcoe |= 1 << i;
1340                     mstrcplco = 3 * get_bits(gb, 2);
1341                     for (bnd = 0; bnd < ctx->ncplbnd; bnd++) {
1342                         cplcoexp = get_bits(gb, 4);
1343                         cplcomant = get_bits(gb, 4);
1344                         if (cplcoexp == 15)
1345                             cplcomant <<= 14;
1346                         else
1347                             cplcomant = (cplcomant | 0x10) << 13;
1348                         ctx->cplco[i][bnd] = cplcomant * scale_factors[cplcoexp + mstrcplco];
1349                     }
1350                 }
1351
1352         if (acmod == AC3_ACMOD_STEREO && ctx->phsflginu && (ctx->cplcoe & 1 || ctx->cplcoe & 2))
1353             for (bnd = 0; bnd < ctx->ncplbnd; bnd++)
1354                 if (get_bits1(gb))
1355                     ctx->cplco[1][bnd] = -ctx->cplco[1][bnd];
1356     }
1357
1358     if (acmod == AC3_ACMOD_STEREO) {/* rematrixing */
1359         ctx->rematstr = get_bits1(gb);
1360         if (ctx->rematstr) {
1361             if (!(ctx->cplinu) || ctx->cplbegf > 2)
1362                 for (rbnd = 0; rbnd < 4; rbnd++)
1363                     ctx->rematflg[rbnd] = get_bits1(gb);
1364             if (ctx->cplbegf > 0 && ctx->cplbegf <= 2 && ctx->cplinu)
1365                 for (rbnd = 0; rbnd < 3; rbnd++)
1366                     ctx->rematflg[rbnd] = get_bits1(gb);
1367             if (ctx->cplbegf == 0 && ctx->cplinu)
1368                 for (rbnd = 0; rbnd < 2; rbnd++)
1369                     ctx->rematflg[rbnd] = get_bits1(gb);
1370         }
1371     }
1372
1373     ctx->cplexpstr = EXP_REUSE;
1374     ctx->lfeexpstr = EXP_REUSE;
1375     if (ctx->cplinu) /* coupling exponent strategy */
1376         ctx->cplexpstr = get_bits(gb, 2);
1377     for (i = 0; i < nfchans; i++)  /* channel exponent strategy */
1378         ctx->chexpstr[i] = get_bits(gb, 2);
1379     if (ctx->lfeon)  /* lfe exponent strategy */
1380         ctx->lfeexpstr = get_bits1(gb);
1381
1382     for (i = 0; i < nfchans; i++) /* channel bandwidth code */
1383         if (ctx->chexpstr[i] != EXP_REUSE) {
1384             if (ctx->chincpl[i])
1385                 ctx->endmant[i] = ctx->cplstrtmant;
1386             else {
1387                 chbwcod = get_bits(gb, 6);
1388                 if (chbwcod > 60) {
1389                     av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "chbwcod = %d > 60", chbwcod);
1390                     return -1;
1391                 }
1392                 ctx->endmant[i] = chbwcod * 3 + 73;
1393             }
1394         }
1395
1396     if (ctx->cplexpstr != EXP_REUSE) {/* coupling exponents */
1397         bit_alloc_flags = 64;
1398         cplabsexp = get_bits(gb, 4) << 1;
1399         ngrps = (ctx->cplendmant - ctx->cplstrtmant) / (3 << (ctx->cplexpstr - 1));
1400         decode_exponents(gb, ctx->cplexpstr, ngrps, cplabsexp, ctx->dcplexps + ctx->cplstrtmant);
1401     }
1402
1403     for (i = 0; i < nfchans; i++) /* fbw channel exponents */
1404         if (ctx->chexpstr[i] != EXP_REUSE) {
1405             bit_alloc_flags |= 1 << i;
1406             grpsize = 3 << (ctx->chexpstr[i] - 1);
1407             ngrps = (ctx->endmant[i] + grpsize - 4) / grpsize;
1408             dexps = ctx->dexps[i];
1409             dexps[0] = get_bits(gb, 4);
1410             decode_exponents(gb, ctx->chexpstr[i], ngrps, dexps[0], dexps + 1);
1411             skip_bits(gb, 2); /* skip gainrng */
1412         }
1413
1414     if (ctx->lfeexpstr != EXP_REUSE) { /* lfe exponents */
1415         bit_alloc_flags |= 32;
1416         ctx->dlfeexps[0] = get_bits(gb, 4);
1417         decode_exponents(gb, ctx->lfeexpstr, 2, ctx->dlfeexps[0], ctx->dlfeexps + 1);
1418     }
1419
1420     if (get_bits1(gb)) { /* bit allocation information */
1421         bit_alloc_flags = 127;
1422         ctx->bit_alloc_params.sdecay = ff_sdecaytab[get_bits(gb, 2)];
1423         ctx->bit_alloc_params.fdecay = ff_fdecaytab[get_bits(gb, 2)];
1424         ctx->bit_alloc_params.sgain  = ff_sgaintab[get_bits(gb, 2)];
1425         ctx->bit_alloc_params.dbknee = ff_dbkneetab[get_bits(gb, 2)];
1426         ctx->bit_alloc_params.floor  = ff_floortab[get_bits(gb, 3)];
1427     }
1428
1429     if (get_bits1(gb)) { /* snroffset */
1430         int csnr;
1431         bit_alloc_flags = 127;
1432         csnr = (get_bits(gb, 6) - 15) << 4;
1433         if (ctx->cplinu) { /* coupling fine snr offset and fast gain code */
1434             ctx->cplsnroffst = (csnr + get_bits(gb, 4)) << 2;
1435             ctx->cplfgain = ff_fgaintab[get_bits(gb, 3)];
1436         }
1437         for (i = 0; i < nfchans; i++) { /* channel fine snr offset and fast gain code */
1438             ctx->snroffst[i] = (csnr + get_bits(gb, 4)) << 2;
1439             ctx->fgain[i] = ff_fgaintab[get_bits(gb, 3)];
1440         }
1441         if (ctx->lfeon) { /* lfe fine snr offset and fast gain code */
1442             ctx->lfesnroffst = (csnr + get_bits(gb, 4)) << 2;
1443             ctx->lfefgain = ff_fgaintab[get_bits(gb, 3)];
1444         }
1445     }
1446
1447     if (ctx->cplinu && get_bits1(gb)) { /* coupling leak information */
1448         bit_alloc_flags |= 64;
1449         ctx->bit_alloc_params.cplfleak = get_bits(gb, 3);
1450         ctx->bit_alloc_params.cplsleak = get_bits(gb, 3);
1451     }
1452
1453     if (get_bits1(gb)) { /* delta bit allocation information */
1454         bit_alloc_flags = 127;
1455
1456         if (ctx->cplinu) {
1457             ctx->cpldeltbae = get_bits(gb, 2);
1458             if (ctx->cpldeltbae == DBA_RESERVED) {
1459                 av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "coupling delta bit allocation strategy reserved\n");
1460                 return -1;
1461             }
1462         }
1463
1464         for (i = 0; i < nfchans; i++) {
1465             ctx->deltbae[i] = get_bits(gb, 2);
1466             if (ctx->deltbae[i] == DBA_RESERVED) {
1467                 av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "delta bit allocation strategy reserved\n");
1468                 return -1;
1469             }
1470         }
1471
1472         if (ctx->cplinu)
1473             if (ctx->cpldeltbae == DBA_NEW) { /*coupling delta offset, len and bit allocation */
1474                 ctx->cpldeltnseg = get_bits(gb, 3);
1475                 for (seg = 0; seg <= ctx->cpldeltnseg; seg++) {
1476                     ctx->cpldeltoffst[seg] = get_bits(gb, 5);
1477                     ctx->cpldeltlen[seg] = get_bits(gb, 4);
1478                     ctx->cpldeltba[seg] = get_bits(gb, 3);
1479                 }
1480             }
1481
1482         for (i = 0; i < nfchans; i++)
1483             if (ctx->deltbae[i] == DBA_NEW) {/*channel delta offset, len and bit allocation */
1484                 ctx->deltnseg[i] = get_bits(gb, 3);
1485                 for (seg = 0; seg <= ctx->deltnseg[i]; seg++) {
1486                     ctx->deltoffst[i][seg] = get_bits(gb, 5);
1487                     ctx->deltlen[i][seg] = get_bits(gb, 4);
1488                     ctx->deltba[i][seg] = get_bits(gb, 3);
1489                 }
1490             }
1491     } else if(blk == 0) {
1492         if(ctx->cplinu)
1493             ctx->cpldeltbae = DBA_NONE;
1494         for(i=0; i<nfchans; i++) {
1495             ctx->deltbae[i] = DBA_NONE;
1496         }
1497     }
1498
1499     if (bit_alloc_flags) {
1500         if (ctx->cplinu && (bit_alloc_flags & 64))
1501             ac3_parametric_bit_allocation(&ctx->bit_alloc_params, ctx->cplbap,
1502                                           ctx->dcplexps, ctx->cplstrtmant,
1503                                           ctx->cplendmant, ctx->cplsnroffst,
1504                                           ctx->cplfgain, 0,
1505                                           ctx->cpldeltbae, ctx->cpldeltnseg,
1506                                           ctx->cpldeltoffst, ctx->cpldeltlen,
1507                                           ctx->cpldeltba);
1508         for (i = 0; i < nfchans; i++)
1509             if ((bit_alloc_flags >> i) & 1)
1510                 ac3_parametric_bit_allocation(&ctx->bit_alloc_params,
1511                                               ctx->bap[i], ctx->dexps[i], 0,
1512                                               ctx->endmant[i], ctx->snroffst[i],
1513                                               ctx->fgain[i], 0, ctx->deltbae[i],
1514                                               ctx->deltnseg[i], ctx->deltoffst[i],
1515                                               ctx->deltlen[i], ctx->deltba[i]);
1516         if (ctx->lfeon && (bit_alloc_flags & 32))
1517             ac3_parametric_bit_allocation(&ctx->bit_alloc_params, ctx->lfebap,
1518                                           ctx->dlfeexps, 0, 7, ctx->lfesnroffst,
1519                                           ctx->lfefgain, 1,
1520                                           DBA_NONE, 0, NULL, NULL, NULL);
1521     }
1522
1523     if (get_bits1(gb)) { /* unused dummy data */
1524         skipl = get_bits(gb, 9);
1525         while(skipl--)
1526             skip_bits(gb, 8);
1527     }
1528     /* unpack the transform coefficients
1529      * * this also uncouples channels if coupling is in use.
1530      */
1531     if (get_transform_coeffs(ctx)) {
1532         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Error in routine get_transform_coeffs\n");
1533         return -1;
1534     }
1535
1536     /* recover coefficients if rematrixing is in use */
1537     if(ctx->acmod == AC3_ACMOD_STEREO)
1538         do_rematrixing(ctx);
1539
1540     do_downmix(ctx);
1541
1542     do_imdct(ctx);
1543
1544     return 0;
1545 }
1546
1547 static inline int16_t convert(int32_t i)
1548 {
1549     if (i > 0x43c07fff)
1550         return 32767;
1551     else if (i <= 0x43bf8000)
1552         return -32768;
1553     else
1554         return (i - 0x43c00000);
1555 }
1556
1557 /* Decode ac3 frame.
1558  *
1559  * @param avctx Pointer to AVCodecContext
1560  * @param data Pointer to pcm smaples
1561  * @param data_size Set to number of pcm samples produced by decoding
1562  * @param buf Data to be decoded
1563  * @param buf_size Size of the buffer
1564  */
1565 static int ac3_decode_frame(AVCodecContext * avctx, void *data, int *data_size, uint8_t *buf, int buf_size)
1566 {
1567     AC3DecodeContext *ctx = (AC3DecodeContext *)avctx->priv_data;
1568     int16_t *out_samples = (int16_t *)data;
1569     int i, j, k, start;
1570     int32_t *int_ptr[6];
1571
1572     for (i = 0; i < 6; i++)
1573         int_ptr[i] = (int32_t *)(&ctx->output[i]);
1574
1575     //Initialize the GetBitContext with the start of valid AC3 Frame.
1576     init_get_bits(&ctx->gb, buf, buf_size * 8);
1577
1578     //Parse the syncinfo.
1579     if (ac3_parse_header(ctx)) {
1580         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "\n");
1581         *data_size = 0;
1582         return buf_size;
1583     }
1584
1585     avctx->sample_rate = ctx->sampling_rate;
1586     avctx->bit_rate = ctx->bit_rate;
1587
1588     if (avctx->channels == 0) {
1589         ctx->blkoutput |= AC3_OUTPUT_UNMODIFIED;
1590         if (ctx->lfeon)
1591             ctx->blkoutput |= AC3_OUTPUT_LFEON;
1592         avctx->channels = ctx->nfchans + ctx->lfeon;
1593     }
1594     else if (avctx->channels == 1)
1595         ctx->blkoutput |= AC3_OUTPUT_MONO;
1596     else if (avctx->channels == 2) {
1597         if (ctx->dsurmod == 0x02)
1598             ctx->blkoutput |= AC3_OUTPUT_DOLBY;
1599         else
1600             ctx->blkoutput |= AC3_OUTPUT_STEREO;
1601     }
1602     else {
1603         if (avctx->channels < (ctx->nfchans + ctx->lfeon))
1604             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);
1605         ctx->blkoutput |= AC3_OUTPUT_UNMODIFIED;
1606         if (ctx->lfeon)
1607             ctx->blkoutput |= AC3_OUTPUT_LFEON;
1608         avctx->channels = ctx->nfchans + ctx->lfeon;
1609     }
1610
1611     //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);
1612
1613     //Parse the Audio Blocks.
1614     for (i = 0; i < NB_BLOCKS; i++) {
1615         if (ac3_parse_audio_block(ctx, i)) {
1616             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "error parsing the audio block\n");
1617             *data_size = 0;
1618             return ctx->frame_size;
1619         }
1620         start = (ctx->blkoutput & AC3_OUTPUT_LFEON) ? 0 : 1;
1621         for (k = 0; k < BLOCK_SIZE; k++)
1622             for (j = start; j <= avctx->channels; j++)
1623                 *(out_samples++) = convert(int_ptr[j][k]);
1624     }
1625     *data_size = NB_BLOCKS * BLOCK_SIZE * avctx->channels * sizeof (int16_t);
1626     return ctx->frame_size;
1627 }
1628
1629 /* Uninitialize ac3 decoder.
1630  */
1631 static int ac3_decode_end(AVCodecContext *avctx)
1632 {
1633     AC3DecodeContext *ctx = (AC3DecodeContext *)avctx->priv_data;
1634     ff_mdct_end(&ctx->imdct_512);
1635     ff_mdct_end(&ctx->imdct_256);
1636
1637     return 0;
1638 }
1639
1640 AVCodec ac3_decoder = {
1641     .name = "ac3",
1642     .type = CODEC_TYPE_AUDIO,
1643     .id = CODEC_ID_AC3,
1644     .priv_data_size = sizeof (AC3DecodeContext),
1645     .init = ac3_decode_init,
1646     .close = ac3_decode_end,
1647     .decode = ac3_decode_frame,
1648 };
1649