git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/atrac3.c

   1 /*
   2  * ATRAC3 compatible decoder
   3  * Copyright (c) 2006-2008 Maxim Poliakovski
   4  * Copyright (c) 2006-2008 Benjamin Larsson
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 /**
  24  * @file
  25  * ATRAC3 compatible decoder.
  26  * This decoder handles Sony's ATRAC3 data.
  27  *
  28  * Container formats used to store ATRAC3 data:
  29  * RealMedia (.rm), RIFF WAV (.wav, .at3), Sony OpenMG (.oma, .aa3).
  30  *
  31  * To use this decoder, a calling application must supply the extradata
  32  * bytes provided in the containers above.
  33  */
  34
  35 #include <math.h>
  36 #include <stddef.h>
  37 #include <stdio.h>
  38
  39 #include "libavutil/attributes.h"
  40 #include "libavutil/float_dsp.h"
  41 #include "libavutil/libm.h"
  42 #include "avcodec.h"
  43 #include "bytestream.h"
  44 #include "fft.h"
  45 #include "get_bits.h"
  46 #include "internal.h"
  47
  48 #include "atrac.h"
  49 #include "atrac3data.h"
  50
  51 #define MIN_CHANNELS    1
  52 #define MAX_CHANNELS    8
  53 #define MAX_JS_PAIRS    8 / 2
  54
  55 #define JOINT_STEREO    0x12
  56 #define SINGLE          0x2
  57
  58 #define SAMPLES_PER_FRAME 1024
  59 #define MDCT_SIZE          512
  60
  61 #define ATRAC3_VLC_BITS 8
  62
  63 typedef struct GainBlock {
  64     AtracGainInfo g_block[4];
  65 } GainBlock;
  66
  67 typedef struct TonalComponent {
  68     int pos;
  69     int num_coefs;
  70     float coef[8];
  71 } TonalComponent;
  72
  73 typedef struct ChannelUnit {
  74     int            bands_coded;
  75     int            num_components;
  76     float          prev_frame[SAMPLES_PER_FRAME];
  77     int            gc_blk_switch;
  78     TonalComponent components[64];
  79     GainBlock      gain_block[2];
  80
  81     DECLARE_ALIGNED(32, float, spectrum)[SAMPLES_PER_FRAME];
  82     DECLARE_ALIGNED(32, float, imdct_buf)[SAMPLES_PER_FRAME];
  83
  84     float          delay_buf1[46]; ///<qmf delay buffers
  85     float          delay_buf2[46];
  86     float          delay_buf3[46];
  87 } ChannelUnit;
  88
  89 typedef struct ATRAC3Context {
  90     GetBitContext gb;
  91     //@{
  92     /** stream data */
  93     int coding_mode;
  94
  95     ChannelUnit *units;
  96     //@}
  97     //@{
  98     /** joint-stereo related variables */
  99     int matrix_coeff_index_prev[MAX_JS_PAIRS][4];
 100     int matrix_coeff_index_now[MAX_JS_PAIRS][4];
 101     int matrix_coeff_index_next[MAX_JS_PAIRS][4];
 102     int weighting_delay[MAX_JS_PAIRS][6];
 103     //@}
 104     //@{
 105     /** data buffers */
 106     uint8_t *decoded_bytes_buffer;
 107     float temp_buf[1070];
 108     //@}
 109     //@{
 110     /** extradata */
 111     int scrambled_stream;
 112     //@}
 113
 114     AtracGCContext    gainc_ctx;
 115     FFTContext        mdct_ctx;
 116     void (*vector_fmul)(float *dst, const float *src0, const float *src1,
 117                         int len);
 118 } ATRAC3Context;
 119
 120 static DECLARE_ALIGNED(32, float, mdct_window)[MDCT_SIZE];
 121 static VLC_TYPE atrac3_vlc_table[7 * 1 << ATRAC3_VLC_BITS][2];
 122 static VLC   spectral_coeff_tab[7];
 123
 124 /**
 125  * Regular 512 points IMDCT without overlapping, with the exception of the
 126  * swapping of odd bands caused by the reverse spectra of the QMF.
 127  *
 128  * @param odd_band  1 if the band is an odd band
 129  */
 130 static void imlt(ATRAC3Context *q, float *input, float *output, int odd_band)
 131 {
 132     int i;
 133
 134     if (odd_band) {
 135         /**
 136          * Reverse the odd bands before IMDCT, this is an effect of the QMF
 137          * transform or it gives better compression to do it this way.
 138          * FIXME: It should be possible to handle this in imdct_calc
 139          * for that to happen a modification of the prerotation step of
 140          * all SIMD code and C code is needed.
 141          * Or fix the functions before so they generate a pre reversed spectrum.
 142          */
 143         for (i = 0; i < 128; i++)
 144             FFSWAP(float, input[i], input[255 - i]);
 145     }
 146
 147     q->mdct_ctx.imdct_calc(&q->mdct_ctx, output, input);
 148
 149     /* Perform windowing on the output. */
 150     q->vector_fmul(output, output, mdct_window, MDCT_SIZE);
 151 }
 152
 153 /*
 154  * indata descrambling, only used for data coming from the rm container
 155  */
 156 static int decode_bytes(const uint8_t *input, uint8_t *out, int bytes)
 157 {
 158     int i, off;
 159     uint32_t c;
 160     const uint32_t *buf;
 161     uint32_t *output = (uint32_t *)out;
 162
 163     off = (intptr_t)input & 3;
 164     buf = (const uint32_t *)(input - off);
 165     if (off)
 166         c = av_be2ne32((0x537F6103U >> (off * 8)) | (0x537F6103U << (32 - (off * 8))));
 167     else
 168         c = av_be2ne32(0x537F6103U);
 169     bytes += 3 + off;
 170     for (i = 0; i < bytes / 4; i++)
 171         output[i] = c ^ buf[i];
 172
 173     if (off)
 174         avpriv_request_sample(NULL, "Offset of %d", off);
 175
 176     return off;
 177 }
 178
 179 static av_cold void init_imdct_window(void)
 180 {
 181     int i, j;
 182
 183     /* generate the mdct window, for details see
 184      * http://wiki.multimedia.cx/index.php?title=RealAudio_atrc#Windows */
 185     for (i = 0, j = 255; i < 128; i++, j--) {
 186         float wi = sin(((i + 0.5) / 256.0 - 0.5) * M_PI) + 1.0;
 187         float wj = sin(((j + 0.5) / 256.0 - 0.5) * M_PI) + 1.0;
 188         float w  = 0.5 * (wi * wi + wj * wj);
 189         mdct_window[i] = mdct_window[511 - i] = wi / w;
 190         mdct_window[j] = mdct_window[511 - j] = wj / w;
 191     }
 192 }
 193
 194 static av_cold int atrac3_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 195 {
 196     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
 197
 198     av_freep(&q->units);
 199     av_freep(&q->decoded_bytes_buffer);
 200
 201     ff_mdct_end(&q->mdct_ctx);
 202
 203     return 0;
 204 }
 205
 206 /**
 207  * Mantissa decoding
 208  *
 209  * @param selector     which table the output values are coded with
 210  * @param coding_flag  constant length coding or variable length coding
 211  * @param mantissas    mantissa output table
 212  * @param num_codes    number of values to get
 213  */
 214 static void read_quant_spectral_coeffs(GetBitContext *gb, int selector,
 215                                        int coding_flag, int *mantissas,
 216                                        int num_codes)
 217 {
 218     int i, code, huff_symb;
 219
 220     if (selector == 1)
 221         num_codes /= 2;
 222
 223     if (coding_flag != 0) {
 224         /* constant length coding (CLC) */
 225         int num_bits = clc_length_tab[selector];
 226
 227         if (selector > 1) {
 228             for (i = 0; i < num_codes; i++) {
 229                 if (num_bits)
 230                     code = get_sbits(gb, num_bits);
 231                 else
 232                     code = 0;
 233                 mantissas[i] = code;
 234             }
 235         } else {
 236             for (i = 0; i < num_codes; i++) {
 237                 if (num_bits)
 238                     code = get_bits(gb, num_bits); // num_bits is always 4 in this case
 239                 else
 240                     code = 0;
 241                 mantissas[i * 2    ] = mantissa_clc_tab[code >> 2];
 242                 mantissas[i * 2 + 1] = mantissa_clc_tab[code &  3];
 243             }
 244         }
 245     } else {
 246         /* variable length coding (VLC) */
 247         if (selector != 1) {
 248             for (i = 0; i < num_codes; i++) {
 249                 mantissas[i] = get_vlc2(gb, spectral_coeff_tab[selector-1].table,
 250                                         ATRAC3_VLC_BITS, 1);
 251             }
 252         } else {
 253             for (i = 0; i < num_codes; i++) {
 254                 huff_symb = get_vlc2(gb, spectral_coeff_tab[selector - 1].table,
 255                                      ATRAC3_VLC_BITS, 1);
 256                 mantissas[i * 2    ] = mantissa_vlc_tab[huff_symb * 2    ];
 257                 mantissas[i * 2 + 1] = mantissa_vlc_tab[huff_symb * 2 + 1];
 258             }
 259         }
 260     }
 261 }
 262
 263 /**
 264  * Restore the quantized band spectrum coefficients
 265  *
 266  * @return subband count, fix for broken specification/files
 267  */
 268 static int decode_spectrum(GetBitContext *gb, float *output)
 269 {
 270     int num_subbands, coding_mode, i, j, first, last, subband_size;
 271     int subband_vlc_index[32], sf_index[32];
 272     int mantissas[128];
 273     float scale_factor;
 274
 275     num_subbands = get_bits(gb, 5);  // number of coded subbands
 276     coding_mode  = get_bits1(gb);    // coding Mode: 0 - VLC/ 1-CLC
 277
 278     /* get the VLC selector table for the subbands, 0 means not coded */
 279     for (i = 0; i <= num_subbands; i++)
 280         subband_vlc_index[i] = get_bits(gb, 3);
 281
 282     /* read the scale factor indexes from the stream */
 283     for (i = 0; i <= num_subbands; i++) {
 284         if (subband_vlc_index[i] != 0)
 285             sf_index[i] = get_bits(gb, 6);
 286     }
 287
 288     for (i = 0; i <= num_subbands; i++) {
 289         first = subband_tab[i    ];
 290         last  = subband_tab[i + 1];
 291
 292         subband_size = last - first;
 293
 294         if (subband_vlc_index[i] != 0) {
 295             /* decode spectral coefficients for this subband */
 296             /* TODO: This can be done faster is several blocks share the
 297              * same VLC selector (subband_vlc_index) */
 298             read_quant_spectral_coeffs(gb, subband_vlc_index[i], coding_mode,
 299                                        mantissas, subband_size);
 300
 301             /* decode the scale factor for this subband */
 302             scale_factor = ff_atrac_sf_table[sf_index[i]] *
 303                            inv_max_quant[subband_vlc_index[i]];
 304
 305             /* inverse quantize the coefficients */
 306             for (j = 0; first < last; first++, j++)
 307                 output[first] = mantissas[j] * scale_factor;
 308         } else {
 309             /* this subband was not coded, so zero the entire subband */
 310             memset(output + first, 0, subband_size * sizeof(*output));
 311         }
 312     }
 313
 314     /* clear the subbands that were not coded */
 315     first = subband_tab[i];
 316     memset(output + first, 0, (SAMPLES_PER_FRAME - first) * sizeof(*output));
 317     return num_subbands;
 318 }
 319
 320 /**
 321  * Restore the quantized tonal components
 322  *
 323  * @param components tonal components
 324  * @param num_bands  number of coded bands
 325  */
 326 static int decode_tonal_components(GetBitContext *gb,
 327                                    TonalComponent *components, int num_bands)
 328 {
 329     int i, b, c, m;
 330     int nb_components, coding_mode_selector, coding_mode;
 331     int band_flags[4], mantissa[8];
 332     int component_count = 0;
 333
 334     nb_components = get_bits(gb, 5);
 335
 336     /* no tonal components */
 337     if (nb_components == 0)
 338         return 0;
 339
 340     coding_mode_selector = get_bits(gb, 2);
 341     if (coding_mode_selector == 2)
 342         return AVERROR_INVALIDDATA;
 343
 344     coding_mode = coding_mode_selector & 1;
 345
 346     for (i = 0; i < nb_components; i++) {
 347         int coded_values_per_component, quant_step_index;
 348
 349         for (b = 0; b <= num_bands; b++)
 350             band_flags[b] = get_bits1(gb);
 351
 352         coded_values_per_component = get_bits(gb, 3);
 353
 354         quant_step_index = get_bits(gb, 3);
 355         if (quant_step_index <= 1)
 356             return AVERROR_INVALIDDATA;
 357
 358         if (coding_mode_selector == 3)
 359             coding_mode = get_bits1(gb);
 360
 361         for (b = 0; b < (num_bands + 1) * 4; b++) {
 362             int coded_components;
 363
 364             if (band_flags[b >> 2] == 0)
 365                 continue;
 366
 367             coded_components = get_bits(gb, 3);
 368
 369             for (c = 0; c < coded_components; c++) {
 370                 TonalComponent *cmp = &components[component_count];
 371                 int sf_index, coded_values, max_coded_values;
 372                 float scale_factor;
 373
 374                 sf_index = get_bits(gb, 6);
 375                 if (component_count >= 64)
 376                     return AVERROR_INVALIDDATA;
 377
 378                 cmp->pos = b * 64 + get_bits(gb, 6);
 379
 380                 max_coded_values = SAMPLES_PER_FRAME - cmp->pos;
 381                 coded_values     = coded_values_per_component + 1;
 382                 coded_values     = FFMIN(max_coded_values, coded_values);
 383
 384                 scale_factor = ff_atrac_sf_table[sf_index] *
 385                                inv_max_quant[quant_step_index];
 386
 387                 read_quant_spectral_coeffs(gb, quant_step_index, coding_mode,
 388                                            mantissa, coded_values);
 389
 390                 cmp->num_coefs = coded_values;
 391
 392                 /* inverse quant */
 393                 for (m = 0; m < coded_values; m++)
 394                     cmp->coef[m] = mantissa[m] * scale_factor;
 395
 396                 component_count++;
 397             }
 398         }
 399     }
 400
 401     return component_count;
 402 }
 403
 404 /**
 405  * Decode gain parameters for the coded bands
 406  *
 407  * @param block      the gainblock for the current band
 408  * @param num_bands  amount of coded bands
 409  */
 410 static int decode_gain_control(GetBitContext *gb, GainBlock *block,
 411                                int num_bands)
 412 {
 413     int b, j;
 414     int *level, *loc;
 415
 416     AtracGainInfo *gain = block->g_block;
 417
 418     for (b = 0; b <= num_bands; b++) {
 419         gain[b].num_points = get_bits(gb, 3);
 420         level              = gain[b].lev_code;
 421         loc                = gain[b].loc_code;
 422
 423         for (j = 0; j < gain[b].num_points; j++) {
 424             level[j] = get_bits(gb, 4);
 425             loc[j]   = get_bits(gb, 5);
 426             if (j && loc[j] <= loc[j - 1])
 427                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 428         }
 429     }
 430
 431     /* Clear the unused blocks. */
 432     for (; b < 4 ; b++)
 433         gain[b].num_points = 0;
 434
 435     return 0;
 436 }
 437
 438 /**
 439  * Combine the tonal band spectrum and regular band spectrum
 440  *
 441  * @param spectrum        output spectrum buffer
 442  * @param num_components  number of tonal components
 443  * @param components      tonal components for this band
 444  * @return                position of the last tonal coefficient
 445  */
 446 static int add_tonal_components(float *spectrum, int num_components,
 447                                 TonalComponent *components)
 448 {
 449     int i, j, last_pos = -1;
 450     float *input, *output;
 451
 452     for (i = 0; i < num_components; i++) {
 453         last_pos = FFMAX(components[i].pos + components[i].num_coefs, last_pos);
 454         input    = components[i].coef;
 455         output   = &spectrum[components[i].pos];
 456
 457         for (j = 0; j < components[i].num_coefs; j++)
 458             output[j] += input[j];
 459     }
 460
 461     return last_pos;
 462 }
 463
 464 #define INTERPOLATE(old, new, nsample) \
 465     ((old) + (nsample) * 0.125 * ((new) - (old)))
 466
 467 static void reverse_matrixing(float *su1, float *su2, int *prev_code,
 468                               int *curr_code)
 469 {
 470     int i, nsample, band;
 471     float mc1_l, mc1_r, mc2_l, mc2_r;
 472
 473     for (i = 0, band = 0; band < 4 * 256; band += 256, i++) {
 474         int s1 = prev_code[i];
 475         int s2 = curr_code[i];
 476         nsample = band;
 477
 478         if (s1 != s2) {
 479             /* Selector value changed, interpolation needed. */
 480             mc1_l = matrix_coeffs[s1 * 2    ];
 481             mc1_r = matrix_coeffs[s1 * 2 + 1];
 482             mc2_l = matrix_coeffs[s2 * 2    ];
 483             mc2_r = matrix_coeffs[s2 * 2 + 1];
 484
 485             /* Interpolation is done over the first eight samples. */
 486             for (; nsample < band + 8; nsample++) {
 487                 float c1 = su1[nsample];
 488                 float c2 = su2[nsample];
 489                 c2 = c1 * INTERPOLATE(mc1_l, mc2_l, nsample - band) +
 490                      c2 * INTERPOLATE(mc1_r, mc2_r, nsample - band);
 491                 su1[nsample] = c2;
 492                 su2[nsample] = c1 * 2.0 - c2;
 493             }
 494         }
 495
 496         /* Apply the matrix without interpolation. */
 497         switch (s2) {
 498         case 0:     /* M/S decoding */
 499             for (; nsample < band + 256; nsample++) {
 500                 float c1 = su1[nsample];
 501                 float c2 = su2[nsample];
 502                 su1[nsample] =  c2       * 2.0;
 503                 su2[nsample] = (c1 - c2) * 2.0;
 504             }
 505             break;
 506         case 1:
 507             for (; nsample < band + 256; nsample++) {
 508                 float c1 = su1[nsample];
 509                 float c2 = su2[nsample];
 510                 su1[nsample] = (c1 + c2) *  2.0;
 511                 su2[nsample] =  c2       * -2.0;
 512             }
 513             break;
 514         case 2:
 515         case 3:
 516             for (; nsample < band + 256; nsample++) {
 517                 float c1 = su1[nsample];
 518                 float c2 = su2[nsample];
 519                 su1[nsample] = c1 + c2;
 520                 su2[nsample] = c1 - c2;
 521             }
 522             break;
 523         default:
 524             av_assert1(0);
 525         }
 526     }
 527 }
 528
 529 static void get_channel_weights(int index, int flag, float ch[2])
 530 {
 531     if (index == 7) {
 532         ch[0] = 1.0;
 533         ch[1] = 1.0;
 534     } else {
 535         ch[0] = (index & 7) / 7.0;
 536         ch[1] = sqrt(2 - ch[0] * ch[0]);
 537         if (flag)
 538             FFSWAP(float, ch[0], ch[1]);
 539     }
 540 }
 541
 542 static void channel_weighting(float *su1, float *su2, int *p3)
 543 {
 544     int band, nsample;
 545     /* w[x][y] y=0 is left y=1 is right */
 546     float w[2][2];
 547
 548     if (p3[1] != 7 || p3[3] != 7) {
 549         get_channel_weights(p3[1], p3[0], w[0]);
 550         get_channel_weights(p3[3], p3[2], w[1]);
 551
 552         for (band = 256; band < 4 * 256; band += 256) {
 553             for (nsample = band; nsample < band + 8; nsample++) {
 554                 su1[nsample] *= INTERPOLATE(w[0][0], w[0][1], nsample - band);
 555                 su2[nsample] *= INTERPOLATE(w[1][0], w[1][1], nsample - band);
 556             }
 557             for(; nsample < band + 256; nsample++) {
 558                 su1[nsample] *= w[1][0];
 559                 su2[nsample] *= w[1][1];
 560             }
 561         }
 562     }
 563 }
 564
 565 /**
 566  * Decode a Sound Unit
 567  *
 568  * @param snd           the channel unit to be used
 569  * @param output        the decoded samples before IQMF in float representation
 570  * @param channel_num   channel number
 571  * @param coding_mode   the coding mode (JOINT_STEREO or single channels)
 572  */
 573 static int decode_channel_sound_unit(ATRAC3Context *q, GetBitContext *gb,
 574                                      ChannelUnit *snd, float *output,
 575                                      int channel_num, int coding_mode)
 576 {
 577     int band, ret, num_subbands, last_tonal, num_bands;
 578     GainBlock *gain1 = &snd->gain_block[    snd->gc_blk_switch];
 579     GainBlock *gain2 = &snd->gain_block[1 - snd->gc_blk_switch];
 580
 581     if (coding_mode == JOINT_STEREO && (channel_num % 2) == 1) {
 582         if (get_bits(gb, 2) != 3) {
 583             av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"JS mono Sound Unit id != 3.\n");
 584             return AVERROR_INVALIDDATA;
 585         }
 586     } else {
 587         if (get_bits(gb, 6) != 0x28) {
 588             av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"Sound Unit id != 0x28.\n");
 589             return AVERROR_INVALIDDATA;
 590         }
 591     }
 592
 593     /* number of coded QMF bands */
 594     snd->bands_coded = get_bits(gb, 2);
 595
 596     ret = decode_gain_control(gb, gain2, snd->bands_coded);
 597     if (ret)
 598         return ret;
 599
 600     snd->num_components = decode_tonal_components(gb, snd->components,
 601                                                   snd->bands_coded);
 602     if (snd->num_components < 0)
 603         return snd->num_components;
 604
 605     num_subbands = decode_spectrum(gb, snd->spectrum);
 606
 607     /* Merge the decoded spectrum and tonal components. */
 608     last_tonal = add_tonal_components(snd->spectrum, snd->num_components,
 609                                       snd->components);
 610
 611
 612     /* calculate number of used MLT/QMF bands according to the amount of coded
 613        spectral lines */
 614     num_bands = (subband_tab[num_subbands] - 1) >> 8;
 615     if (last_tonal >= 0)
 616         num_bands = FFMAX((last_tonal + 256) >> 8, num_bands);
 617
 618
 619     /* Reconstruct time domain samples. */
 620     for (band = 0; band < 4; band++) {
 621         /* Perform the IMDCT step without overlapping. */
 622         if (band <= num_bands)
 623             imlt(q, &snd->spectrum[band * 256], snd->imdct_buf, band & 1);
 624         else
 625             memset(snd->imdct_buf, 0, 512 * sizeof(*snd->imdct_buf));
 626
 627         /* gain compensation and overlapping */
 628         ff_atrac_gain_compensation(&q->gainc_ctx, snd->imdct_buf,
 629                                    &snd->prev_frame[band * 256],
 630                                    &gain1->g_block[band], &gain2->g_block[band],
 631                                    256, &output[band * 256]);
 632     }
 633
 634     /* Swap the gain control buffers for the next frame. */
 635     snd->gc_blk_switch ^= 1;
 636
 637     return 0;
 638 }
 639
 640 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx, const uint8_t *databuf,
 641                         float **out_samples)
 642 {
 643     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
 644     int ret, i, ch;
 645     uint8_t *ptr1;
 646
 647     if (q->coding_mode == JOINT_STEREO) {
 648         /* channel coupling mode */
 649
 650         /* Decode sound unit pairs (channels are expected to be even).
 651          * Multichannel joint stereo interleaves pairs (6ch: 2ch + 2ch + 2ch) */
 652         const uint8_t *js_databuf;
 653         int js_pair, js_block_align;
 654
 655         js_block_align = (avctx->block_align / avctx->channels) * 2; /* block pair */
 656
 657         for (ch = 0; ch < avctx->channels; ch = ch + 2) {
 658             js_pair = ch/2;
 659             js_databuf = databuf + js_pair * js_block_align; /* align to current pair */
 660
 661             /* Set the bitstream reader at the start of first channel sound unit. */
 662             init_get_bits(&q->gb,
 663                           js_databuf, js_block_align * 8);
 664
 665             /* decode Sound Unit 1 */
 666             ret = decode_channel_sound_unit(q, &q->gb, &q->units[ch],
 667                                             out_samples[ch], ch, JOINT_STEREO);
 668             if (ret != 0)
 669                 return ret;
 670
 671             /* Framedata of the su2 in the joint-stereo mode is encoded in
 672              * reverse byte order so we need to swap it first. */
 673             if (js_databuf == q->decoded_bytes_buffer) {
 674                 uint8_t *ptr2 = q->decoded_bytes_buffer + js_block_align - 1;
 675                 ptr1          = q->decoded_bytes_buffer;
 676                 for (i = 0; i < js_block_align / 2; i++, ptr1++, ptr2--)
 677                     FFSWAP(uint8_t, *ptr1, *ptr2);
 678             } else {
 679                 const uint8_t *ptr2 = js_databuf + js_block_align - 1;
 680                 for (i = 0; i < js_block_align; i++)
 681                     q->decoded_bytes_buffer[i] = *ptr2--;
 682             }
 683
 684             /* Skip the sync codes (0xF8). */
 685             ptr1 = q->decoded_bytes_buffer;
 686             for (i = 4; *ptr1 == 0xF8; i++, ptr1++) {
 687                 if (i >= js_block_align)
 688                     return AVERROR_INVALIDDATA;
 689             }
 690
 691
 692             /* set the bitstream reader at the start of the second Sound Unit */
 693             ret = init_get_bits8(&q->gb,
 694                            ptr1, q->decoded_bytes_buffer + js_block_align - ptr1);
 695             if (ret < 0)
 696                 return ret;
 697
 698             /* Fill the Weighting coeffs delay buffer */
 699             memmove(q->weighting_delay[js_pair], &q->weighting_delay[js_pair][2],
 700                     4 * sizeof(*q->weighting_delay[js_pair]));
 701             q->weighting_delay[js_pair][4] = get_bits1(&q->gb);
 702             q->weighting_delay[js_pair][5] = get_bits(&q->gb, 3);
 703
 704             for (i = 0; i < 4; i++) {
 705                 q->matrix_coeff_index_prev[js_pair][i] = q->matrix_coeff_index_now[js_pair][i];
 706                 q->matrix_coeff_index_now[js_pair][i]  = q->matrix_coeff_index_next[js_pair][i];
 707                 q->matrix_coeff_index_next[js_pair][i] = get_bits(&q->gb, 2);
 708             }
 709
 710             /* Decode Sound Unit 2. */
 711             ret = decode_channel_sound_unit(q, &q->gb, &q->units[ch+1],
 712                                             out_samples[ch+1], ch+1, JOINT_STEREO);
 713             if (ret != 0)
 714                 return ret;
 715
 716             /* Reconstruct the channel coefficients. */
 717             reverse_matrixing(out_samples[ch], out_samples[ch+1],
 718                               q->matrix_coeff_index_prev[js_pair],
 719                               q->matrix_coeff_index_now[js_pair]);
 720
 721             channel_weighting(out_samples[ch], out_samples[ch+1], q->weighting_delay[js_pair]);
 722         }
 723     } else {
 724         /* single channels */
 725         /* Decode the channel sound units. */
 726         for (i = 0; i < avctx->channels; i++) {
 727             /* Set the bitstream reader at the start of a channel sound unit. */
 728             init_get_bits(&q->gb,
 729                           databuf + i * avctx->block_align / avctx->channels,
 730                           avctx->block_align * 8 / avctx->channels);
 731
 732             ret = decode_channel_sound_unit(q, &q->gb, &q->units[i],
 733                                             out_samples[i], i, q->coding_mode);
 734             if (ret != 0)
 735                 return ret;
 736         }
 737     }
 738
 739     /* Apply the iQMF synthesis filter. */
 740     for (i = 0; i < avctx->channels; i++) {
 741         float *p1 = out_samples[i];
 742         float *p2 = p1 + 256;
 743         float *p3 = p2 + 256;
 744         float *p4 = p3 + 256;
 745         ff_atrac_iqmf(p1, p2, 256, p1, q->units[i].delay_buf1, q->temp_buf);
 746         ff_atrac_iqmf(p4, p3, 256, p3, q->units[i].delay_buf2, q->temp_buf);
 747         ff_atrac_iqmf(p1, p3, 512, p1, q->units[i].delay_buf3, q->temp_buf);
 748     }
 749
 750     return 0;
 751 }
 752
 753 static int al_decode_frame(AVCodecContext *avctx, const uint8_t *databuf,
 754                            int size, float **out_samples)
 755 {
 756     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
 757     int ret, i;
 758
 759     /* Set the bitstream reader at the start of a channel sound unit. */
 760     init_get_bits(&q->gb, databuf, size * 8);
 761     /* single channels */
 762     /* Decode the channel sound units. */
 763     for (i = 0; i < avctx->channels; i++) {
 764         ret = decode_channel_sound_unit(q, &q->gb, &q->units[i],
 765                                         out_samples[i], i, q->coding_mode);
 766         if (ret != 0)
 767             return ret;
 768         while (i < avctx->channels && get_bits_left(&q->gb) > 6 && show_bits(&q->gb, 6) != 0x28) {
 769             skip_bits(&q->gb, 1);
 770         }
 771     }
 772
 773     /* Apply the iQMF synthesis filter. */
 774     for (i = 0; i < avctx->channels; i++) {
 775         float *p1 = out_samples[i];
 776         float *p2 = p1 + 256;
 777         float *p3 = p2 + 256;
 778         float *p4 = p3 + 256;
 779         ff_atrac_iqmf(p1, p2, 256, p1, q->units[i].delay_buf1, q->temp_buf);
 780         ff_atrac_iqmf(p4, p3, 256, p3, q->units[i].delay_buf2, q->temp_buf);
 781         ff_atrac_iqmf(p1, p3, 512, p1, q->units[i].delay_buf3, q->temp_buf);
 782     }
 783
 784     return 0;
 785 }
 786
 787 static int atrac3_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 788                                int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
 789 {
 790     AVFrame *frame     = data;
 791     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 792     int buf_size = avpkt->size;
 793     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
 794     int ret;
 795     const uint8_t *databuf;
 796
 797     if (buf_size < avctx->block_align) {
 798         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 799                "Frame too small (%d bytes). Truncated file?\n", buf_size);
 800         return AVERROR_INVALIDDATA;
 801     }
 802
 803     /* get output buffer */
 804     frame->nb_samples = SAMPLES_PER_FRAME;
 805     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
 806         return ret;
 807
 808     /* Check if we need to descramble and what buffer to pass on. */
 809     if (q->scrambled_stream) {
 810         decode_bytes(buf, q->decoded_bytes_buffer, avctx->block_align);
 811         databuf = q->decoded_bytes_buffer;
 812     } else {
 813         databuf = buf;
 814     }
 815
 816     ret = decode_frame(avctx, databuf, (float **)frame->extended_data);
 817     if (ret) {
 818         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Frame decoding error!\n");
 819         return ret;
 820     }
 821
 822     *got_frame_ptr = 1;
 823
 824     return avctx->block_align;
 825 }
 826
 827 static int atrac3al_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 828                                  int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
 829 {
 830     AVFrame *frame = data;
 831     int ret;
 832
 833     frame->nb_samples = SAMPLES_PER_FRAME;
 834     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
 835         return ret;
 836
 837     ret = al_decode_frame(avctx, avpkt->data, avpkt->size,
 838                           (float **)frame->extended_data);
 839     if (ret) {
 840         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Frame decoding error!\n");
 841         return ret;
 842     }
 843
 844     *got_frame_ptr = 1;
 845
 846     return avpkt->size;
 847 }
 848
 849 static av_cold void atrac3_init_static_data(void)
 850 {
 851     VLC_TYPE (*table)[2] = atrac3_vlc_table;
 852     const uint8_t (*hufftabs)[2] = atrac3_hufftabs;
 853     int i;
 854
 855     init_imdct_window();
 856     ff_atrac_generate_tables();
 857
 858     /* Initialize the VLC tables. */
 859     for (i = 0; i < 7; i++) {
 860         spectral_coeff_tab[i].table           = table;
 861         spectral_coeff_tab[i].table_allocated = 256;
 862         ff_init_vlc_from_lengths(&spectral_coeff_tab[i], ATRAC3_VLC_BITS, huff_tab_sizes[i],
 863                                  &hufftabs[0][1], 2,
 864                                  &hufftabs[0][0], 2, 1,
 865                                  -31, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC, NULL);
 866         hufftabs += huff_tab_sizes[i];
 867         table += 256;
 868     }
 869 }
 870
 871 static av_cold int atrac3_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 872 {
 873     static int static_init_done;
 874     int i, js_pair, ret;
 875     int version, delay, samples_per_frame, frame_factor;
 876     const uint8_t *edata_ptr = avctx->extradata;
 877     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
 878     AVFloatDSPContext *fdsp;
 879
 880     if (avctx->channels < MIN_CHANNELS || avctx->channels > MAX_CHANNELS) {
 881         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Channel configuration error!\n");
 882         return AVERROR(EINVAL);
 883     }
 884
 885     if (!static_init_done)
 886         atrac3_init_static_data();
 887     static_init_done = 1;
 888
 889     /* Take care of the codec-specific extradata. */
 890     if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_ATRAC3AL) {
 891         version           = 4;
 892         samples_per_frame = SAMPLES_PER_FRAME * avctx->channels;
 893         delay             = 0x88E;
 894         q->coding_mode    = SINGLE;
 895     } else if (avctx->extradata_size == 14) {
 896         /* Parse the extradata, WAV format */
 897         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "[0-1] %d\n",
 898                bytestream_get_le16(&edata_ptr));  // Unknown value always 1
 899         edata_ptr += 4;                             // samples per channel
 900         q->coding_mode = bytestream_get_le16(&edata_ptr);
 901         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG,"[8-9] %d\n",
 902                bytestream_get_le16(&edata_ptr));  //Dupe of coding mode
 903         frame_factor = bytestream_get_le16(&edata_ptr);  // Unknown always 1
 904         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG,"[12-13] %d\n",
 905                bytestream_get_le16(&edata_ptr));  // Unknown always 0
 906
 907         /* setup */
 908         samples_per_frame    = SAMPLES_PER_FRAME * avctx->channels;
 909         version              = 4;
 910         delay                = 0x88E;
 911         q->coding_mode       = q->coding_mode ? JOINT_STEREO : SINGLE;
 912         q->scrambled_stream  = 0;
 913
 914         if (avctx->block_align !=  96 * avctx->channels * frame_factor &&
 915             avctx->block_align != 152 * avctx->channels * frame_factor &&
 916             avctx->block_align != 192 * avctx->channels * frame_factor) {
 917             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown frame/channel/frame_factor "
 918                    "configuration %d/%d/%d\n", avctx->block_align,
 919                    avctx->channels, frame_factor);
 920             return AVERROR_INVALIDDATA;
 921         }
 922     } else if (avctx->extradata_size == 12 || avctx->extradata_size == 10) {
 923         /* Parse the extradata, RM format. */
 924         version                = bytestream_get_be32(&edata_ptr);
 925         samples_per_frame      = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
 926         delay                  = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
 927         q->coding_mode         = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
 928         q->scrambled_stream    = 1;
 929
 930     } else {
 931         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown extradata size %d.\n",
 932                avctx->extradata_size);
 933         return AVERROR(EINVAL);
 934     }
 935
 936     /* Check the extradata */
 937
 938     if (version != 4) {
 939         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Version %d != 4.\n", version);
 940         return AVERROR_INVALIDDATA;
 941     }
 942
 943     if (samples_per_frame != SAMPLES_PER_FRAME * avctx->channels) {
 944         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown amount of samples per frame %d.\n",
 945                samples_per_frame);
 946         return AVERROR_INVALIDDATA;
 947     }
 948
 949     if (delay != 0x88E) {
 950         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown amount of delay %x != 0x88E.\n",
 951                delay);
 952         return AVERROR_INVALIDDATA;
 953     }
 954
 955     if (q->coding_mode == SINGLE)
 956         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Single channels detected.\n");
 957     else if (q->coding_mode == JOINT_STEREO) {
 958         if (avctx->channels % 2 == 1) { /* Joint stereo channels must be even */
 959             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid joint stereo channel configuration.\n");
 960             return AVERROR_INVALIDDATA;
 961         }
 962         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Joint stereo detected.\n");
 963     } else {
 964         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown channel coding mode %x!\n",
 965                q->coding_mode);
 966         return AVERROR_INVALIDDATA;
 967     }
 968
 969     if (avctx->block_align > 4096 || avctx->block_align <= 0)
 970         return AVERROR(EINVAL);
 971
 972     q->decoded_bytes_buffer = av_mallocz(FFALIGN(avctx->block_align, 4) +
 973                                          AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 974     if (!q->decoded_bytes_buffer)
 975         return AVERROR(ENOMEM);
 976
 977     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLTP;
 978
 979     /* initialize the MDCT transform */
 980     if ((ret = ff_mdct_init(&q->mdct_ctx, 9, 1, 1.0 / 32768)) < 0) {
 981         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error initializing MDCT\n");
 982         return ret;
 983     }
 984
 985     /* init the joint-stereo decoding data */
 986     for (js_pair = 0; js_pair < MAX_JS_PAIRS; js_pair++) {
 987         q->weighting_delay[js_pair][0] = 0;
 988         q->weighting_delay[js_pair][1] = 7;
 989         q->weighting_delay[js_pair][2] = 0;
 990         q->weighting_delay[js_pair][3] = 7;
 991         q->weighting_delay[js_pair][4] = 0;
 992         q->weighting_delay[js_pair][5] = 7;
 993
 994         for (i = 0; i < 4; i++) {
 995             q->matrix_coeff_index_prev[js_pair][i] = 3;
 996             q->matrix_coeff_index_now[js_pair][i]  = 3;
 997             q->matrix_coeff_index_next[js_pair][i] = 3;
 998         }
 999     }
1000
1001     ff_atrac_init_gain_compensation(&q->gainc_ctx, 4, 3);
1002     fdsp = avpriv_float_dsp_alloc(avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_BITEXACT);
1003     if (!fdsp)
1004         return AVERROR(ENOMEM);
1005     q->vector_fmul = fdsp->vector_fmul;
1006     av_free(fdsp);
1007
1008     q->units = av_mallocz_array(avctx->channels, sizeof(*q->units));
1009     if (!q->units)
1010         return AVERROR(ENOMEM);
1011
1012     return 0;
1013 }
1014
1015 AVCodec ff_atrac3_decoder = {
1016     .name             = "atrac3",
1017     .long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATRAC3 (Adaptive TRansform Acoustic Coding 3)"),
1018     .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1019     .id               = AV_CODEC_ID_ATRAC3,
1020     .priv_data_size   = sizeof(ATRAC3Context),
1021     .init             = atrac3_decode_init,
1022     .close            = atrac3_decode_close,
1023     .decode           = atrac3_decode_frame,
1024     .capabilities     = AV_CODEC_CAP_SUBFRAMES | AV_CODEC_CAP_DR1,
1025     .sample_fmts      = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
1026                                                         AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1027     .caps_internal    = FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
1028 };
1029
1030 AVCodec ff_atrac3al_decoder = {
1031     .name             = "atrac3al",
1032     .long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATRAC3 AL (Adaptive TRansform Acoustic Coding 3 Advanced Lossless)"),
1033     .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1034     .id               = AV_CODEC_ID_ATRAC3AL,
1035     .priv_data_size   = sizeof(ATRAC3Context),
1036     .init             = atrac3_decode_init,
1037     .close            = atrac3_decode_close,
1038     .decode           = atrac3al_decode_frame,
1039     .capabilities     = AV_CODEC_CAP_SUBFRAMES | AV_CODEC_CAP_DR1,
1040     .sample_fmts      = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
1041                                                         AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1042     .caps_internal    = FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
1043 };