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

   1 /*
   2  * AAC decoder
   3  * Copyright (c) 2005-2006 Oded Shimon ( ods15 ods15 dyndns org )
   4  * Copyright (c) 2006-2007 Maxim Gavrilov ( maxim.gavrilov gmail com )
   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 aac.c
  25  * AAC decoder
  26  * @author Oded Shimon  ( ods15 ods15 dyndns org )
  27  * @author Maxim Gavrilov ( maxim.gavrilov gmail com )
  28  */
  29
  30 /*
  31  * supported tools
  32  *
  33  * Support?             Name
  34  * N (code in SoC repo) gain control
  35  * Y                    block switching
  36  * Y                    window shapes - standard
  37  * N                    window shapes - Low Delay
  38  * Y                    filterbank - standard
  39  * N (code in SoC repo) filterbank - Scalable Sample Rate
  40  * Y                    Temporal Noise Shaping
  41  * N (code in SoC repo) Long Term Prediction
  42  * Y                    intensity stereo
  43  * Y                    channel coupling
  44  * N                    frequency domain prediction
  45  * Y                    Perceptual Noise Substitution
  46  * Y                    Mid/Side stereo
  47  * N                    Scalable Inverse AAC Quantization
  48  * N                    Frequency Selective Switch
  49  * N                    upsampling filter
  50  * Y                    quantization & coding - AAC
  51  * N                    quantization & coding - TwinVQ
  52  * N                    quantization & coding - BSAC
  53  * N                    AAC Error Resilience tools
  54  * N                    Error Resilience payload syntax
  55  * N                    Error Protection tool
  56  * N                    CELP
  57  * N                    Silence Compression
  58  * N                    HVXC
  59  * N                    HVXC 4kbits/s VR
  60  * N                    Structured Audio tools
  61  * N                    Structured Audio Sample Bank Format
  62  * N                    MIDI
  63  * N                    Harmonic and Individual Lines plus Noise
  64  * N                    Text-To-Speech Interface
  65  * N (in progress)      Spectral Band Replication
  66  * Y (not in this code) Layer-1
  67  * Y (not in this code) Layer-2
  68  * Y (not in this code) Layer-3
  69  * N                    SinuSoidal Coding (Transient, Sinusoid, Noise)
  70  * N (planned)          Parametric Stereo
  71  * N                    Direct Stream Transfer
  72  *
  73  * Note: - HE AAC v1 comprises LC AAC with Spectral Band Replication.
  74  *       - HE AAC v2 comprises LC AAC with Spectral Band Replication and
  75            Parametric Stereo.
  76  */
  77
  78
  79 #include "avcodec.h"
  80 #include "bitstream.h"
  81 #include "dsputil.h"
  82 #include "lpc.h"
  83
  84 #include "aac.h"
  85 #include "aactab.h"
  86 #include "aacdectab.h"
  87 #include "mpeg4audio.h"
  88
  89 #include <assert.h>
  90 #include <errno.h>
  91 #include <math.h>
  92 #include <string.h>
  93
  94 static VLC vlc_scalefactors;
  95 static VLC vlc_spectral[11];
  96
  97
  98 /**
  99  * Configure output channel order based on the current program configuration element.
 100  *
 101  * @param   che_pos current channel position configuration
 102  * @param   new_che_pos New channel position configuration - we only do something if it differs from the current one.
 103  *
 104  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
 105  */
 106 static int output_configure(AACContext *ac, enum ChannelPosition che_pos[4][MAX_ELEM_ID],
 107         enum ChannelPosition new_che_pos[4][MAX_ELEM_ID]) {
 108     AVCodecContext *avctx = ac->avccontext;
 109     int i, type, channels = 0;
 110
 111     if(!memcmp(che_pos, new_che_pos, 4 * MAX_ELEM_ID * sizeof(new_che_pos[0][0])))
 112         return 0; /* no change */
 113
 114     memcpy(che_pos, new_che_pos, 4 * MAX_ELEM_ID * sizeof(new_che_pos[0][0]));
 115
 116     /* Allocate or free elements depending on if they are in the
 117      * current program configuration.
 118      *
 119      * Set up default 1:1 output mapping.
 120      *
 121      * For a 5.1 stream the output order will be:
 122      *    [ Center ] [ Front Left ] [ Front Right ] [ LFE ] [ Surround Left ] [ Surround Right ]
 123      */
 124
 125     for(i = 0; i < MAX_ELEM_ID; i++) {
 126         for(type = 0; type < 4; type++) {
 127             if(che_pos[type][i]) {
 128                 if(!ac->che[type][i] && !(ac->che[type][i] = av_mallocz(sizeof(ChannelElement))))
 129                     return AVERROR(ENOMEM);
 130                 if(type != TYPE_CCE) {
 131                     ac->output_data[channels++] = ac->che[type][i]->ch[0].ret;
 132                     if(type == TYPE_CPE) {
 133                         ac->output_data[channels++] = ac->che[type][i]->ch[1].ret;
 134                     }
 135                 }
 136             } else
 137                 av_freep(&ac->che[type][i]);
 138         }
 139     }
 140
 141     avctx->channels = channels;
 142     return 0;
 143 }
 144
 145 /**
 146  * Decode an array of 4 bit element IDs, optionally interleaved with a stereo/mono switching bit.
 147  *
 148  * @param cpe_map Stereo (Channel Pair Element) map, NULL if stereo bit is not present.
 149  * @param sce_map mono (Single Channel Element) map
 150  * @param type speaker type/position for these channels
 151  */
 152 static void decode_channel_map(enum ChannelPosition *cpe_map,
 153         enum ChannelPosition *sce_map, enum ChannelPosition type, GetBitContext * gb, int n) {
 154     while(n--) {
 155         enum ChannelPosition *map = cpe_map && get_bits1(gb) ? cpe_map : sce_map; // stereo or mono map
 156         map[get_bits(gb, 4)] = type;
 157     }
 158 }
 159
 160 /**
 161  * Decode program configuration element; reference: table 4.2.
 162  *
 163  * @param   new_che_pos New channel position configuration - we only do something if it differs from the current one.
 164  *
 165  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
 166  */
 167 static int decode_pce(AACContext * ac, enum ChannelPosition new_che_pos[4][MAX_ELEM_ID],
 168         GetBitContext * gb) {
 169     int num_front, num_side, num_back, num_lfe, num_assoc_data, num_cc;
 170
 171     skip_bits(gb, 2);  // object_type
 172
 173     ac->m4ac.sampling_index = get_bits(gb, 4);
 174     if(ac->m4ac.sampling_index > 11) {
 175         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "invalid sampling rate index %d\n", ac->m4ac.sampling_index);
 176         return -1;
 177     }
 178     ac->m4ac.sample_rate = ff_mpeg4audio_sample_rates[ac->m4ac.sampling_index];
 179     num_front       = get_bits(gb, 4);
 180     num_side        = get_bits(gb, 4);
 181     num_back        = get_bits(gb, 4);
 182     num_lfe         = get_bits(gb, 2);
 183     num_assoc_data  = get_bits(gb, 3);
 184     num_cc          = get_bits(gb, 4);
 185
 186     if (get_bits1(gb))
 187         skip_bits(gb, 4); // mono_mixdown_tag
 188     if (get_bits1(gb))
 189         skip_bits(gb, 4); // stereo_mixdown_tag
 190
 191     if (get_bits1(gb))
 192         skip_bits(gb, 3); // mixdown_coeff_index and pseudo_surround
 193
 194     decode_channel_map(new_che_pos[TYPE_CPE], new_che_pos[TYPE_SCE], AAC_CHANNEL_FRONT, gb, num_front);
 195     decode_channel_map(new_che_pos[TYPE_CPE], new_che_pos[TYPE_SCE], AAC_CHANNEL_SIDE,  gb, num_side );
 196     decode_channel_map(new_che_pos[TYPE_CPE], new_che_pos[TYPE_SCE], AAC_CHANNEL_BACK,  gb, num_back );
 197     decode_channel_map(NULL,                  new_che_pos[TYPE_LFE], AAC_CHANNEL_LFE,   gb, num_lfe  );
 198
 199     skip_bits_long(gb, 4 * num_assoc_data);
 200
 201     decode_channel_map(new_che_pos[TYPE_CCE], new_che_pos[TYPE_CCE], AAC_CHANNEL_CC,    gb, num_cc   );
 202
 203     align_get_bits(gb);
 204
 205     /* comment field, first byte is length */
 206     skip_bits_long(gb, 8 * get_bits(gb, 8));
 207     return 0;
 208 }
 209
 210 /**
 211  * Set up channel positions based on a default channel configuration
 212  * as specified in table 1.17.
 213  *
 214  * @param   new_che_pos New channel position configuration - we only do something if it differs from the current one.
 215  *
 216  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
 217  */
 218 static int set_default_channel_config(AACContext *ac, enum ChannelPosition new_che_pos[4][MAX_ELEM_ID],
 219         int channel_config)
 220 {
 221     if(channel_config < 1 || channel_config > 7) {
 222         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "invalid default channel configuration (%d)\n",
 223                channel_config);
 224         return -1;
 225     }
 226
 227     /* default channel configurations:
 228      *
 229      * 1ch : front center (mono)
 230      * 2ch : L + R (stereo)
 231      * 3ch : front center + L + R
 232      * 4ch : front center + L + R + back center
 233      * 5ch : front center + L + R + back stereo
 234      * 6ch : front center + L + R + back stereo + LFE
 235      * 7ch : front center + L + R + outer front left + outer front right + back stereo + LFE
 236      */
 237
 238     if(channel_config != 2)
 239         new_che_pos[TYPE_SCE][0] = AAC_CHANNEL_FRONT; // front center (or mono)
 240     if(channel_config > 1)
 241         new_che_pos[TYPE_CPE][0] = AAC_CHANNEL_FRONT; // L + R (or stereo)
 242     if(channel_config == 4)
 243         new_che_pos[TYPE_SCE][1] = AAC_CHANNEL_BACK;  // back center
 244     if(channel_config > 4)
 245         new_che_pos[TYPE_CPE][(channel_config == 7) + 1]
 246                                  = AAC_CHANNEL_BACK;  // back stereo
 247     if(channel_config > 5)
 248         new_che_pos[TYPE_LFE][0] = AAC_CHANNEL_LFE;   // LFE
 249     if(channel_config == 7)
 250         new_che_pos[TYPE_CPE][1] = AAC_CHANNEL_FRONT; // outer front left + outer front right
 251
 252     return 0;
 253 }
 254
 255 /**
 256  * Decode GA "General Audio" specific configuration; reference: table 4.1.
 257  *
 258  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
 259  */
 260 static int decode_ga_specific_config(AACContext * ac, GetBitContext * gb, int channel_config) {
 261     enum ChannelPosition new_che_pos[4][MAX_ELEM_ID];
 262     int extension_flag, ret;
 263
 264     if(get_bits1(gb)) {  // frameLengthFlag
 265         av_log_missing_feature(ac->avccontext, "960/120 MDCT window is", 1);
 266         return -1;
 267     }
 268
 269     if (get_bits1(gb))       // dependsOnCoreCoder
 270         skip_bits(gb, 14);   // coreCoderDelay
 271     extension_flag = get_bits1(gb);
 272
 273     if(ac->m4ac.object_type == AOT_AAC_SCALABLE ||
 274        ac->m4ac.object_type == AOT_ER_AAC_SCALABLE)
 275         skip_bits(gb, 3);     // layerNr
 276
 277     memset(new_che_pos, 0, 4 * MAX_ELEM_ID * sizeof(new_che_pos[0][0]));
 278     if (channel_config == 0) {
 279         skip_bits(gb, 4);  // element_instance_tag
 280         if((ret = decode_pce(ac, new_che_pos, gb)))
 281             return ret;
 282     } else {
 283         if((ret = set_default_channel_config(ac, new_che_pos, channel_config)))
 284             return ret;
 285     }
 286     if((ret = output_configure(ac, ac->che_pos, new_che_pos)))
 287         return ret;
 288
 289     if (extension_flag) {
 290         switch (ac->m4ac.object_type) {
 291             case AOT_ER_BSAC:
 292                 skip_bits(gb, 5);    // numOfSubFrame
 293                 skip_bits(gb, 11);   // layer_length
 294                 break;
 295             case AOT_ER_AAC_LC:
 296             case AOT_ER_AAC_LTP:
 297             case AOT_ER_AAC_SCALABLE:
 298             case AOT_ER_AAC_LD:
 299                 skip_bits(gb, 3);  /* aacSectionDataResilienceFlag
 300                                     * aacScalefactorDataResilienceFlag
 301                                     * aacSpectralDataResilienceFlag
 302                                     */
 303                 break;
 304         }
 305         skip_bits1(gb);    // extensionFlag3 (TBD in version 3)
 306     }
 307     return 0;
 308 }
 309
 310 /**
 311  * Decode audio specific configuration; reference: table 1.13.
 312  *
 313  * @param   data        pointer to AVCodecContext extradata
 314  * @param   data_size   size of AVCCodecContext extradata
 315  *
 316  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
 317  */
 318 static int decode_audio_specific_config(AACContext * ac, void *data, int data_size) {
 319     GetBitContext gb;
 320     int i;
 321
 322     init_get_bits(&gb, data, data_size * 8);
 323
 324     if((i = ff_mpeg4audio_get_config(&ac->m4ac, data, data_size)) < 0)
 325         return -1;
 326     if(ac->m4ac.sampling_index > 11) {
 327         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "invalid sampling rate index %d\n", ac->m4ac.sampling_index);
 328         return -1;
 329     }
 330
 331     skip_bits_long(&gb, i);
 332
 333     switch (ac->m4ac.object_type) {
 334     case AOT_AAC_LC:
 335         if (decode_ga_specific_config(ac, &gb, ac->m4ac.chan_config))
 336             return -1;
 337         break;
 338     default:
 339         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Audio object type %s%d is not supported.\n",
 340                ac->m4ac.sbr == 1? "SBR+" : "", ac->m4ac.object_type);
 341         return -1;
 342     }
 343     return 0;
 344 }
 345
 346 /**
 347  * linear congruential pseudorandom number generator
 348  *
 349  * @param   previous_val    pointer to the current state of the generator
 350  *
 351  * @return  Returns a 32-bit pseudorandom integer
 352  */
 353 static av_always_inline int lcg_random(int previous_val) {
 354     return previous_val * 1664525 + 1013904223;
 355 }
 356
 357 static av_cold int aac_decode_init(AVCodecContext * avccontext) {
 358     AACContext * ac = avccontext->priv_data;
 359     int i;
 360
 361     ac->avccontext = avccontext;
 362
 363     if (avccontext->extradata_size <= 0 ||
 364         decode_audio_specific_config(ac, avccontext->extradata, avccontext->extradata_size))
 365         return -1;
 366
 367     avccontext->sample_fmt  = SAMPLE_FMT_S16;
 368     avccontext->sample_rate = ac->m4ac.sample_rate;
 369     avccontext->frame_size  = 1024;
 370
 371     AAC_INIT_VLC_STATIC( 0, 144);
 372     AAC_INIT_VLC_STATIC( 1, 114);
 373     AAC_INIT_VLC_STATIC( 2, 188);
 374     AAC_INIT_VLC_STATIC( 3, 180);
 375     AAC_INIT_VLC_STATIC( 4, 172);
 376     AAC_INIT_VLC_STATIC( 5, 140);
 377     AAC_INIT_VLC_STATIC( 6, 168);
 378     AAC_INIT_VLC_STATIC( 7, 114);
 379     AAC_INIT_VLC_STATIC( 8, 262);
 380     AAC_INIT_VLC_STATIC( 9, 248);
 381     AAC_INIT_VLC_STATIC(10, 384);
 382
 383     dsputil_init(&ac->dsp, avccontext);
 384
 385     ac->random_state = 0x1f2e3d4c;
 386
 387     // -1024 - Compensate wrong IMDCT method.
 388     // 32768 - Required to scale values to the correct range for the bias method
 389     //         for float to int16 conversion.
 390
 391     if(ac->dsp.float_to_int16 == ff_float_to_int16_c) {
 392         ac->add_bias = 385.0f;
 393         ac->sf_scale = 1. / (-1024. * 32768.);
 394         ac->sf_offset = 0;
 395     } else {
 396         ac->add_bias = 0.0f;
 397         ac->sf_scale = 1. / -1024.;
 398         ac->sf_offset = 60;
 399     }
 400
 401 #ifndef CONFIG_HARDCODED_TABLES
 402     for (i = 0; i < 316; i++)
 403         ff_aac_pow2sf_tab[i] = pow(2, (i - 200)/4.);
 404 #endif /* CONFIG_HARDCODED_TABLES */
 405
 406     INIT_VLC_STATIC(&vlc_scalefactors, 7, sizeof(ff_aac_scalefactor_code)/sizeof(ff_aac_scalefactor_code[0]),
 407         ff_aac_scalefactor_bits, sizeof(ff_aac_scalefactor_bits[0]), sizeof(ff_aac_scalefactor_bits[0]),
 408         ff_aac_scalefactor_code, sizeof(ff_aac_scalefactor_code[0]), sizeof(ff_aac_scalefactor_code[0]),
 409         352);
 410
 411     ff_mdct_init(&ac->mdct, 11, 1);
 412     ff_mdct_init(&ac->mdct_small, 8, 1);
 413     // window initialization
 414     ff_kbd_window_init(ff_aac_kbd_long_1024, 4.0, 1024);
 415     ff_kbd_window_init(ff_aac_kbd_short_128, 6.0, 128);
 416     ff_sine_window_init(ff_sine_1024, 1024);
 417     ff_sine_window_init(ff_sine_128, 128);
 418
 419     return 0;
 420 }
 421
 422 /**
 423  * Skip data_stream_element; reference: table 4.10.
 424  */
 425 static void skip_data_stream_element(GetBitContext * gb) {
 426     int byte_align = get_bits1(gb);
 427     int count = get_bits(gb, 8);
 428     if (count == 255)
 429         count += get_bits(gb, 8);
 430     if (byte_align)
 431         align_get_bits(gb);
 432     skip_bits_long(gb, 8 * count);
 433 }
 434
 435 /**
 436  * Decode Individual Channel Stream info; reference: table 4.6.
 437  *
 438  * @param   common_window   Channels have independent [0], or shared [1], Individual Channel Stream information.
 439  */
 440 static int decode_ics_info(AACContext * ac, IndividualChannelStream * ics, GetBitContext * gb, int common_window) {
 441     if (get_bits1(gb)) {
 442         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Reserved bit set.\n");
 443         memset(ics, 0, sizeof(IndividualChannelStream));
 444         return -1;
 445     }
 446     ics->window_sequence[1] = ics->window_sequence[0];
 447     ics->window_sequence[0] = get_bits(gb, 2);
 448     ics->use_kb_window[1] = ics->use_kb_window[0];
 449     ics->use_kb_window[0] = get_bits1(gb);
 450     ics->num_window_groups = 1;
 451     ics->group_len[0] = 1;
 452     if (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
 453         int i;
 454         ics->max_sfb = get_bits(gb, 4);
 455         for (i = 0; i < 7; i++) {
 456             if (get_bits1(gb)) {
 457                 ics->group_len[ics->num_window_groups-1]++;
 458             } else {
 459                 ics->num_window_groups++;
 460                 ics->group_len[ics->num_window_groups-1] = 1;
 461             }
 462         }
 463         ics->num_windows   = 8;
 464         ics->swb_offset    =      swb_offset_128[ac->m4ac.sampling_index];
 465         ics->num_swb       =  ff_aac_num_swb_128[ac->m4ac.sampling_index];
 466         ics->tns_max_bands =   tns_max_bands_128[ac->m4ac.sampling_index];
 467     } else {
 468         ics->max_sfb       = get_bits(gb, 6);
 469         ics->num_windows   = 1;
 470         ics->swb_offset    =     swb_offset_1024[ac->m4ac.sampling_index];
 471         ics->num_swb       = ff_aac_num_swb_1024[ac->m4ac.sampling_index];
 472         ics->tns_max_bands =  tns_max_bands_1024[ac->m4ac.sampling_index];
 473         if (get_bits1(gb)) {
 474             av_log_missing_feature(ac->avccontext, "Predictor bit set but LTP is", 1);
 475             memset(ics, 0, sizeof(IndividualChannelStream));
 476             return -1;
 477         }
 478     }
 479
 480     if(ics->max_sfb > ics->num_swb) {
 481         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
 482             "Number of scalefactor bands in group (%d) exceeds limit (%d).\n",
 483             ics->max_sfb, ics->num_swb);
 484         memset(ics, 0, sizeof(IndividualChannelStream));
 485         return -1;
 486     }
 487
 488     return 0;
 489 }
 490
 491 /**
 492  * Decode band types (section_data payload); reference: table 4.46.
 493  *
 494  * @param   band_type           array of the used band type
 495  * @param   band_type_run_end   array of the last scalefactor band of a band type run
 496  *
 497  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
 498  */
 499 static int decode_band_types(AACContext * ac, enum BandType band_type[120],
 500         int band_type_run_end[120], GetBitContext * gb, IndividualChannelStream * ics) {
 501     int g, idx = 0;
 502     const int bits = (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) ? 3 : 5;
 503     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
 504         int k = 0;
 505         while (k < ics->max_sfb) {
 506             uint8_t sect_len = k;
 507             int sect_len_incr;
 508             int sect_band_type = get_bits(gb, 4);
 509             if (sect_band_type == 12) {
 510                 av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "invalid band type\n");
 511                 return -1;
 512             }
 513             while ((sect_len_incr = get_bits(gb, bits)) == (1 << bits)-1)
 514                 sect_len += sect_len_incr;
 515             sect_len += sect_len_incr;
 516             if (sect_len > ics->max_sfb) {
 517                 av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
 518                     "Number of bands (%d) exceeds limit (%d).\n",
 519                     sect_len, ics->max_sfb);
 520                 return -1;
 521             }
 522             for (; k < sect_len; k++) {
 523                 band_type        [idx]   = sect_band_type;
 524                 band_type_run_end[idx++] = sect_len;
 525             }
 526         }
 527     }
 528     return 0;
 529 }
 530
 531 /**
 532  * Decode scalefactors; reference: table 4.47.
 533  *
 534  * @param   global_gain         first scalefactor value as scalefactors are differentially coded
 535  * @param   band_type           array of the used band type
 536  * @param   band_type_run_end   array of the last scalefactor band of a band type run
 537  * @param   sf                  array of scalefactors or intensity stereo positions
 538  *
 539  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
 540  */
 541 static int decode_scalefactors(AACContext * ac, float sf[120], GetBitContext * gb,
 542         unsigned int global_gain, IndividualChannelStream * ics,
 543         enum BandType band_type[120], int band_type_run_end[120]) {
 544     const int sf_offset = ac->sf_offset + (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE ? 12 : 0);
 545     int g, i, idx = 0;
 546     int offset[3] = { global_gain, global_gain - 90, 100 };
 547     int noise_flag = 1;
 548     static const char *sf_str[3] = { "Global gain", "Noise gain", "Intensity stereo position" };
 549     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
 550         for (i = 0; i < ics->max_sfb;) {
 551             int run_end = band_type_run_end[idx];
 552             if (band_type[idx] == ZERO_BT) {
 553                 for(; i < run_end; i++, idx++)
 554                     sf[idx] = 0.;
 555             }else if((band_type[idx] == INTENSITY_BT) || (band_type[idx] == INTENSITY_BT2)) {
 556                 for(; i < run_end; i++, idx++) {
 557                     offset[2] += get_vlc2(gb, vlc_scalefactors.table, 7, 3) - 60;
 558                     if(offset[2] > 255U) {
 559                         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
 560                             "%s (%d) out of range.\n", sf_str[2], offset[2]);
 561                         return -1;
 562                     }
 563                     sf[idx]  = ff_aac_pow2sf_tab[-offset[2] + 300];
 564                 }
 565             }else if(band_type[idx] == NOISE_BT) {
 566                 for(; i < run_end; i++, idx++) {
 567                     if(noise_flag-- > 0)
 568                         offset[1] += get_bits(gb, 9) - 256;
 569                     else
 570                         offset[1] += get_vlc2(gb, vlc_scalefactors.table, 7, 3) - 60;
 571                     if(offset[1] > 255U) {
 572                         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
 573                             "%s (%d) out of range.\n", sf_str[1], offset[1]);
 574                         return -1;
 575                     }
 576                     sf[idx]  = -ff_aac_pow2sf_tab[ offset[1] + sf_offset];
 577                 }
 578             }else {
 579                 for(; i < run_end; i++, idx++) {
 580                     offset[0] += get_vlc2(gb, vlc_scalefactors.table, 7, 3) - 60;
 581                     if(offset[0] > 255U) {
 582                         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
 583                             "%s (%d) out of range.\n", sf_str[0], offset[0]);
 584                         return -1;
 585                     }
 586                     sf[idx] = -ff_aac_pow2sf_tab[ offset[0] + sf_offset];
 587                 }
 588             }
 589         }
 590     }
 591     return 0;
 592 }
 593
 594 /**
 595  * Decode pulse data; reference: table 4.7.
 596  */
 597 static void decode_pulses(Pulse * pulse, GetBitContext * gb, const uint16_t * swb_offset) {
 598     int i;
 599     pulse->num_pulse = get_bits(gb, 2) + 1;
 600     pulse->pos[0]    = swb_offset[get_bits(gb, 6)];
 601     pulse->pos[0]   += get_bits(gb, 5);
 602     pulse->amp[0]    = get_bits(gb, 4);
 603     for (i = 1; i < pulse->num_pulse; i++) {
 604         pulse->pos[i] = get_bits(gb, 5) + pulse->pos[i-1];
 605         pulse->amp[i] = get_bits(gb, 4);
 606     }
 607 }
 608
 609 /**
 610  * Decode Temporal Noise Shaping data; reference: table 4.48.
 611  *
 612  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
 613  */
 614 static int decode_tns(AACContext * ac, TemporalNoiseShaping * tns,
 615         GetBitContext * gb, const IndividualChannelStream * ics) {
 616     int w, filt, i, coef_len, coef_res, coef_compress;
 617     const int is8 = ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE;
 618     const int tns_max_order = is8 ? 7 : ac->m4ac.object_type == AOT_AAC_MAIN ? 20 : 12;
 619     for (w = 0; w < ics->num_windows; w++) {
 620         if ((tns->n_filt[w] = get_bits(gb, 2 - is8))) {
 621             coef_res = get_bits1(gb);
 622
 623             for (filt = 0; filt < tns->n_filt[w]; filt++) {
 624                 int tmp2_idx;
 625                 tns->length[w][filt] = get_bits(gb, 6 - 2*is8);
 626
 627                 if ((tns->order[w][filt] = get_bits(gb, 5 - 2*is8)) > tns_max_order) {
 628                     av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "TNS filter order %d is greater than maximum %d.",
 629                            tns->order[w][filt], tns_max_order);
 630                     tns->order[w][filt] = 0;
 631                     return -1;
 632                 }
 633                 if (tns->order[w][filt]) {
 634                     tns->direction[w][filt] = get_bits1(gb);
 635                     coef_compress = get_bits1(gb);
 636                     coef_len = coef_res + 3 - coef_compress;
 637                     tmp2_idx = 2*coef_compress + coef_res;
 638
 639                     for (i = 0; i < tns->order[w][filt]; i++)
 640                         tns->coef[w][filt][i] = tns_tmp2_map[tmp2_idx][get_bits(gb, coef_len)];
 641                 }
 642             }
 643         }
 644     }
 645     return 0;
 646 }
 647
 648 /**
 649  * Decode Mid/Side data; reference: table 4.54.
 650  *
 651  * @param   ms_present  Indicates mid/side stereo presence. [0] mask is all 0s;
 652  *                      [1] mask is decoded from bitstream; [2] mask is all 1s;
 653  *                      [3] reserved for scalable AAC
 654  */
 655 static void decode_mid_side_stereo(ChannelElement * cpe, GetBitContext * gb,
 656         int ms_present) {
 657     int idx;
 658     if (ms_present == 1) {
 659         for (idx = 0; idx < cpe->ch[0].ics.num_window_groups * cpe->ch[0].ics.max_sfb; idx++)
 660             cpe->ms_mask[idx] = get_bits1(gb);
 661     } else if (ms_present == 2) {
 662         memset(cpe->ms_mask, 1, cpe->ch[0].ics.num_window_groups * cpe->ch[0].ics.max_sfb * sizeof(cpe->ms_mask[0]));
 663     }
 664 }
 665
 666 /**
 667  * Decode spectral data; reference: table 4.50.
 668  * Dequantize and scale spectral data; reference: 4.6.3.3.
 669  *
 670  * @param   coef            array of dequantized, scaled spectral data
 671  * @param   sf              array of scalefactors or intensity stereo positions
 672  * @param   pulse_present   set if pulses are present
 673  * @param   pulse           pointer to pulse data struct
 674  * @param   band_type       array of the used band type
 675  *
 676  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
 677  */
 678 static int decode_spectrum_and_dequant(AACContext * ac, float coef[1024], GetBitContext * gb, float sf[120],
 679         int pulse_present, const Pulse * pulse, const IndividualChannelStream * ics, enum BandType band_type[120]) {
 680     int i, k, g, idx = 0;
 681     const int c = 1024/ics->num_windows;
 682     const uint16_t * offsets = ics->swb_offset;
 683     float *coef_base = coef;
 684
 685     for (g = 0; g < ics->num_windows; g++)
 686         memset(coef + g * 128 + offsets[ics->max_sfb], 0, sizeof(float)*(c - offsets[ics->max_sfb]));
 687
 688     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
 689         for (i = 0; i < ics->max_sfb; i++, idx++) {
 690             const int cur_band_type = band_type[idx];
 691             const int dim = cur_band_type >= FIRST_PAIR_BT ? 2 : 4;
 692             const int is_cb_unsigned = IS_CODEBOOK_UNSIGNED(cur_band_type);
 693             int group;
 694             if (cur_band_type == ZERO_BT) {
 695                 for (group = 0; group < ics->group_len[g]; group++) {
 696                     memset(coef + group * 128 + offsets[i], 0, (offsets[i+1] - offsets[i])*sizeof(float));
 697                 }
 698             }else if (cur_band_type == NOISE_BT) {
 699                 const float scale = sf[idx] / ((offsets[i+1] - offsets[i]) * PNS_MEAN_ENERGY);
 700                 for (group = 0; group < ics->group_len[g]; group++) {
 701                     for (k = offsets[i]; k < offsets[i+1]; k++) {
 702                         ac->random_state  = lcg_random(ac->random_state);
 703                         coef[group*128+k] = ac->random_state * scale;
 704                     }
 705                 }
 706             }else if (cur_band_type != INTENSITY_BT2 && cur_band_type != INTENSITY_BT) {
 707                 for (group = 0; group < ics->group_len[g]; group++) {
 708                     for (k = offsets[i]; k < offsets[i+1]; k += dim) {
 709                         const int index = get_vlc2(gb, vlc_spectral[cur_band_type - 1].table, 6, 3);
 710                         const int coef_tmp_idx = (group << 7) + k;
 711                         const float *vq_ptr;
 712                         int j;
 713                         if(index >= ff_aac_spectral_sizes[cur_band_type - 1]) {
 714                             av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
 715                                 "Read beyond end of ff_aac_codebook_vectors[%d][]. index %d >= %d\n",
 716                                 cur_band_type - 1, index, ff_aac_spectral_sizes[cur_band_type - 1]);
 717                             return -1;
 718                         }
 719                         vq_ptr = &ff_aac_codebook_vectors[cur_band_type - 1][index * dim];
 720                         if (is_cb_unsigned) {
 721                             for (j = 0; j < dim; j++)
 722                                 if (vq_ptr[j])
 723                                     coef[coef_tmp_idx + j] = 1 - 2*(int)get_bits1(gb);
 724                         }else {
 725                             for (j = 0; j < dim; j++)
 726                                 coef[coef_tmp_idx + j] = 1.0f;
 727                         }
 728                         if (cur_band_type == ESC_BT) {
 729                             for (j = 0; j < 2; j++) {
 730                                 if (vq_ptr[j] == 64.0f) {
 731                                     int n = 4;
 732                                     /* The total length of escape_sequence must be < 22 bits according
 733                                        to the specification (i.e. max is 11111111110xxxxxxxxxx). */
 734                                     while (get_bits1(gb) && n < 15) n++;
 735                                     if(n == 15) {
 736                                         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "error in spectral data, ESC overflow\n");
 737                                         return -1;
 738                                     }
 739                                     n = (1<<n) + get_bits(gb, n);
 740                                     coef[coef_tmp_idx + j] *= cbrtf(fabsf(n)) * n;
 741                                 }else
 742                                     coef[coef_tmp_idx + j] *= vq_ptr[j];
 743                             }
 744                         }else
 745                             for (j = 0; j < dim; j++)
 746                                 coef[coef_tmp_idx + j] *= vq_ptr[j];
 747                         for (j = 0; j < dim; j++)
 748                             coef[coef_tmp_idx + j] *= sf[idx];
 749                     }
 750                 }
 751             }
 752         }
 753         coef += ics->group_len[g]<<7;
 754     }
 755
 756     if (pulse_present) {
 757         for(i = 0; i < pulse->num_pulse; i++){
 758             float co  = coef_base[ pulse->pos[i] ];
 759             float ico = -pulse->amp[i];
 760             if (co)
 761                 ico = co / sqrtf(sqrtf(fabsf(co))) + (co > 0 ? -ico : ico);
 762             coef_base[ pulse->pos[i] ] = cbrtf(fabsf(ico)) * ico;
 763         }
 764     }
 765     return 0;
 766 }
 767
 768 /**
 769  * Decode an individual_channel_stream payload; reference: table 4.44.
 770  *
 771  * @param   common_window   Channels have independent [0], or shared [1], Individual Channel Stream information.
 772  * @param   scale_flag      scalable [1] or non-scalable [0] AAC (Unused until scalable AAC is implemented.)
 773  *
 774  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
 775  */
 776 static int decode_ics(AACContext * ac, SingleChannelElement * sce, GetBitContext * gb, int common_window, int scale_flag) {
 777     Pulse pulse;
 778     TemporalNoiseShaping * tns = &sce->tns;
 779     IndividualChannelStream * ics = &sce->ics;
 780     float * out = sce->coeffs;
 781     int global_gain, pulse_present = 0;
 782
 783     /* This assignment is to silence a GCC warning about the variable being used
 784      * uninitialized when in fact it always is.
 785      */
 786     pulse.num_pulse = 0;
 787
 788     global_gain = get_bits(gb, 8);
 789
 790     if (!common_window && !scale_flag) {
 791         if (decode_ics_info(ac, ics, gb, 0) < 0)
 792             return -1;
 793     }
 794
 795     if (decode_band_types(ac, sce->band_type, sce->band_type_run_end, gb, ics) < 0)
 796         return -1;
 797     if (decode_scalefactors(ac, sce->sf, gb, global_gain, ics, sce->band_type, sce->band_type_run_end) < 0)
 798         return -1;
 799
 800     pulse_present = 0;
 801     if (!scale_flag) {
 802         if ((pulse_present = get_bits1(gb))) {
 803             if (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
 804                 av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Pulse tool not allowed in eight short sequence.\n");
 805                 return -1;
 806             }
 807             decode_pulses(&pulse, gb, ics->swb_offset);
 808         }
 809         if ((tns->present = get_bits1(gb)) && decode_tns(ac, tns, gb, ics))
 810             return -1;
 811         if (get_bits1(gb)) {
 812             av_log_missing_feature(ac->avccontext, "SSR", 1);
 813             return -1;
 814         }
 815     }
 816
 817     if (decode_spectrum_and_dequant(ac, out, gb, sce->sf, pulse_present, &pulse, ics, sce->band_type) < 0)
 818         return -1;
 819     return 0;
 820 }
 821
 822 /**
 823  * Mid/Side stereo decoding; reference: 4.6.8.1.3.
 824  */
 825 static void apply_mid_side_stereo(ChannelElement * cpe) {
 826     const IndividualChannelStream * ics = &cpe->ch[0].ics;
 827     float *ch0 = cpe->ch[0].coeffs;
 828     float *ch1 = cpe->ch[1].coeffs;
 829     int g, i, k, group, idx = 0;
 830     const uint16_t * offsets = ics->swb_offset;
 831     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
 832         for (i = 0; i < ics->max_sfb; i++, idx++) {
 833             if (cpe->ms_mask[idx] &&
 834                 cpe->ch[0].band_type[idx] < NOISE_BT && cpe->ch[1].band_type[idx] < NOISE_BT) {
 835                 for (group = 0; group < ics->group_len[g]; group++) {
 836                     for (k = offsets[i]; k < offsets[i+1]; k++) {
 837                         float tmp = ch0[group*128 + k] - ch1[group*128 + k];
 838                         ch0[group*128 + k] += ch1[group*128 + k];
 839                         ch1[group*128 + k] = tmp;
 840                     }
 841                 }
 842             }
 843         }
 844         ch0 += ics->group_len[g]*128;
 845         ch1 += ics->group_len[g]*128;
 846     }
 847 }
 848
 849 /**
 850  * intensity stereo decoding; reference: 4.6.8.2.3
 851  *
 852  * @param   ms_present  Indicates mid/side stereo presence. [0] mask is all 0s;
 853  *                      [1] mask is decoded from bitstream; [2] mask is all 1s;
 854  *                      [3] reserved for scalable AAC
 855  */
 856 static void apply_intensity_stereo(ChannelElement * cpe, int ms_present) {
 857     const IndividualChannelStream * ics = &cpe->ch[1].ics;
 858     SingleChannelElement * sce1 = &cpe->ch[1];
 859     float *coef0 = cpe->ch[0].coeffs, *coef1 = cpe->ch[1].coeffs;
 860     const uint16_t * offsets = ics->swb_offset;
 861     int g, group, i, k, idx = 0;
 862     int c;
 863     float scale;
 864     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
 865         for (i = 0; i < ics->max_sfb;) {
 866             if (sce1->band_type[idx] == INTENSITY_BT || sce1->band_type[idx] == INTENSITY_BT2) {
 867                 const int bt_run_end = sce1->band_type_run_end[idx];
 868                 for (; i < bt_run_end; i++, idx++) {
 869                     c = -1 + 2 * (sce1->band_type[idx] - 14);
 870                     if (ms_present)
 871                         c *= 1 - 2 * cpe->ms_mask[idx];
 872                     scale = c * sce1->sf[idx];
 873                     for (group = 0; group < ics->group_len[g]; group++)
 874                         for (k = offsets[i]; k < offsets[i+1]; k++)
 875                             coef1[group*128 + k] = scale * coef0[group*128 + k];
 876                 }
 877             } else {
 878                 int bt_run_end = sce1->band_type_run_end[idx];
 879                 idx += bt_run_end - i;
 880                 i    = bt_run_end;
 881             }
 882         }
 883         coef0 += ics->group_len[g]*128;
 884         coef1 += ics->group_len[g]*128;
 885     }
 886 }
 887
 888 /**
 889  * Decode a channel_pair_element; reference: table 4.4.
 890  *
 891  * @param   elem_id Identifies the instance of a syntax element.
 892  *
 893  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
 894  */
 895 static int decode_cpe(AACContext * ac, GetBitContext * gb, int elem_id) {
 896     int i, ret, common_window, ms_present = 0;
 897     ChannelElement * cpe;
 898
 899     cpe = ac->che[TYPE_CPE][elem_id];
 900     common_window = get_bits1(gb);
 901     if (common_window) {
 902         if (decode_ics_info(ac, &cpe->ch[0].ics, gb, 1))
 903             return -1;
 904         i = cpe->ch[1].ics.use_kb_window[0];
 905         cpe->ch[1].ics = cpe->ch[0].ics;
 906         cpe->ch[1].ics.use_kb_window[1] = i;
 907         ms_present = get_bits(gb, 2);
 908         if(ms_present == 3) {
 909             av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "ms_present = 3 is reserved.\n");
 910             return -1;
 911         } else if(ms_present)
 912             decode_mid_side_stereo(cpe, gb, ms_present);
 913     }
 914     if ((ret = decode_ics(ac, &cpe->ch[0], gb, common_window, 0)))
 915         return ret;
 916     if ((ret = decode_ics(ac, &cpe->ch[1], gb, common_window, 0)))
 917         return ret;
 918
 919     if (common_window && ms_present)
 920         apply_mid_side_stereo(cpe);
 921
 922     apply_intensity_stereo(cpe, ms_present);
 923     return 0;
 924 }
 925
 926 /**
 927  * Decode coupling_channel_element; reference: table 4.8.
 928  *
 929  * @param   elem_id Identifies the instance of a syntax element.
 930  *
 931  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
 932  */
 933 static int decode_cce(AACContext * ac, GetBitContext * gb, ChannelElement * che) {
 934     int num_gain = 0;
 935     int c, g, sfb, ret, idx = 0;
 936     int sign;
 937     float scale;
 938     SingleChannelElement * sce = &che->ch[0];
 939     ChannelCoupling * coup     = &che->coup;
 940
 941     coup->coupling_point = 2*get_bits1(gb);
 942     coup->num_coupled = get_bits(gb, 3);
 943     for (c = 0; c <= coup->num_coupled; c++) {
 944         num_gain++;
 945         coup->type[c] = get_bits1(gb) ? TYPE_CPE : TYPE_SCE;
 946         coup->id_select[c] = get_bits(gb, 4);
 947         if (coup->type[c] == TYPE_CPE) {
 948             coup->ch_select[c] = get_bits(gb, 2);
 949             if (coup->ch_select[c] == 3)
 950                 num_gain++;
 951         } else
 952             coup->ch_select[c] = 1;
 953     }
 954     coup->coupling_point += get_bits1(gb);
 955
 956     if (coup->coupling_point == 2) {
 957         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
 958             "Independently switched CCE with 'invalid' domain signalled.\n");
 959         memset(coup, 0, sizeof(ChannelCoupling));
 960         return -1;
 961     }
 962
 963     sign = get_bits(gb, 1);
 964     scale = pow(2., pow(2., get_bits(gb, 2) - 3));
 965
 966     if ((ret = decode_ics(ac, sce, gb, 0, 0)))
 967         return ret;
 968
 969     for (c = 0; c < num_gain; c++) {
 970         int cge = 1;
 971         int gain = 0;
 972         float gain_cache = 1.;
 973         if (c) {
 974             cge = coup->coupling_point == AFTER_IMDCT ? 1 : get_bits1(gb);
 975             gain = cge ? get_vlc2(gb, vlc_scalefactors.table, 7, 3) - 60: 0;
 976             gain_cache = pow(scale, gain);
 977         }
 978         for (g = 0; g < sce->ics.num_window_groups; g++)
 979             for (sfb = 0; sfb < sce->ics.max_sfb; sfb++, idx++)
 980                 if (sce->band_type[idx] != ZERO_BT) {
 981                     if (!cge) {
 982                         int t = get_vlc2(gb, vlc_scalefactors.table, 7, 3) - 60;
 983                         if (t) {
 984                             int s = 1;
 985                             if (sign) {
 986                                 s  -= 2 * (t & 0x1);
 987                                 t >>= 1;
 988                             }
 989                             gain += t;
 990                             gain_cache = pow(scale, gain) * s;
 991                         }
 992                     }
 993                     coup->gain[c][idx] = gain_cache;
 994                 }
 995     }
 996     return 0;
 997 }
 998
 999 /**
1000  * Decode Spectral Band Replication extension data; reference: table 4.55.
1001  *
1002  * @param   crc flag indicating the presence of CRC checksum
1003  * @param   cnt length of TYPE_FIL syntactic element in bytes
1004  *
1005  * @return  Returns number of bytes consumed from the TYPE_FIL element.
1006  */
1007 static int decode_sbr_extension(AACContext * ac, GetBitContext * gb, int crc, int cnt) {
1008     // TODO : sbr_extension implementation
1009     av_log_missing_feature(ac->avccontext, "SBR", 0);
1010     skip_bits_long(gb, 8*cnt - 4); // -4 due to reading extension type
1011     return cnt;
1012 }
1013
1014 /**
1015  * Parse whether channels are to be excluded from Dynamic Range Compression; reference: table 4.53.
1016  *
1017  * @return  Returns number of bytes consumed.
1018  */
1019 static int decode_drc_channel_exclusions(DynamicRangeControl *che_drc, GetBitContext * gb) {
1020     int i;
1021     int num_excl_chan = 0;
1022
1023     do {
1024         for (i = 0; i < 7; i++)
1025             che_drc->exclude_mask[num_excl_chan++] = get_bits1(gb);
1026     } while (num_excl_chan < MAX_CHANNELS - 7 && get_bits1(gb));
1027
1028     return num_excl_chan / 7;
1029 }
1030
1031 /**
1032  * Decode dynamic range information; reference: table 4.52.
1033  *
1034  * @param   cnt length of TYPE_FIL syntactic element in bytes
1035  *
1036  * @return  Returns number of bytes consumed.
1037  */
1038 static int decode_dynamic_range(DynamicRangeControl *che_drc, GetBitContext * gb, int cnt) {
1039     int n = 1;
1040     int drc_num_bands = 1;
1041     int i;
1042
1043     /* pce_tag_present? */
1044     if(get_bits1(gb)) {
1045         che_drc->pce_instance_tag  = get_bits(gb, 4);
1046         skip_bits(gb, 4); // tag_reserved_bits
1047         n++;
1048     }
1049
1050     /* excluded_chns_present? */
1051     if(get_bits1(gb)) {
1052         n += decode_drc_channel_exclusions(che_drc, gb);
1053     }
1054
1055     /* drc_bands_present? */
1056     if (get_bits1(gb)) {
1057         che_drc->band_incr            = get_bits(gb, 4);
1058         che_drc->interpolation_scheme = get_bits(gb, 4);
1059         n++;
1060         drc_num_bands += che_drc->band_incr;
1061         for (i = 0; i < drc_num_bands; i++) {
1062             che_drc->band_top[i] = get_bits(gb, 8);
1063             n++;
1064         }
1065     }
1066
1067     /* prog_ref_level_present? */
1068     if (get_bits1(gb)) {
1069         che_drc->prog_ref_level = get_bits(gb, 7);
1070         skip_bits1(gb); // prog_ref_level_reserved_bits
1071         n++;
1072     }
1073
1074     for (i = 0; i < drc_num_bands; i++) {
1075         che_drc->dyn_rng_sgn[i] = get_bits1(gb);
1076         che_drc->dyn_rng_ctl[i] = get_bits(gb, 7);
1077         n++;
1078     }
1079
1080     return n;
1081 }
1082
1083 /**
1084  * Decode extension data (incomplete); reference: table 4.51.
1085  *
1086  * @param   cnt length of TYPE_FIL syntactic element in bytes
1087  *
1088  * @return Returns number of bytes consumed
1089  */
1090 static int decode_extension_payload(AACContext * ac, GetBitContext * gb, int cnt) {
1091     int crc_flag = 0;
1092     int res = cnt;
1093     switch (get_bits(gb, 4)) { // extension type
1094         case EXT_SBR_DATA_CRC:
1095             crc_flag++;
1096         case EXT_SBR_DATA:
1097             res = decode_sbr_extension(ac, gb, crc_flag, cnt);
1098             break;
1099         case EXT_DYNAMIC_RANGE:
1100             res = decode_dynamic_range(&ac->che_drc, gb, cnt);
1101             break;
1102         case EXT_FILL:
1103         case EXT_FILL_DATA:
1104         case EXT_DATA_ELEMENT:
1105         default:
1106             skip_bits_long(gb, 8*cnt - 4);
1107             break;
1108     };
1109     return res;
1110 }
1111
1112 /**
1113  * Decode Temporal Noise Shaping filter coefficients and apply all-pole filters; reference: 4.6.9.3.
1114  *
1115  * @param   decode  1 if tool is used normally, 0 if tool is used in LTP.
1116  * @param   coef    spectral coefficients
1117  */
1118 static void apply_tns(float coef[1024], TemporalNoiseShaping * tns, IndividualChannelStream * ics, int decode) {
1119     const int mmm = FFMIN(ics->tns_max_bands,  ics->max_sfb);
1120     int w, filt, m, i;
1121     int bottom, top, order, start, end, size, inc;
1122     float lpc[TNS_MAX_ORDER];
1123
1124     for (w = 0; w < ics->num_windows; w++) {
1125         bottom = ics->num_swb;
1126         for (filt = 0; filt < tns->n_filt[w]; filt++) {
1127             top    = bottom;
1128             bottom = FFMAX(0, top - tns->length[w][filt]);
1129             order  = tns->order[w][filt];
1130             if (order == 0)
1131                 continue;
1132
1133             // tns_decode_coef
1134             compute_lpc_coefs(tns->coef[w][filt], order, lpc, 0, 0, 0);
1135
1136             start = ics->swb_offset[FFMIN(bottom, mmm)];
1137             end   = ics->swb_offset[FFMIN(   top, mmm)];
1138             if ((size = end - start) <= 0)
1139                 continue;
1140             if (tns->direction[w][filt]) {
1141                 inc = -1; start = end - 1;
1142             } else {
1143                 inc = 1;
1144             }
1145             start += w * 128;
1146
1147             // ar filter
1148             for (m = 0; m < size; m++, start += inc)
1149                 for (i = 1; i <= FFMIN(m, order); i++)
1150                     coef[start] -= coef[start - i*inc] * lpc[i-1];
1151         }
1152     }
1153 }
1154
1155 /**
1156  * Conduct IMDCT and windowing.
1157  */
1158 static void imdct_and_windowing(AACContext * ac, SingleChannelElement * sce) {
1159     IndividualChannelStream * ics = &sce->ics;
1160     float * in = sce->coeffs;
1161     float * out = sce->ret;
1162     float * saved = sce->saved;
1163     const float * swindow      = ics->use_kb_window[0] ? ff_aac_kbd_short_128 : ff_sine_128;
1164     const float * lwindow_prev = ics->use_kb_window[1] ? ff_aac_kbd_long_1024 : ff_sine_1024;
1165     const float * swindow_prev = ics->use_kb_window[1] ? ff_aac_kbd_short_128 : ff_sine_128;
1166     float * buf = ac->buf_mdct;
1167     DECLARE_ALIGNED(16, float, temp[128]);
1168     int i;
1169
1170     // imdct
1171     if (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
1172         if (ics->window_sequence[1] == ONLY_LONG_SEQUENCE || ics->window_sequence[1] == LONG_STOP_SEQUENCE)
1173             av_log(ac->avccontext, AV_LOG_WARNING,
1174                    "Transition from an ONLY_LONG or LONG_STOP to an EIGHT_SHORT sequence detected. "
1175                    "If you heard an audible artifact, please submit the sample to the FFmpeg developers.\n");
1176         for (i = 0; i < 1024; i += 128)
1177             ff_imdct_half(&ac->mdct_small, buf + i, in + i);
1178     } else
1179         ff_imdct_half(&ac->mdct, buf, in);
1180
1181     /* window overlapping
1182      * NOTE: To simplify the overlapping code, all 'meaningless' short to long
1183      * and long to short transitions are considered to be short to short
1184      * transitions. This leaves just two cases (long to long and short to short)
1185      * with a little special sauce for EIGHT_SHORT_SEQUENCE.
1186      */
1187     if ((ics->window_sequence[1] == ONLY_LONG_SEQUENCE || ics->window_sequence[1] == LONG_STOP_SEQUENCE) &&
1188         (ics->window_sequence[0] == ONLY_LONG_SEQUENCE || ics->window_sequence[0] == LONG_START_SEQUENCE)) {
1189         ac->dsp.vector_fmul_window(    out,               saved,            buf,         lwindow_prev, ac->add_bias, 512);
1190     } else {
1191         for (i = 0; i < 448; i++)
1192             out[i] = saved[i] + ac->add_bias;
1193
1194         if (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
1195             ac->dsp.vector_fmul_window(out + 448 + 0*128, saved + 448,      buf + 0*128, swindow_prev, ac->add_bias, 64);
1196             ac->dsp.vector_fmul_window(out + 448 + 1*128, buf + 0*128 + 64, buf + 1*128, swindow,      ac->add_bias, 64);
1197             ac->dsp.vector_fmul_window(out + 448 + 2*128, buf + 1*128 + 64, buf + 2*128, swindow,      ac->add_bias, 64);
1198             ac->dsp.vector_fmul_window(out + 448 + 3*128, buf + 2*128 + 64, buf + 3*128, swindow,      ac->add_bias, 64);
1199             ac->dsp.vector_fmul_window(temp,              buf + 3*128 + 64, buf + 4*128, swindow,      ac->add_bias, 64);
1200             memcpy(                    out + 448 + 4*128, temp, 64 * sizeof(float));
1201         } else {
1202             ac->dsp.vector_fmul_window(out + 448,         saved + 448,      buf,         swindow_prev, ac->add_bias, 64);
1203             for (i = 576; i < 1024; i++)
1204                 out[i] = buf[i-512] + ac->add_bias;
1205         }
1206     }
1207
1208     // buffer update
1209     if (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
1210         for (i = 0; i < 64; i++)
1211             saved[i] = temp[64 + i] - ac->add_bias;
1212         ac->dsp.vector_fmul_window(saved + 64,  buf + 4*128 + 64, buf + 5*128, swindow, 0, 64);
1213         ac->dsp.vector_fmul_window(saved + 192, buf + 5*128 + 64, buf + 6*128, swindow, 0, 64);
1214         ac->dsp.vector_fmul_window(saved + 320, buf + 6*128 + 64, buf + 7*128, swindow, 0, 64);
1215         memcpy(                    saved + 448, buf + 7*128 + 64,  64 * sizeof(float));
1216     } else if (ics->window_sequence[0] == LONG_START_SEQUENCE) {
1217         memcpy(                    saved,       buf + 512,        448 * sizeof(float));
1218         memcpy(                    saved + 448, buf + 7*128 + 64,  64 * sizeof(float));
1219     } else { // LONG_STOP or ONLY_LONG
1220         memcpy(                    saved,       buf + 512,        512 * sizeof(float));
1221     }
1222 }
1223
1224 /**
1225  * Apply dependent channel coupling (applied before IMDCT).
1226  *
1227  * @param   index   index into coupling gain array
1228  */
1229 static void apply_dependent_coupling(AACContext * ac, SingleChannelElement * sce, ChannelElement * cc, int index) {
1230     IndividualChannelStream * ics = &cc->ch[0].ics;
1231     const uint16_t * offsets = ics->swb_offset;
1232     float * dest = sce->coeffs;
1233     const float * src = cc->ch[0].coeffs;
1234     int g, i, group, k, idx = 0;
1235     if(ac->m4ac.object_type == AOT_AAC_LTP) {
1236         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
1237                "Dependent coupling is not supported together with LTP\n");
1238         return;
1239     }
1240     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
1241         for (i = 0; i < ics->max_sfb; i++, idx++) {
1242             if (cc->ch[0].band_type[idx] != ZERO_BT) {
1243                 for (group = 0; group < ics->group_len[g]; group++) {
1244                     for (k = offsets[i]; k < offsets[i+1]; k++) {
1245                         // XXX dsputil-ize
1246                         dest[group*128+k] += cc->coup.gain[index][idx] * src[group*128+k];
1247                     }
1248                 }
1249             }
1250         }
1251         dest += ics->group_len[g]*128;
1252         src  += ics->group_len[g]*128;
1253     }
1254 }
1255
1256 /**
1257  * Apply independent channel coupling (applied after IMDCT).
1258  *
1259  * @param   index   index into coupling gain array
1260  */
1261 static void apply_independent_coupling(AACContext * ac, SingleChannelElement * sce, ChannelElement * cc, int index) {
1262     int i;
1263     for (i = 0; i < 1024; i++)
1264         sce->ret[i] += cc->coup.gain[index][0] * (cc->ch[0].ret[i] - ac->add_bias);
1265 }
1266
1267 /**
1268  * channel coupling transformation interface
1269  *
1270  * @param   index   index into coupling gain array
1271  * @param   apply_coupling_method   pointer to (in)dependent coupling function
1272  */
1273 static void apply_channel_coupling(AACContext * ac, ChannelElement * cc,
1274         void (*apply_coupling_method)(AACContext * ac, SingleChannelElement * sce, ChannelElement * cc, int index))
1275 {
1276     int c;
1277     int index = 0;
1278     ChannelCoupling * coup = &cc->coup;
1279     for (c = 0; c <= coup->num_coupled; c++) {
1280         if (ac->che[coup->type[c]][coup->id_select[c]]) {
1281             if (coup->ch_select[c] != 2) {
1282                 apply_coupling_method(ac, &ac->che[coup->type[c]][coup->id_select[c]]->ch[0], cc, index);
1283                 if (coup->ch_select[c] != 0)
1284                     index++;
1285             }
1286             if (coup->ch_select[c] != 1)
1287                 apply_coupling_method(ac, &ac->che[coup->type[c]][coup->id_select[c]]->ch[1], cc, index++);
1288         } else {
1289             av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
1290                    "coupling target %sE[%d] not available\n",
1291                    coup->type[c] == TYPE_CPE ? "CP" : "SC", coup->id_select[c]);
1292             break;
1293         }
1294     }
1295 }
1296
1297 /**
1298  * Convert spectral data to float samples, applying all supported tools as appropriate.
1299  */
1300 static void spectral_to_sample(AACContext * ac) {
1301     int i, type;
1302     for (i = 0; i < MAX_ELEM_ID; i++) {
1303         for(type = 0; type < 4; type++) {
1304             ChannelElement *che = ac->che[type][i];
1305             if(che) {
1306                 if(che->coup.coupling_point == BEFORE_TNS)
1307                     apply_channel_coupling(ac, che, apply_dependent_coupling);
1308                 if(che->ch[0].tns.present)
1309                     apply_tns(che->ch[0].coeffs, &che->ch[0].tns, &che->ch[0].ics, 1);
1310                 if(che->ch[1].tns.present)
1311                     apply_tns(che->ch[1].coeffs, &che->ch[1].tns, &che->ch[1].ics, 1);
1312                 if(che->coup.coupling_point == BETWEEN_TNS_AND_IMDCT)
1313                     apply_channel_coupling(ac, che, apply_dependent_coupling);
1314                 imdct_and_windowing(ac, &che->ch[0]);
1315                 if(type == TYPE_CPE)
1316                     imdct_and_windowing(ac, &che->ch[1]);
1317                 if(che->coup.coupling_point == AFTER_IMDCT)
1318                     apply_channel_coupling(ac, che, apply_independent_coupling);
1319             }
1320         }
1321     }
1322 }
1323
1324 static int aac_decode_frame(AVCodecContext * avccontext, void * data, int * data_size, const uint8_t * buf, int buf_size) {
1325     AACContext * ac = avccontext->priv_data;
1326     GetBitContext gb;
1327     enum RawDataBlockType elem_type;
1328     int err, elem_id, data_size_tmp;
1329
1330     init_get_bits(&gb, buf, buf_size*8);
1331
1332     // parse
1333     while ((elem_type = get_bits(&gb, 3)) != TYPE_END) {
1334         elem_id = get_bits(&gb, 4);
1335         err = -1;
1336
1337         if(elem_type == TYPE_SCE && elem_id == 1 &&
1338                 !ac->che[TYPE_SCE][elem_id] && ac->che[TYPE_LFE][0]) {
1339             /* Some streams incorrectly code 5.1 audio as SCE[0] CPE[0] CPE[1] SCE[1]
1340                instead of SCE[0] CPE[0] CPE[0] LFE[0]. If we seem to have
1341                encountered such a stream, transfer the LFE[0] element to SCE[1] */
1342             ac->che[TYPE_SCE][elem_id] = ac->che[TYPE_LFE][0];
1343             ac->che[TYPE_LFE][0] = NULL;
1344         }
1345         if(elem_type < TYPE_DSE) {
1346             if(!ac->che[elem_type][elem_id])
1347                 return -1;
1348             if(elem_type != TYPE_CCE)
1349                 ac->che[elem_type][elem_id]->coup.coupling_point = 4;
1350         }
1351
1352         switch (elem_type) {
1353
1354         case TYPE_SCE:
1355             err = decode_ics(ac, &ac->che[TYPE_SCE][elem_id]->ch[0], &gb, 0, 0);
1356             break;
1357
1358         case TYPE_CPE:
1359             err = decode_cpe(ac, &gb, elem_id);
1360             break;
1361
1362         case TYPE_CCE:
1363             err = decode_cce(ac, &gb, ac->che[TYPE_CCE][elem_id]);
1364             break;
1365
1366         case TYPE_LFE:
1367             err = decode_ics(ac, &ac->che[TYPE_LFE][elem_id]->ch[0], &gb, 0, 0);
1368             break;
1369
1370         case TYPE_DSE:
1371             skip_data_stream_element(&gb);
1372             err = 0;
1373             break;
1374
1375         case TYPE_PCE:
1376         {
1377             enum ChannelPosition new_che_pos[4][MAX_ELEM_ID];
1378             memset(new_che_pos, 0, 4 * MAX_ELEM_ID * sizeof(new_che_pos[0][0]));
1379             if((err = decode_pce(ac, new_che_pos, &gb)))
1380                 break;
1381             err = output_configure(ac, ac->che_pos, new_che_pos);
1382             break;
1383         }
1384
1385         case TYPE_FIL:
1386             if (elem_id == 15)
1387                 elem_id += get_bits(&gb, 8) - 1;
1388             while (elem_id > 0)
1389                 elem_id -= decode_extension_payload(ac, &gb, elem_id);
1390             err = 0; /* FIXME */
1391             break;
1392
1393         default:
1394             err = -1; /* should not happen, but keeps compiler happy */
1395             break;
1396         }
1397
1398         if(err)
1399             return err;
1400     }
1401
1402     spectral_to_sample(ac);
1403
1404     if (!ac->is_saved) {
1405         ac->is_saved = 1;
1406         *data_size = 0;
1407         return buf_size;
1408     }
1409
1410     data_size_tmp = 1024 * avccontext->channels * sizeof(int16_t);
1411     if(*data_size < data_size_tmp) {
1412         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR,
1413                "Output buffer too small (%d) or trying to output too many samples (%d) for this frame.\n",
1414                *data_size, data_size_tmp);
1415         return -1;
1416     }
1417     *data_size = data_size_tmp;
1418
1419     ac->dsp.float_to_int16_interleave(data, (const float **)ac->output_data, 1024, avccontext->channels);
1420
1421     return buf_size;
1422 }
1423
1424 static av_cold int aac_decode_close(AVCodecContext * avccontext) {
1425     AACContext * ac = avccontext->priv_data;
1426     int i, type;
1427
1428     for (i = 0; i < MAX_ELEM_ID; i++) {
1429         for(type = 0; type < 4; type++)
1430             av_freep(&ac->che[type][i]);
1431     }
1432
1433     ff_mdct_end(&ac->mdct);
1434     ff_mdct_end(&ac->mdct_small);
1435     return 0 ;
1436 }
1437
1438 AVCodec aac_decoder = {
1439     "aac",
1440     CODEC_TYPE_AUDIO,
1441     CODEC_ID_AAC,
1442     sizeof(AACContext),
1443     aac_decode_init,
1444     NULL,
1445     aac_decode_close,
1446     aac_decode_frame,
1447     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Advanced Audio Coding"),
1448     .sample_fmts = (enum SampleFormat[]){SAMPLE_FMT_S16,SAMPLE_FMT_NONE},
1449 };