fc12f347fb4df550a009747a8c5d016e9281741a
[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 "crc.h"
39 #include "dsputil.h"
40 #include "random.h"
41
42 /** Maximum possible frame size when the specification limit is ignored */
43 #define AC3_MAX_FRAME_SIZE 21695
44
45 /**
46  * Table of bin locations for rematrixing bands
47  * reference: Section 7.5.2 Rematrixing : Frequency Band Definitions
48  */
49 static const uint8_t rematrix_band_tab[5] = { 13, 25, 37, 61, 253 };
50
51 /** table for grouping exponents */
52 static uint8_t exp_ungroup_tab[128][3];
53
54
55 /** tables for ungrouping mantissas */
56 static int b1_mantissas[32][3];
57 static int b2_mantissas[128][3];
58 static int b3_mantissas[8];
59 static int b4_mantissas[128][2];
60 static int b5_mantissas[16];
61
62 /**
63  * Quantization table: levels for symmetric. bits for asymmetric.
64  * reference: Table 7.18 Mapping of bap to Quantizer
65  */
66 static const uint8_t quantization_tab[16] = {
67     0, 3, 5, 7, 11, 15,
68     5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 16
69 };
70
71 /** dynamic range table. converts codes to scale factors. */
72 static float dynamic_range_tab[256];
73
74 /** Adjustments in dB gain */
75 #define LEVEL_MINUS_3DB         0.7071067811865476
76 #define LEVEL_MINUS_4POINT5DB   0.5946035575013605
77 #define LEVEL_MINUS_6DB         0.5000000000000000
78 #define LEVEL_MINUS_9DB         0.3535533905932738
79 #define LEVEL_ZERO              0.0000000000000000
80 #define LEVEL_ONE               1.0000000000000000
81
82 static const float gain_levels[6] = {
83     LEVEL_ZERO,
84     LEVEL_ONE,
85     LEVEL_MINUS_3DB,
86     LEVEL_MINUS_4POINT5DB,
87     LEVEL_MINUS_6DB,
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] = { 2, 3, 4, 3 };
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] = { 2, 4, 0, 4 };
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     { { 1, 0 }, { 0, 1 },                               },
109     { { 2, 2 },                                         },
110     { { 1, 0 }, { 0, 1 },                               },
111     { { 1, 0 }, { 3, 3 }, { 0, 1 },                     },
112     { { 1, 0 }, { 0, 1 }, { 4, 4 },                     },
113     { { 1, 0 }, { 3, 3 }, { 0, 1 }, { 5, 5 },           },
114     { { 1, 0 }, { 0, 1 }, { 4, 0 }, { 0, 4 },           },
115     { { 1, 0 }, { 3, 3 }, { 0, 1 }, { 4, 0 }, { 0, 4 }, },
116 };
117
118 /* override ac3.h to include coupling channel */
119 #undef AC3_MAX_CHANNELS
120 #define AC3_MAX_CHANNELS 7
121 #define CPL_CH 0
122
123 #define AC3_OUTPUT_LFEON  8
124
125 typedef struct {
126     int channel_mode;                       ///< channel mode (acmod)
127     int block_switch[AC3_MAX_CHANNELS];     ///< block switch flags
128     int dither_flag[AC3_MAX_CHANNELS];      ///< dither flags
129     int dither_all;                         ///< true if all channels are dithered
130     int cpl_in_use;                         ///< coupling in use
131     int channel_in_cpl[AC3_MAX_CHANNELS];   ///< channel in coupling
132     int phase_flags_in_use;                 ///< phase flags in use
133     int phase_flags[18];                    ///< phase flags
134     int cpl_band_struct[18];                ///< coupling band structure
135     int num_rematrixing_bands;              ///< number of rematrixing bands
136     int rematrixing_flags[4];               ///< rematrixing flags
137     int exp_strategy[AC3_MAX_CHANNELS];     ///< exponent strategies
138     int snr_offset[AC3_MAX_CHANNELS];       ///< signal-to-noise ratio offsets
139     int fast_gain[AC3_MAX_CHANNELS];        ///< fast gain values (signal-to-mask ratio)
140     int dba_mode[AC3_MAX_CHANNELS];         ///< delta bit allocation mode
141     int dba_nsegs[AC3_MAX_CHANNELS];        ///< number of delta segments
142     uint8_t dba_offsets[AC3_MAX_CHANNELS][8]; ///< delta segment offsets
143     uint8_t dba_lengths[AC3_MAX_CHANNELS][8]; ///< delta segment lengths
144     uint8_t dba_values[AC3_MAX_CHANNELS][8];  ///< delta values for each segment
145
146     int sample_rate;                        ///< sample frequency, in Hz
147     int bit_rate;                           ///< stream bit rate, in bits-per-second
148     int frame_size;                         ///< current frame size, in bytes
149
150     int channels;                           ///< number of total channels
151     int fbw_channels;                       ///< number of full-bandwidth channels
152     int lfe_on;                             ///< lfe channel in use
153     int lfe_ch;                             ///< index of LFE channel
154     int output_mode;                        ///< output channel configuration
155     int out_channels;                       ///< number of output channels
156
157     int center_mix_level;                   ///< Center mix level index
158     int surround_mix_level;                 ///< Surround mix level index
159     float downmix_coeffs[AC3_MAX_CHANNELS][2];  ///< stereo downmix coefficients
160     float downmix_coeff_adjust[2];          ///< adjustment needed for each output channel when downmixing
161     float dynamic_range[2];                 ///< dynamic range
162     int   cpl_coords[AC3_MAX_CHANNELS][18]; ///< coupling coordinates
163     int   num_cpl_bands;                    ///< number of coupling bands
164     int   num_cpl_subbands;                 ///< number of coupling sub bands
165     int   start_freq[AC3_MAX_CHANNELS];     ///< start frequency bin
166     int   end_freq[AC3_MAX_CHANNELS];       ///< end frequency bin
167     AC3BitAllocParameters bit_alloc_params; ///< bit allocation parameters
168
169     int8_t  dexps[AC3_MAX_CHANNELS][256];   ///< decoded exponents
170     uint8_t bap[AC3_MAX_CHANNELS][256];     ///< bit allocation pointers
171     int16_t psd[AC3_MAX_CHANNELS][256];     ///< scaled exponents
172     int16_t band_psd[AC3_MAX_CHANNELS][50]; ///< interpolated exponents
173     int16_t mask[AC3_MAX_CHANNELS][50];     ///< masking curve values
174
175     int fixed_coeffs[AC3_MAX_CHANNELS][256];    ///> fixed-point transform coefficients
176     DECLARE_ALIGNED_16(float, transform_coeffs[AC3_MAX_CHANNELS][256]);  ///< transform coefficients
177     int downmixed;                              ///< indicates if coeffs are currently downmixed
178
179     /* For IMDCT. */
180     MDCTContext imdct_512;                  ///< for 512 sample IMDCT
181     MDCTContext imdct_256;                  ///< for 256 sample IMDCT
182     DSPContext  dsp;                        ///< for optimization
183     float       add_bias;                   ///< offset for float_to_int16 conversion
184     float       mul_bias;                   ///< scaling for float_to_int16 conversion
185
186     DECLARE_ALIGNED_16(float, output[AC3_MAX_CHANNELS][256]);       ///< output after imdct transform and windowing
187     DECLARE_ALIGNED_16(short, int_output[AC3_MAX_CHANNELS-1][256]); ///< final 16-bit integer output
188     DECLARE_ALIGNED_16(float, delay[AC3_MAX_CHANNELS][256]);        ///< delay - added to the next block
189     DECLARE_ALIGNED_16(float, tmp_imdct[256]);                      ///< temporary storage for imdct transform
190     DECLARE_ALIGNED_16(float, tmp_output[512]);                     ///< temporary storage for output before windowing
191     DECLARE_ALIGNED_16(float, window[256]);                         ///< window coefficients
192
193     /* Miscellaneous. */
194     GetBitContext gbc;                      ///< bitstream reader
195     AVRandomState dith_state;               ///< for dither generation
196     AVCodecContext *avctx;                  ///< parent context
197     uint8_t *input_buffer;                  ///< temp buffer to prevent overread
198 } AC3DecodeContext;
199
200 /**
201  * Symmetrical Dequantization
202  * reference: Section 7.3.3 Expansion of Mantissas for Symmetrical Quantization
203  *            Tables 7.19 to 7.23
204  */
205 static inline int
206 symmetric_dequant(int code, int levels)
207 {
208     return ((code - (levels >> 1)) << 24) / levels;
209 }
210
211 /*
212  * Initialize tables at runtime.
213  */
214 static av_cold void ac3_tables_init(void)
215 {
216     int i;
217
218     /* generate grouped mantissa tables
219        reference: Section 7.3.5 Ungrouping of Mantissas */
220     for(i=0; i<32; i++) {
221         /* bap=1 mantissas */
222         b1_mantissas[i][0] = symmetric_dequant( i / 9     , 3);
223         b1_mantissas[i][1] = symmetric_dequant((i % 9) / 3, 3);
224         b1_mantissas[i][2] = symmetric_dequant((i % 9) % 3, 3);
225     }
226     for(i=0; i<128; i++) {
227         /* bap=2 mantissas */
228         b2_mantissas[i][0] = symmetric_dequant( i / 25     , 5);
229         b2_mantissas[i][1] = symmetric_dequant((i % 25) / 5, 5);
230         b2_mantissas[i][2] = symmetric_dequant((i % 25) % 5, 5);
231
232         /* bap=4 mantissas */
233         b4_mantissas[i][0] = symmetric_dequant(i / 11, 11);
234         b4_mantissas[i][1] = symmetric_dequant(i % 11, 11);
235     }
236     /* generate ungrouped mantissa tables
237        reference: Tables 7.21 and 7.23 */
238     for(i=0; i<7; i++) {
239         /* bap=3 mantissas */
240         b3_mantissas[i] = symmetric_dequant(i, 7);
241     }
242     for(i=0; i<15; i++) {
243         /* bap=5 mantissas */
244         b5_mantissas[i] = symmetric_dequant(i, 15);
245     }
246
247     /* generate dynamic range table
248        reference: Section 7.7.1 Dynamic Range Control */
249     for(i=0; i<256; i++) {
250         int v = (i >> 5) - ((i >> 7) << 3) - 5;
251         dynamic_range_tab[i] = powf(2.0f, v) * ((i & 0x1F) | 0x20);
252     }
253
254     /* generate exponent tables
255        reference: Section 7.1.3 Exponent Decoding */
256     for(i=0; i<128; i++) {
257         exp_ungroup_tab[i][0] =  i / 25;
258         exp_ungroup_tab[i][1] = (i % 25) / 5;
259         exp_ungroup_tab[i][2] = (i % 25) % 5;
260     }
261 }
262
263
264 /**
265  * AVCodec initialization
266  */
267 static av_cold int ac3_decode_init(AVCodecContext *avctx)
268 {
269     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
270     s->avctx = avctx;
271
272     ac3_common_init();
273     ac3_tables_init();
274     ff_mdct_init(&s->imdct_256, 8, 1);
275     ff_mdct_init(&s->imdct_512, 9, 1);
276     ff_kbd_window_init(s->window, 5.0, 256);
277     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
278     av_init_random(0, &s->dith_state);
279
280     /* set bias values for float to int16 conversion */
281     if(s->dsp.float_to_int16 == ff_float_to_int16_c) {
282         s->add_bias = 385.0f;
283         s->mul_bias = 1.0f;
284     } else {
285         s->add_bias = 0.0f;
286         s->mul_bias = 32767.0f;
287     }
288
289     /* allow downmixing to stereo or mono */
290     if (avctx->channels > 0 && avctx->request_channels > 0 &&
291             avctx->request_channels < avctx->channels &&
292             avctx->request_channels <= 2) {
293         avctx->channels = avctx->request_channels;
294     }
295     s->downmixed = 1;
296
297     /* allocate context input buffer */
298     if (avctx->error_resilience >= FF_ER_CAREFUL) {
299         s->input_buffer = av_mallocz(AC3_MAX_FRAME_SIZE + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
300         if (!s->input_buffer)
301             return AVERROR_NOMEM;
302     }
303
304     return 0;
305 }
306
307 /**
308  * Parse the 'sync info' and 'bit stream info' from the AC-3 bitstream.
309  * GetBitContext within AC3DecodeContext must point to
310  * start of the synchronized ac3 bitstream.
311  */
312 static int ac3_parse_header(AC3DecodeContext *s)
313 {
314     AC3HeaderInfo hdr;
315     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
316     int err, i;
317
318     err = ff_ac3_parse_header(gbc->buffer, &hdr);
319     if(err)
320         return err;
321
322     if(hdr.bitstream_id > 10)
323         return AC3_PARSE_ERROR_BSID;
324
325     /* get decoding parameters from header info */
326     s->bit_alloc_params.sr_code     = hdr.sr_code;
327     s->channel_mode                 = hdr.channel_mode;
328     s->lfe_on                       = hdr.lfe_on;
329     s->bit_alloc_params.sr_shift    = hdr.sr_shift;
330     s->sample_rate                  = hdr.sample_rate;
331     s->bit_rate                     = hdr.bit_rate;
332     s->channels                     = hdr.channels;
333     s->fbw_channels                 = s->channels - s->lfe_on;
334     s->lfe_ch                       = s->fbw_channels + 1;
335     s->frame_size                   = hdr.frame_size;
336
337     /* set default output to all source channels */
338     s->out_channels = s->channels;
339     s->output_mode = s->channel_mode;
340     if(s->lfe_on)
341         s->output_mode |= AC3_OUTPUT_LFEON;
342
343     /* set default mix levels */
344     s->center_mix_level   = 3;  // -4.5dB
345     s->surround_mix_level = 4;  // -6.0dB
346
347     /* skip over portion of header which has already been read */
348     skip_bits(gbc, 16); // skip the sync_word
349     skip_bits(gbc, 16); // skip crc1
350     skip_bits(gbc, 8);  // skip fscod and frmsizecod
351     skip_bits(gbc, 11); // skip bsid, bsmod, and acmod
352     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
353         skip_bits(gbc, 2); // skip dsurmod
354     } else {
355         if((s->channel_mode & 1) && s->channel_mode != AC3_CHMODE_MONO)
356             s->center_mix_level = center_levels[get_bits(gbc, 2)];
357         if(s->channel_mode & 4)
358             s->surround_mix_level = surround_levels[get_bits(gbc, 2)];
359     }
360     skip_bits1(gbc); // skip lfeon
361
362     /* read the rest of the bsi. read twice for dual mono mode. */
363     i = !(s->channel_mode);
364     do {
365         skip_bits(gbc, 5); // skip dialog normalization
366         if (get_bits1(gbc))
367             skip_bits(gbc, 8); //skip compression
368         if (get_bits1(gbc))
369             skip_bits(gbc, 8); //skip language code
370         if (get_bits1(gbc))
371             skip_bits(gbc, 7); //skip audio production information
372     } while (i--);
373
374     skip_bits(gbc, 2); //skip copyright bit and original bitstream bit
375
376     /* skip the timecodes (or extra bitstream information for Alternate Syntax)
377        TODO: read & use the xbsi1 downmix levels */
378     if (get_bits1(gbc))
379         skip_bits(gbc, 14); //skip timecode1 / xbsi1
380     if (get_bits1(gbc))
381         skip_bits(gbc, 14); //skip timecode2 / xbsi2
382
383     /* skip additional bitstream info */
384     if (get_bits1(gbc)) {
385         i = get_bits(gbc, 6);
386         do {
387             skip_bits(gbc, 8);
388         } while(i--);
389     }
390
391     return 0;
392 }
393
394 /**
395  * Set stereo downmixing coefficients based on frame header info.
396  * reference: Section 7.8.2 Downmixing Into Two Channels
397  */
398 static void set_downmix_coeffs(AC3DecodeContext *s)
399 {
400     int i;
401     float cmix = gain_levels[s->center_mix_level];
402     float smix = gain_levels[s->surround_mix_level];
403
404     for(i=0; i<s->fbw_channels; i++) {
405         s->downmix_coeffs[i][0] = gain_levels[ac3_default_coeffs[s->channel_mode][i][0]];
406         s->downmix_coeffs[i][1] = gain_levels[ac3_default_coeffs[s->channel_mode][i][1]];
407     }
408     if(s->channel_mode > 1 && s->channel_mode & 1) {
409         s->downmix_coeffs[1][0] = s->downmix_coeffs[1][1] = cmix;
410     }
411     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_2F1R || s->channel_mode == AC3_CHMODE_3F1R) {
412         int nf = s->channel_mode - 2;
413         s->downmix_coeffs[nf][0] = s->downmix_coeffs[nf][1] = smix * LEVEL_MINUS_3DB;
414     }
415     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_2F2R || s->channel_mode == AC3_CHMODE_3F2R) {
416         int nf = s->channel_mode - 4;
417         s->downmix_coeffs[nf][0] = s->downmix_coeffs[nf+1][1] = smix;
418     }
419
420     /* calculate adjustment needed for each channel to avoid clipping */
421     s->downmix_coeff_adjust[0] = s->downmix_coeff_adjust[1] = 0.0f;
422     for(i=0; i<s->fbw_channels; i++) {
423         s->downmix_coeff_adjust[0] += s->downmix_coeffs[i][0];
424         s->downmix_coeff_adjust[1] += s->downmix_coeffs[i][1];
425     }
426     s->downmix_coeff_adjust[0] = 1.0f / s->downmix_coeff_adjust[0];
427     s->downmix_coeff_adjust[1] = 1.0f / s->downmix_coeff_adjust[1];
428 }
429
430 /**
431  * Decode the grouped exponents according to exponent strategy.
432  * reference: Section 7.1.3 Exponent Decoding
433  */
434 static void decode_exponents(GetBitContext *gbc, int exp_strategy, int ngrps,
435                              uint8_t absexp, int8_t *dexps)
436 {
437     int i, j, grp, group_size;
438     int dexp[256];
439     int expacc, prevexp;
440
441     /* unpack groups */
442     group_size = exp_strategy + (exp_strategy == EXP_D45);
443     for(grp=0,i=0; grp<ngrps; grp++) {
444         expacc = get_bits(gbc, 7);
445         dexp[i++] = exp_ungroup_tab[expacc][0];
446         dexp[i++] = exp_ungroup_tab[expacc][1];
447         dexp[i++] = exp_ungroup_tab[expacc][2];
448     }
449
450     /* convert to absolute exps and expand groups */
451     prevexp = absexp;
452     for(i=0; i<ngrps*3; i++) {
453         prevexp = av_clip(prevexp + dexp[i]-2, 0, 24);
454         for(j=0; j<group_size; j++) {
455             dexps[(i*group_size)+j] = prevexp;
456         }
457     }
458 }
459
460 /**
461  * Generate transform coefficients for each coupled channel in the coupling
462  * range using the coupling coefficients and coupling coordinates.
463  * reference: Section 7.4.3 Coupling Coordinate Format
464  */
465 static void uncouple_channels(AC3DecodeContext *s)
466 {
467     int i, j, ch, bnd, subbnd;
468
469     subbnd = -1;
470     i = s->start_freq[CPL_CH];
471     for(bnd=0; bnd<s->num_cpl_bands; bnd++) {
472         do {
473             subbnd++;
474             for(j=0; j<12; j++) {
475                 for(ch=1; ch<=s->fbw_channels; ch++) {
476                     if(s->channel_in_cpl[ch]) {
477                         s->fixed_coeffs[ch][i] = ((int64_t)s->fixed_coeffs[CPL_CH][i] * (int64_t)s->cpl_coords[ch][bnd]) >> 23;
478                         if (ch == 2 && s->phase_flags[bnd])
479                             s->fixed_coeffs[ch][i] = -s->fixed_coeffs[ch][i];
480                     }
481                 }
482                 i++;
483             }
484         } while(s->cpl_band_struct[subbnd]);
485     }
486 }
487
488 /**
489  * Grouped mantissas for 3-level 5-level and 11-level quantization
490  */
491 typedef struct {
492     int b1_mant[3];
493     int b2_mant[3];
494     int b4_mant[2];
495     int b1ptr;
496     int b2ptr;
497     int b4ptr;
498 } mant_groups;
499
500 /**
501  * Get the transform coefficients for a particular channel
502  * reference: Section 7.3 Quantization and Decoding of Mantissas
503  */
504 static int get_transform_coeffs_ch(AC3DecodeContext *s, int ch_index, mant_groups *m)
505 {
506     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
507     int i, gcode, tbap, start, end;
508     uint8_t *exps;
509     uint8_t *bap;
510     int *coeffs;
511
512     exps = s->dexps[ch_index];
513     bap = s->bap[ch_index];
514     coeffs = s->fixed_coeffs[ch_index];
515     start = s->start_freq[ch_index];
516     end = s->end_freq[ch_index];
517
518     for (i = start; i < end; i++) {
519         tbap = bap[i];
520         switch (tbap) {
521             case 0:
522                 coeffs[i] = (av_random(&s->dith_state) & 0x7FFFFF) - 4194304;
523                 break;
524
525             case 1:
526                 if(m->b1ptr > 2) {
527                     gcode = get_bits(gbc, 5);
528                     m->b1_mant[0] = b1_mantissas[gcode][0];
529                     m->b1_mant[1] = b1_mantissas[gcode][1];
530                     m->b1_mant[2] = b1_mantissas[gcode][2];
531                     m->b1ptr = 0;
532                 }
533                 coeffs[i] = m->b1_mant[m->b1ptr++];
534                 break;
535
536             case 2:
537                 if(m->b2ptr > 2) {
538                     gcode = get_bits(gbc, 7);
539                     m->b2_mant[0] = b2_mantissas[gcode][0];
540                     m->b2_mant[1] = b2_mantissas[gcode][1];
541                     m->b2_mant[2] = b2_mantissas[gcode][2];
542                     m->b2ptr = 0;
543                 }
544                 coeffs[i] = m->b2_mant[m->b2ptr++];
545                 break;
546
547             case 3:
548                 coeffs[i] = b3_mantissas[get_bits(gbc, 3)];
549                 break;
550
551             case 4:
552                 if(m->b4ptr > 1) {
553                     gcode = get_bits(gbc, 7);
554                     m->b4_mant[0] = b4_mantissas[gcode][0];
555                     m->b4_mant[1] = b4_mantissas[gcode][1];
556                     m->b4ptr = 0;
557                 }
558                 coeffs[i] = m->b4_mant[m->b4ptr++];
559                 break;
560
561             case 5:
562                 coeffs[i] = b5_mantissas[get_bits(gbc, 4)];
563                 break;
564
565             default: {
566                 /* asymmetric dequantization */
567                 int qlevel = quantization_tab[tbap];
568                 coeffs[i] = get_sbits(gbc, qlevel) << (24 - qlevel);
569                 break;
570             }
571         }
572         coeffs[i] >>= exps[i];
573     }
574
575     return 0;
576 }
577
578 /**
579  * Remove random dithering from coefficients with zero-bit mantissas
580  * reference: Section 7.3.4 Dither for Zero Bit Mantissas (bap=0)
581  */
582 static void remove_dithering(AC3DecodeContext *s) {
583     int ch, i;
584     int end=0;
585     int *coeffs;
586     uint8_t *bap;
587
588     for(ch=1; ch<=s->fbw_channels; ch++) {
589         if(!s->dither_flag[ch]) {
590             coeffs = s->fixed_coeffs[ch];
591             bap = s->bap[ch];
592             if(s->channel_in_cpl[ch])
593                 end = s->start_freq[CPL_CH];
594             else
595                 end = s->end_freq[ch];
596             for(i=0; i<end; i++) {
597                 if(!bap[i])
598                     coeffs[i] = 0;
599             }
600             if(s->channel_in_cpl[ch]) {
601                 bap = s->bap[CPL_CH];
602                 for(; i<s->end_freq[CPL_CH]; i++) {
603                     if(!bap[i])
604                         coeffs[i] = 0;
605                 }
606             }
607         }
608     }
609 }
610
611 /**
612  * Get the transform coefficients.
613  */
614 static int get_transform_coeffs(AC3DecodeContext *s)
615 {
616     int ch, end;
617     int got_cplchan = 0;
618     mant_groups m;
619
620     m.b1ptr = m.b2ptr = m.b4ptr = 3;
621
622     for (ch = 1; ch <= s->channels; ch++) {
623         /* transform coefficients for full-bandwidth channel */
624         if (get_transform_coeffs_ch(s, ch, &m))
625             return -1;
626         /* tranform coefficients for coupling channel come right after the
627            coefficients for the first coupled channel*/
628         if (s->channel_in_cpl[ch])  {
629             if (!got_cplchan) {
630                 if (get_transform_coeffs_ch(s, CPL_CH, &m)) {
631                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "error in decoupling channels\n");
632                     return -1;
633                 }
634                 uncouple_channels(s);
635                 got_cplchan = 1;
636             }
637             end = s->end_freq[CPL_CH];
638         } else {
639             end = s->end_freq[ch];
640         }
641         do
642             s->transform_coeffs[ch][end] = 0;
643         while(++end < 256);
644     }
645
646     /* if any channel doesn't use dithering, zero appropriate coefficients */
647     if(!s->dither_all)
648         remove_dithering(s);
649
650     return 0;
651 }
652
653 /**
654  * Stereo rematrixing.
655  * reference: Section 7.5.4 Rematrixing : Decoding Technique
656  */
657 static void do_rematrixing(AC3DecodeContext *s)
658 {
659     int bnd, i;
660     int end, bndend;
661     int tmp0, tmp1;
662
663     end = FFMIN(s->end_freq[1], s->end_freq[2]);
664
665     for(bnd=0; bnd<s->num_rematrixing_bands; bnd++) {
666         if(s->rematrixing_flags[bnd]) {
667             bndend = FFMIN(end, rematrix_band_tab[bnd+1]);
668             for(i=rematrix_band_tab[bnd]; i<bndend; i++) {
669                 tmp0 = s->fixed_coeffs[1][i];
670                 tmp1 = s->fixed_coeffs[2][i];
671                 s->fixed_coeffs[1][i] = tmp0 + tmp1;
672                 s->fixed_coeffs[2][i] = tmp0 - tmp1;
673             }
674         }
675     }
676 }
677
678 /**
679  * Perform the 256-point IMDCT
680  */
681 static void do_imdct_256(AC3DecodeContext *s, int chindex)
682 {
683     int i, k;
684     DECLARE_ALIGNED_16(float, x[128]);
685     FFTComplex z[2][64];
686     float *o_ptr = s->tmp_output;
687
688     for(i=0; i<2; i++) {
689         /* de-interleave coefficients */
690         for(k=0; k<128; k++) {
691             x[k] = s->transform_coeffs[chindex][2*k+i];
692         }
693
694         /* run standard IMDCT */
695         s->imdct_256.fft.imdct_calc(&s->imdct_256, o_ptr, x, s->tmp_imdct);
696
697         /* reverse the post-rotation & reordering from standard IMDCT */
698         for(k=0; k<32; k++) {
699             z[i][32+k].re = -o_ptr[128+2*k];
700             z[i][32+k].im = -o_ptr[2*k];
701             z[i][31-k].re =  o_ptr[2*k+1];
702             z[i][31-k].im =  o_ptr[128+2*k+1];
703         }
704     }
705
706     /* apply AC-3 post-rotation & reordering */
707     for(k=0; k<64; k++) {
708         o_ptr[    2*k  ] = -z[0][   k].im;
709         o_ptr[    2*k+1] =  z[0][63-k].re;
710         o_ptr[128+2*k  ] = -z[0][   k].re;
711         o_ptr[128+2*k+1] =  z[0][63-k].im;
712         o_ptr[256+2*k  ] = -z[1][   k].re;
713         o_ptr[256+2*k+1] =  z[1][63-k].im;
714         o_ptr[384+2*k  ] =  z[1][   k].im;
715         o_ptr[384+2*k+1] = -z[1][63-k].re;
716     }
717 }
718
719 /**
720  * Inverse MDCT Transform.
721  * Convert frequency domain coefficients to time-domain audio samples.
722  * reference: Section 7.9.4 Transformation Equations
723  */
724 static inline void do_imdct(AC3DecodeContext *s, int channels)
725 {
726     int ch;
727
728     for (ch=1; ch<=channels; ch++) {
729         if (s->block_switch[ch]) {
730             do_imdct_256(s, ch);
731         } else {
732             s->imdct_512.fft.imdct_calc(&s->imdct_512, s->tmp_output,
733                                         s->transform_coeffs[ch], s->tmp_imdct);
734         }
735         /* For the first half of the block, apply the window, add the delay
736            from the previous block, and send to output */
737         s->dsp.vector_fmul_add_add(s->output[ch-1], s->tmp_output,
738                                      s->window, s->delay[ch-1], 0, 256, 1);
739         /* For the second half of the block, apply the window and store the
740            samples to delay, to be combined with the next block */
741         s->dsp.vector_fmul_reverse(s->delay[ch-1], s->tmp_output+256,
742                                    s->window, 256);
743     }
744 }
745
746 /**
747  * Downmix the output to mono or stereo.
748  */
749 static void ac3_downmix(AC3DecodeContext *s,
750                         float samples[AC3_MAX_CHANNELS][256], int ch_offset)
751 {
752     int i, j;
753     float v0, v1;
754
755     for(i=0; i<256; i++) {
756         v0 = v1 = 0.0f;
757         for(j=0; j<s->fbw_channels; j++) {
758             v0 += samples[j+ch_offset][i] * s->downmix_coeffs[j][0];
759             v1 += samples[j+ch_offset][i] * s->downmix_coeffs[j][1];
760         }
761         v0 *= s->downmix_coeff_adjust[0];
762         v1 *= s->downmix_coeff_adjust[1];
763         if(s->output_mode == AC3_CHMODE_MONO) {
764             samples[ch_offset][i] = (v0 + v1) * LEVEL_MINUS_3DB;
765         } else if(s->output_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
766             samples[  ch_offset][i] = v0;
767             samples[1+ch_offset][i] = v1;
768         }
769     }
770 }
771
772 /**
773  * Upmix delay samples from stereo to original channel layout.
774  */
775 static void ac3_upmix_delay(AC3DecodeContext *s)
776 {
777     int channel_data_size = sizeof(s->delay[0]);
778     switch(s->channel_mode) {
779         case AC3_CHMODE_DUALMONO:
780         case AC3_CHMODE_STEREO:
781             /* upmix mono to stereo */
782             memcpy(s->delay[1], s->delay[0], channel_data_size);
783             break;
784         case AC3_CHMODE_2F2R:
785             memset(s->delay[3], 0, channel_data_size);
786         case AC3_CHMODE_2F1R:
787             memset(s->delay[2], 0, channel_data_size);
788             break;
789         case AC3_CHMODE_3F2R:
790             memset(s->delay[4], 0, channel_data_size);
791         case AC3_CHMODE_3F1R:
792             memset(s->delay[3], 0, channel_data_size);
793         case AC3_CHMODE_3F:
794             memcpy(s->delay[2], s->delay[1], channel_data_size);
795             memset(s->delay[1], 0, channel_data_size);
796             break;
797     }
798 }
799
800 /**
801  * Parse an audio block from AC-3 bitstream.
802  */
803 static int ac3_parse_audio_block(AC3DecodeContext *s, int blk)
804 {
805     int fbw_channels = s->fbw_channels;
806     int channel_mode = s->channel_mode;
807     int i, bnd, seg, ch;
808     int different_transforms;
809     int downmix_output;
810     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
811     uint8_t bit_alloc_stages[AC3_MAX_CHANNELS];
812
813     memset(bit_alloc_stages, 0, AC3_MAX_CHANNELS);
814
815     /* block switch flags */
816     different_transforms = 0;
817     for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
818         s->block_switch[ch] = get_bits1(gbc);
819         if(ch > 1 && s->block_switch[ch] != s->block_switch[1])
820             different_transforms = 1;
821     }
822
823     /* dithering flags */
824     s->dither_all = 1;
825     for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
826         s->dither_flag[ch] = get_bits1(gbc);
827         if(!s->dither_flag[ch])
828             s->dither_all = 0;
829     }
830
831     /* dynamic range */
832     i = !(s->channel_mode);
833     do {
834         if(get_bits1(gbc)) {
835             s->dynamic_range[i] = ((dynamic_range_tab[get_bits(gbc, 8)]-1.0) *
836                                   s->avctx->drc_scale)+1.0;
837         } else if(blk == 0) {
838             s->dynamic_range[i] = 1.0f;
839         }
840     } while(i--);
841
842     /* coupling strategy */
843     if (get_bits1(gbc)) {
844         memset(bit_alloc_stages, 3, AC3_MAX_CHANNELS);
845         s->cpl_in_use = get_bits1(gbc);
846         if (s->cpl_in_use) {
847             /* coupling in use */
848             int cpl_begin_freq, cpl_end_freq;
849
850             /* determine which channels are coupled */
851             for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++)
852                 s->channel_in_cpl[ch] = get_bits1(gbc);
853
854             /* phase flags in use */
855             if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
856                 s->phase_flags_in_use = get_bits1(gbc);
857
858             /* coupling frequency range and band structure */
859             cpl_begin_freq = get_bits(gbc, 4);
860             cpl_end_freq = get_bits(gbc, 4);
861             if (3 + cpl_end_freq - cpl_begin_freq < 0) {
862                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "3+cplendf = %d < cplbegf = %d\n", 3+cpl_end_freq, cpl_begin_freq);
863                 return -1;
864             }
865             s->num_cpl_bands = s->num_cpl_subbands = 3 + cpl_end_freq - cpl_begin_freq;
866             s->start_freq[CPL_CH] = cpl_begin_freq * 12 + 37;
867             s->end_freq[CPL_CH] = cpl_end_freq * 12 + 73;
868             for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_subbands - 1; bnd++) {
869                 if (get_bits1(gbc)) {
870                     s->cpl_band_struct[bnd] = 1;
871                     s->num_cpl_bands--;
872                 }
873             }
874             s->cpl_band_struct[s->num_cpl_subbands-1] = 0;
875         } else {
876             /* coupling not in use */
877             for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++)
878                 s->channel_in_cpl[ch] = 0;
879         }
880     }
881
882     /* coupling coordinates */
883     if (s->cpl_in_use) {
884         int cpl_coords_exist = 0;
885
886         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
887             if (s->channel_in_cpl[ch]) {
888                 if (get_bits1(gbc)) {
889                     int master_cpl_coord, cpl_coord_exp, cpl_coord_mant;
890                     cpl_coords_exist = 1;
891                     master_cpl_coord = 3 * get_bits(gbc, 2);
892                     for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_bands; bnd++) {
893                         cpl_coord_exp = get_bits(gbc, 4);
894                         cpl_coord_mant = get_bits(gbc, 4);
895                         if (cpl_coord_exp == 15)
896                             s->cpl_coords[ch][bnd] = cpl_coord_mant << 22;
897                         else
898                             s->cpl_coords[ch][bnd] = (cpl_coord_mant + 16) << 21;
899                         s->cpl_coords[ch][bnd] >>= (cpl_coord_exp + master_cpl_coord);
900                     }
901                 }
902             }
903         }
904         /* phase flags */
905         if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO && cpl_coords_exist) {
906             for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_bands; bnd++) {
907                 s->phase_flags[bnd] = s->phase_flags_in_use? get_bits1(gbc) : 0;
908             }
909         }
910     }
911
912     /* stereo rematrixing strategy and band structure */
913     if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
914         if (get_bits1(gbc)) {
915             s->num_rematrixing_bands = 4;
916             if(s->cpl_in_use && s->start_freq[CPL_CH] <= 61)
917                 s->num_rematrixing_bands -= 1 + (s->start_freq[CPL_CH] == 37);
918             for(bnd=0; bnd<s->num_rematrixing_bands; bnd++)
919                 s->rematrixing_flags[bnd] = get_bits1(gbc);
920         }
921     }
922
923     /* exponent strategies for each channel */
924     s->exp_strategy[CPL_CH] = EXP_REUSE;
925     s->exp_strategy[s->lfe_ch] = EXP_REUSE;
926     for (ch = !s->cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
927         if(ch == s->lfe_ch)
928             s->exp_strategy[ch] = get_bits(gbc, 1);
929         else
930             s->exp_strategy[ch] = get_bits(gbc, 2);
931         if(s->exp_strategy[ch] != EXP_REUSE)
932             bit_alloc_stages[ch] = 3;
933     }
934
935     /* channel bandwidth */
936     for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
937         s->start_freq[ch] = 0;
938         if (s->exp_strategy[ch] != EXP_REUSE) {
939             int prev = s->end_freq[ch];
940             if (s->channel_in_cpl[ch])
941                 s->end_freq[ch] = s->start_freq[CPL_CH];
942             else {
943                 int bandwidth_code = get_bits(gbc, 6);
944                 if (bandwidth_code > 60) {
945                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "bandwidth code = %d > 60", bandwidth_code);
946                     return -1;
947                 }
948                 s->end_freq[ch] = bandwidth_code * 3 + 73;
949             }
950             if(blk > 0 && s->end_freq[ch] != prev)
951                 memset(bit_alloc_stages, 3, AC3_MAX_CHANNELS);
952         }
953     }
954     s->start_freq[s->lfe_ch] = 0;
955     s->end_freq[s->lfe_ch] = 7;
956
957     /* decode exponents for each channel */
958     for (ch = !s->cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
959         if (s->exp_strategy[ch] != EXP_REUSE) {
960             int group_size, num_groups;
961             group_size = 3 << (s->exp_strategy[ch] - 1);
962             if(ch == CPL_CH)
963                 num_groups = (s->end_freq[ch] - s->start_freq[ch]) / group_size;
964             else if(ch == s->lfe_ch)
965                 num_groups = 2;
966             else
967                 num_groups = (s->end_freq[ch] + group_size - 4) / group_size;
968             s->dexps[ch][0] = get_bits(gbc, 4) << !ch;
969             decode_exponents(gbc, s->exp_strategy[ch], num_groups, s->dexps[ch][0],
970                              &s->dexps[ch][s->start_freq[ch]+!!ch]);
971             if(ch != CPL_CH && ch != s->lfe_ch)
972                 skip_bits(gbc, 2); /* skip gainrng */
973         }
974     }
975
976     /* bit allocation information */
977     if (get_bits1(gbc)) {
978         s->bit_alloc_params.slow_decay = ff_ac3_slow_decay_tab[get_bits(gbc, 2)] >> s->bit_alloc_params.sr_shift;
979         s->bit_alloc_params.fast_decay = ff_ac3_fast_decay_tab[get_bits(gbc, 2)] >> s->bit_alloc_params.sr_shift;
980         s->bit_alloc_params.slow_gain  = ff_ac3_slow_gain_tab[get_bits(gbc, 2)];
981         s->bit_alloc_params.db_per_bit = ff_ac3_db_per_bit_tab[get_bits(gbc, 2)];
982         s->bit_alloc_params.floor  = ff_ac3_floor_tab[get_bits(gbc, 3)];
983         for(ch=!s->cpl_in_use; ch<=s->channels; ch++) {
984             bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
985         }
986     }
987
988     /* signal-to-noise ratio offsets and fast gains (signal-to-mask ratios) */
989     if (get_bits1(gbc)) {
990         int csnr;
991         csnr = (get_bits(gbc, 6) - 15) << 4;
992         for (ch = !s->cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) { /* snr offset and fast gain */
993             s->snr_offset[ch] = (csnr + get_bits(gbc, 4)) << 2;
994             s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[get_bits(gbc, 3)];
995         }
996         memset(bit_alloc_stages, 3, AC3_MAX_CHANNELS);
997     }
998
999     /* coupling leak information */
1000     if (s->cpl_in_use && get_bits1(gbc)) {
1001         s->bit_alloc_params.cpl_fast_leak = get_bits(gbc, 3);
1002         s->bit_alloc_params.cpl_slow_leak = get_bits(gbc, 3);
1003         bit_alloc_stages[CPL_CH] = FFMAX(bit_alloc_stages[CPL_CH], 2);
1004     }
1005
1006     /* delta bit allocation information */
1007     if (get_bits1(gbc)) {
1008         /* delta bit allocation exists (strategy) */
1009         for (ch = !s->cpl_in_use; ch <= fbw_channels; ch++) {
1010             s->dba_mode[ch] = get_bits(gbc, 2);
1011             if (s->dba_mode[ch] == DBA_RESERVED) {
1012                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "delta bit allocation strategy reserved\n");
1013                 return -1;
1014             }
1015             bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1016         }
1017         /* channel delta offset, len and bit allocation */
1018         for (ch = !s->cpl_in_use; ch <= fbw_channels; ch++) {
1019             if (s->dba_mode[ch] == DBA_NEW) {
1020                 s->dba_nsegs[ch] = get_bits(gbc, 3);
1021                 for (seg = 0; seg <= s->dba_nsegs[ch]; seg++) {
1022                     s->dba_offsets[ch][seg] = get_bits(gbc, 5);
1023                     s->dba_lengths[ch][seg] = get_bits(gbc, 4);
1024                     s->dba_values[ch][seg] = get_bits(gbc, 3);
1025                 }
1026             }
1027         }
1028     } else if(blk == 0) {
1029         for(ch=0; ch<=s->channels; ch++) {
1030             s->dba_mode[ch] = DBA_NONE;
1031         }
1032     }
1033
1034     /* Bit allocation */
1035     for(ch=!s->cpl_in_use; ch<=s->channels; ch++) {
1036         if(bit_alloc_stages[ch] > 2) {
1037             /* Exponent mapping into PSD and PSD integration */
1038             ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(s->dexps[ch],
1039                                       s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1040                                       s->psd[ch], s->band_psd[ch]);
1041         }
1042         if(bit_alloc_stages[ch] > 1) {
1043             /* Compute excitation function, Compute masking curve, and
1044                Apply delta bit allocation */
1045             ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(&s->bit_alloc_params, s->band_psd[ch],
1046                                        s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1047                                        s->fast_gain[ch], (ch == s->lfe_ch),
1048                                        s->dba_mode[ch], s->dba_nsegs[ch],
1049                                        s->dba_offsets[ch], s->dba_lengths[ch],
1050                                        s->dba_values[ch], s->mask[ch]);
1051         }
1052         if(bit_alloc_stages[ch] > 0) {
1053             /* Compute bit allocation */
1054             ff_ac3_bit_alloc_calc_bap(s->mask[ch], s->psd[ch],
1055                                       s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1056                                       s->snr_offset[ch],
1057                                       s->bit_alloc_params.floor,
1058                                       s->bap[ch]);
1059         }
1060     }
1061
1062     /* unused dummy data */
1063     if (get_bits1(gbc)) {
1064         int skipl = get_bits(gbc, 9);
1065         while(skipl--)
1066             skip_bits(gbc, 8);
1067     }
1068
1069     /* unpack the transform coefficients
1070        this also uncouples channels if coupling is in use. */
1071     if (get_transform_coeffs(s)) {
1072         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Error in routine get_transform_coeffs\n");
1073         return -1;
1074     }
1075
1076     /* recover coefficients if rematrixing is in use */
1077     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
1078         do_rematrixing(s);
1079
1080     /* apply scaling to coefficients (headroom, dynrng) */
1081     for(ch=1; ch<=s->channels; ch++) {
1082         float gain = s->mul_bias / 4194304.0f;
1083         if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_DUALMONO) {
1084             gain *= s->dynamic_range[ch-1];
1085         } else {
1086             gain *= s->dynamic_range[0];
1087         }
1088         for(i=0; i<256; i++) {
1089             s->transform_coeffs[ch][i] = s->fixed_coeffs[ch][i] * gain;
1090         }
1091     }
1092
1093     /* downmix and MDCT. order depends on whether block switching is used for
1094        any channel in this block. this is because coefficients for the long
1095        and short transforms cannot be mixed. */
1096     downmix_output = s->channels != s->out_channels &&
1097                      !((s->output_mode & AC3_OUTPUT_LFEON) &&
1098                      s->fbw_channels == s->out_channels);
1099     if(different_transforms) {
1100         /* the delay samples have already been downmixed, so we upmix the delay
1101            samples in order to reconstruct all channels before downmixing. */
1102         if(s->downmixed) {
1103             s->downmixed = 0;
1104             ac3_upmix_delay(s);
1105         }
1106
1107         do_imdct(s, s->channels);
1108
1109         if(downmix_output) {
1110             ac3_downmix(s, s->output, 0);
1111         }
1112     } else {
1113         if(downmix_output) {
1114             ac3_downmix(s, s->transform_coeffs, 1);
1115         }
1116
1117         if(!s->downmixed) {
1118             s->downmixed = 1;
1119             ac3_downmix(s, s->delay, 0);
1120         }
1121
1122         do_imdct(s, s->out_channels);
1123     }
1124
1125     /* convert float to 16-bit integer */
1126     for(ch=0; ch<s->out_channels; ch++) {
1127         for(i=0; i<256; i++) {
1128             s->output[ch][i] += s->add_bias;
1129         }
1130         s->dsp.float_to_int16(s->int_output[ch], s->output[ch], 256);
1131     }
1132
1133     return 0;
1134 }
1135
1136 /**
1137  * Decode a single AC-3 frame.
1138  */
1139 static int ac3_decode_frame(AVCodecContext * avctx, void *data, int *data_size,
1140                             const uint8_t *buf, int buf_size)
1141 {
1142     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
1143     int16_t *out_samples = (int16_t *)data;
1144     int i, blk, ch, err;
1145
1146     /* initialize the GetBitContext with the start of valid AC-3 Frame */
1147     if (s->input_buffer) {
1148         /* copy input buffer to decoder context to avoid reading past the end
1149            of the buffer, which can be caused by a damaged input stream. */
1150         memcpy(s->input_buffer, buf, FFMIN(buf_size, AC3_MAX_FRAME_SIZE));
1151         init_get_bits(&s->gbc, s->input_buffer, buf_size * 8);
1152     } else {
1153         init_get_bits(&s->gbc, buf, buf_size * 8);
1154     }
1155
1156     /* parse the syncinfo */
1157     err = ac3_parse_header(s);
1158     if(err) {
1159         switch(err) {
1160             case AC3_PARSE_ERROR_SYNC:
1161                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "frame sync error\n");
1162                 break;
1163             case AC3_PARSE_ERROR_BSID:
1164                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid bitstream id\n");
1165                 break;
1166             case AC3_PARSE_ERROR_SAMPLE_RATE:
1167                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sample rate\n");
1168                 break;
1169             case AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE:
1170                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid frame size\n");
1171                 break;
1172             case AC3_PARSE_ERROR_FRAME_TYPE:
1173                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid frame type\n");
1174                 break;
1175             default:
1176                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid header\n");
1177                 break;
1178         }
1179         return -1;
1180     }
1181
1182     /* check that reported frame size fits in input buffer */
1183     if(s->frame_size > buf_size) {
1184         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "incomplete frame\n");
1185         return -1;
1186     }
1187
1188     /* check for crc mismatch */
1189     if(avctx->error_resilience >= FF_ER_CAREFUL) {
1190         if(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0, &buf[2], s->frame_size-2)) {
1191             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "frame CRC mismatch\n");
1192             return -1;
1193         }
1194         /* TODO: error concealment */
1195     }
1196
1197     avctx->sample_rate = s->sample_rate;
1198     avctx->bit_rate = s->bit_rate;
1199
1200     /* channel config */
1201     s->out_channels = s->channels;
1202     if (avctx->request_channels > 0 && avctx->request_channels <= 2 &&
1203             avctx->request_channels < s->channels) {
1204         s->out_channels = avctx->request_channels;
1205         s->output_mode  = avctx->request_channels == 1 ? AC3_CHMODE_MONO : AC3_CHMODE_STEREO;
1206     }
1207     avctx->channels = s->out_channels;
1208
1209     /* set downmixing coefficients if needed */
1210     if(s->channels != s->out_channels && !((s->output_mode & AC3_OUTPUT_LFEON) &&
1211             s->fbw_channels == s->out_channels)) {
1212         set_downmix_coeffs(s);
1213     }
1214
1215     /* parse the audio blocks */
1216     for (blk = 0; blk < NB_BLOCKS; blk++) {
1217         if (ac3_parse_audio_block(s, blk)) {
1218             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "error parsing the audio block\n");
1219             *data_size = 0;
1220             return s->frame_size;
1221         }
1222         for (i = 0; i < 256; i++)
1223             for (ch = 0; ch < s->out_channels; ch++)
1224                 *(out_samples++) = s->int_output[ch][i];
1225     }
1226     *data_size = NB_BLOCKS * 256 * avctx->channels * sizeof (int16_t);
1227     return s->frame_size;
1228 }
1229
1230 /**
1231  * Uninitialize the AC-3 decoder.
1232  */
1233 static av_cold int ac3_decode_end(AVCodecContext *avctx)
1234 {
1235     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
1236     ff_mdct_end(&s->imdct_512);
1237     ff_mdct_end(&s->imdct_256);
1238
1239     av_freep(&s->input_buffer);
1240
1241     return 0;
1242 }
1243
1244 AVCodec ac3_decoder = {
1245     .name = "ac3",
1246     .type = CODEC_TYPE_AUDIO,
1247     .id = CODEC_ID_AC3,
1248     .priv_data_size = sizeof (AC3DecodeContext),
1249     .init = ac3_decode_init,
1250     .close = ac3_decode_end,
1251     .decode = ac3_decode_frame,
1252 };