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

   1 /*
   2  * AAC Spectral Band Replication decoding functions
   3  * Copyright (c) 2008-2009 Robert Swain ( rob opendot cl )
   4  * Copyright (c) 2009-2010 Alex Converse <alex.converse@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
  25  * AAC Spectral Band Replication decoding functions
  26  * @author Robert Swain ( rob opendot cl )
  27  */
  28
  29 #include "aac.h"
  30 #include "sbr.h"
  31 #include "aacsbr.h"
  32 #include "aacsbrdata.h"
  33 #include "fft.h"
  34 #include "aacps.h"
  35 #include "sbrdsp.h"
  36 #include "libavutil/internal.h"
  37 #include "libavutil/libm.h"
  38 #include "libavutil/avassert.h"
  39
  40 #include <stdint.h>
  41 #include <float.h>
  42 #include <math.h>
  43
  44 #define ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET 2
  45 #define NOISE_FLOOR_OFFSET 6.0f
  46
  47 #if ARCH_MIPS
  48 #include "mips/aacsbr_mips.h"
  49 #endif /* ARCH_MIPS */
  50
  51 /**
  52  * SBR VLC tables
  53  */
  54 enum {
  55     T_HUFFMAN_ENV_1_5DB,
  56     F_HUFFMAN_ENV_1_5DB,
  57     T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB,
  58     F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB,
  59     T_HUFFMAN_ENV_3_0DB,
  60     F_HUFFMAN_ENV_3_0DB,
  61     T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB,
  62     F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB,
  63     T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB,
  64     T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB,
  65 };
  66
  67 /**
  68  * bs_frame_class - frame class of current SBR frame (14496-3 sp04 p98)
  69  */
  70 enum {
  71     FIXFIX,
  72     FIXVAR,
  73     VARFIX,
  74     VARVAR,
  75 };
  76
  77 enum {
  78     EXTENSION_ID_PS = 2,
  79 };
  80
  81 static VLC vlc_sbr[10];
  82 static const int8_t vlc_sbr_lav[10] =
  83     { 60, 60, 24, 24, 31, 31, 12, 12, 31, 12 };
  84
  85 #define SBR_INIT_VLC_STATIC(num, size) \
  86     INIT_VLC_STATIC(&vlc_sbr[num], 9, sbr_tmp[num].table_size / sbr_tmp[num].elem_size,     \
  87                     sbr_tmp[num].sbr_bits ,                      1,                      1, \
  88                     sbr_tmp[num].sbr_codes, sbr_tmp[num].elem_size, sbr_tmp[num].elem_size, \
  89                     size)
  90
  91 #define SBR_VLC_ROW(name) \
  92     { name ## _codes, name ## _bits, sizeof(name ## _codes), sizeof(name ## _codes[0]) }
  93
  94 static void aacsbr_func_ptr_init(AACSBRContext *c);
  95
  96 av_cold void ff_aac_sbr_init(void)
  97 {
  98     int n;
  99     static const struct {
 100         const void *sbr_codes, *sbr_bits;
 101         const unsigned int table_size, elem_size;
 102     } sbr_tmp[] = {
 103         SBR_VLC_ROW(t_huffman_env_1_5dB),
 104         SBR_VLC_ROW(f_huffman_env_1_5dB),
 105         SBR_VLC_ROW(t_huffman_env_bal_1_5dB),
 106         SBR_VLC_ROW(f_huffman_env_bal_1_5dB),
 107         SBR_VLC_ROW(t_huffman_env_3_0dB),
 108         SBR_VLC_ROW(f_huffman_env_3_0dB),
 109         SBR_VLC_ROW(t_huffman_env_bal_3_0dB),
 110         SBR_VLC_ROW(f_huffman_env_bal_3_0dB),
 111         SBR_VLC_ROW(t_huffman_noise_3_0dB),
 112         SBR_VLC_ROW(t_huffman_noise_bal_3_0dB),
 113     };
 114
 115     // SBR VLC table initialization
 116     SBR_INIT_VLC_STATIC(0, 1098);
 117     SBR_INIT_VLC_STATIC(1, 1092);
 118     SBR_INIT_VLC_STATIC(2, 768);
 119     SBR_INIT_VLC_STATIC(3, 1026);
 120     SBR_INIT_VLC_STATIC(4, 1058);
 121     SBR_INIT_VLC_STATIC(5, 1052);
 122     SBR_INIT_VLC_STATIC(6, 544);
 123     SBR_INIT_VLC_STATIC(7, 544);
 124     SBR_INIT_VLC_STATIC(8, 592);
 125     SBR_INIT_VLC_STATIC(9, 512);
 126
 127     for (n = 1; n < 320; n++)
 128         sbr_qmf_window_us[320 + n] = sbr_qmf_window_us[320 - n];
 129     sbr_qmf_window_us[384] = -sbr_qmf_window_us[384];
 130     sbr_qmf_window_us[512] = -sbr_qmf_window_us[512];
 131
 132     for (n = 0; n < 320; n++)
 133         sbr_qmf_window_ds[n] = sbr_qmf_window_us[2*n];
 134
 135     ff_ps_init();
 136 }
 137
 138 /** Places SBR in pure upsampling mode. */
 139 static void sbr_turnoff(SpectralBandReplication *sbr) {
 140     sbr->start = 0;
 141     // Init defults used in pure upsampling mode
 142     sbr->kx[1] = 32; //Typo in spec, kx' inits to 32
 143     sbr->m[1] = 0;
 144     // Reset values for first SBR header
 145     sbr->data[0].e_a[1] = sbr->data[1].e_a[1] = -1;
 146     memset(&sbr->spectrum_params, -1, sizeof(SpectrumParameters));
 147 }
 148
 149 av_cold void ff_aac_sbr_ctx_init(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
 150 {
 151     if(sbr->mdct.mdct_bits)
 152         return;
 153     sbr->kx[0] = sbr->kx[1];
 154     sbr_turnoff(sbr);
 155     sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples_offset = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - (1280 - 128);
 156     sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples_offset = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - (1280 - 128);
 157     /* SBR requires samples to be scaled to +/-32768.0 to work correctly.
 158      * mdct scale factors are adjusted to scale up from +/-1.0 at analysis
 159      * and scale back down at synthesis. */
 160     ff_mdct_init(&sbr->mdct,     7, 1, 1.0 / (64 * 32768.0));
 161     ff_mdct_init(&sbr->mdct_ana, 7, 1, -2.0 * 32768.0);
 162     ff_ps_ctx_init(&sbr->ps);
 163     ff_sbrdsp_init(&sbr->dsp);
 164     aacsbr_func_ptr_init(&sbr->c);
 165 }
 166
 167 av_cold void ff_aac_sbr_ctx_close(SpectralBandReplication *sbr)
 168 {
 169     ff_mdct_end(&sbr->mdct);
 170     ff_mdct_end(&sbr->mdct_ana);
 171 }
 172
 173 static int qsort_comparison_function_int16(const void *a, const void *b)
 174 {
 175     return *(const int16_t *)a - *(const int16_t *)b;
 176 }
 177
 178 static inline int in_table_int16(const int16_t *table, int last_el, int16_t needle)
 179 {
 180     int i;
 181     for (i = 0; i <= last_el; i++)
 182         if (table[i] == needle)
 183             return 1;
 184     return 0;
 185 }
 186
 187 /// Limiter Frequency Band Table (14496-3 sp04 p198)
 188 static void sbr_make_f_tablelim(SpectralBandReplication *sbr)
 189 {
 190     int k;
 191     if (sbr->bs_limiter_bands > 0) {
 192         static const float bands_warped[3] = { 1.32715174233856803909f,   //2^(0.49/1.2)
 193                                                1.18509277094158210129f,   //2^(0.49/2)
 194                                                1.11987160404675912501f }; //2^(0.49/3)
 195         const float lim_bands_per_octave_warped = bands_warped[sbr->bs_limiter_bands - 1];
 196         int16_t patch_borders[7];
 197         uint16_t *in = sbr->f_tablelim + 1, *out = sbr->f_tablelim;
 198
 199         patch_borders[0] = sbr->kx[1];
 200         for (k = 1; k <= sbr->num_patches; k++)
 201             patch_borders[k] = patch_borders[k-1] + sbr->patch_num_subbands[k-1];
 202
 203         memcpy(sbr->f_tablelim, sbr->f_tablelow,
 204                (sbr->n[0] + 1) * sizeof(sbr->f_tablelow[0]));
 205         if (sbr->num_patches > 1)
 206             memcpy(sbr->f_tablelim + sbr->n[0] + 1, patch_borders + 1,
 207                    (sbr->num_patches - 1) * sizeof(patch_borders[0]));
 208
 209         qsort(sbr->f_tablelim, sbr->num_patches + sbr->n[0],
 210               sizeof(sbr->f_tablelim[0]),
 211               qsort_comparison_function_int16);
 212
 213         sbr->n_lim = sbr->n[0] + sbr->num_patches - 1;
 214         while (out < sbr->f_tablelim + sbr->n_lim) {
 215             if (*in >= *out * lim_bands_per_octave_warped) {
 216                 *++out = *in++;
 217             } else if (*in == *out ||
 218                 !in_table_int16(patch_borders, sbr->num_patches, *in)) {
 219                 in++;
 220                 sbr->n_lim--;
 221             } else if (!in_table_int16(patch_borders, sbr->num_patches, *out)) {
 222                 *out = *in++;
 223                 sbr->n_lim--;
 224             } else {
 225                 *++out = *in++;
 226             }
 227         }
 228     } else {
 229         sbr->f_tablelim[0] = sbr->f_tablelow[0];
 230         sbr->f_tablelim[1] = sbr->f_tablelow[sbr->n[0]];
 231         sbr->n_lim = 1;
 232     }
 233 }
 234
 235 static unsigned int read_sbr_header(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb)
 236 {
 237     unsigned int cnt = get_bits_count(gb);
 238     uint8_t bs_header_extra_1;
 239     uint8_t bs_header_extra_2;
 240     int old_bs_limiter_bands = sbr->bs_limiter_bands;
 241     SpectrumParameters old_spectrum_params;
 242
 243     sbr->start = 1;
 244
 245     // Save last spectrum parameters variables to compare to new ones
 246     memcpy(&old_spectrum_params, &sbr->spectrum_params, sizeof(SpectrumParameters));
 247
 248     sbr->bs_amp_res_header              = get_bits1(gb);
 249     sbr->spectrum_params.bs_start_freq  = get_bits(gb, 4);
 250     sbr->spectrum_params.bs_stop_freq   = get_bits(gb, 4);
 251     sbr->spectrum_params.bs_xover_band  = get_bits(gb, 3);
 252                                           skip_bits(gb, 2); // bs_reserved
 253
 254     bs_header_extra_1 = get_bits1(gb);
 255     bs_header_extra_2 = get_bits1(gb);
 256
 257     if (bs_header_extra_1) {
 258         sbr->spectrum_params.bs_freq_scale  = get_bits(gb, 2);
 259         sbr->spectrum_params.bs_alter_scale = get_bits1(gb);
 260         sbr->spectrum_params.bs_noise_bands = get_bits(gb, 2);
 261     } else {
 262         sbr->spectrum_params.bs_freq_scale  = 2;
 263         sbr->spectrum_params.bs_alter_scale = 1;
 264         sbr->spectrum_params.bs_noise_bands = 2;
 265     }
 266
 267     // Check if spectrum parameters changed
 268     if (memcmp(&old_spectrum_params, &sbr->spectrum_params, sizeof(SpectrumParameters)))
 269         sbr->reset = 1;
 270
 271     if (bs_header_extra_2) {
 272         sbr->bs_limiter_bands  = get_bits(gb, 2);
 273         sbr->bs_limiter_gains  = get_bits(gb, 2);
 274         sbr->bs_interpol_freq  = get_bits1(gb);
 275         sbr->bs_smoothing_mode = get_bits1(gb);
 276     } else {
 277         sbr->bs_limiter_bands  = 2;
 278         sbr->bs_limiter_gains  = 2;
 279         sbr->bs_interpol_freq  = 1;
 280         sbr->bs_smoothing_mode = 1;
 281     }
 282
 283     if (sbr->bs_limiter_bands != old_bs_limiter_bands && !sbr->reset)
 284         sbr_make_f_tablelim(sbr);
 285
 286     return get_bits_count(gb) - cnt;
 287 }
 288
 289 static int array_min_int16(const int16_t *array, int nel)
 290 {
 291     int i, min = array[0];
 292     for (i = 1; i < nel; i++)
 293         min = FFMIN(array[i], min);
 294     return min;
 295 }
 296
 297 static void make_bands(int16_t* bands, int start, int stop, int num_bands)
 298 {
 299     int k, previous, present;
 300     float base, prod;
 301
 302     base = powf((float)stop / start, 1.0f / num_bands);
 303     prod = start;
 304     previous = start;
 305
 306     for (k = 0; k < num_bands-1; k++) {
 307         prod *= base;
 308         present  = lrintf(prod);
 309         bands[k] = present - previous;
 310         previous = present;
 311     }
 312     bands[num_bands-1] = stop - previous;
 313 }
 314
 315 static int check_n_master(AVCodecContext *avctx, int n_master, int bs_xover_band)
 316 {
 317     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 318     if (n_master <= 0) {
 319         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid n_master: %d\n", n_master);
 320         return -1;
 321     }
 322     if (bs_xover_band >= n_master) {
 323         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 324                "Invalid bitstream, crossover band index beyond array bounds: %d\n",
 325                bs_xover_band);
 326         return -1;
 327     }
 328     return 0;
 329 }
 330
 331 /// Master Frequency Band Table (14496-3 sp04 p194)
 332 static int sbr_make_f_master(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 333                              SpectrumParameters *spectrum)
 334 {
 335     unsigned int temp, max_qmf_subbands;
 336     unsigned int start_min, stop_min;
 337     int k;
 338     const int8_t *sbr_offset_ptr;
 339     int16_t stop_dk[13];
 340
 341     if (sbr->sample_rate < 32000) {
 342         temp = 3000;
 343     } else if (sbr->sample_rate < 64000) {
 344         temp = 4000;
 345     } else
 346         temp = 5000;
 347
 348     switch (sbr->sample_rate) {
 349     case 16000:
 350         sbr_offset_ptr = sbr_offset[0];
 351         break;
 352     case 22050:
 353         sbr_offset_ptr = sbr_offset[1];
 354         break;
 355     case 24000:
 356         sbr_offset_ptr = sbr_offset[2];
 357         break;
 358     case 32000:
 359         sbr_offset_ptr = sbr_offset[3];
 360         break;
 361     case 44100: case 48000: case 64000:
 362         sbr_offset_ptr = sbr_offset[4];
 363         break;
 364     case 88200: case 96000: case 128000: case 176400: case 192000:
 365         sbr_offset_ptr = sbr_offset[5];
 366         break;
 367     default:
 368         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 369                "Unsupported sample rate for SBR: %d\n", sbr->sample_rate);
 370         return -1;
 371     }
 372
 373     start_min = ((temp << 7) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
 374     stop_min  = ((temp << 8) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
 375
 376     sbr->k[0] = start_min + sbr_offset_ptr[spectrum->bs_start_freq];
 377
 378     if (spectrum->bs_stop_freq < 14) {
 379         sbr->k[2] = stop_min;
 380         make_bands(stop_dk, stop_min, 64, 13);
 381         qsort(stop_dk, 13, sizeof(stop_dk[0]), qsort_comparison_function_int16);
 382         for (k = 0; k < spectrum->bs_stop_freq; k++)
 383             sbr->k[2] += stop_dk[k];
 384     } else if (spectrum->bs_stop_freq == 14) {
 385         sbr->k[2] = 2*sbr->k[0];
 386     } else if (spectrum->bs_stop_freq == 15) {
 387         sbr->k[2] = 3*sbr->k[0];
 388     } else {
 389         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 390                "Invalid bs_stop_freq: %d\n", spectrum->bs_stop_freq);
 391         return -1;
 392     }
 393     sbr->k[2] = FFMIN(64, sbr->k[2]);
 394
 395     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 396     if (sbr->sample_rate <= 32000) {
 397         max_qmf_subbands = 48;
 398     } else if (sbr->sample_rate == 44100) {
 399         max_qmf_subbands = 35;
 400     } else if (sbr->sample_rate >= 48000)
 401         max_qmf_subbands = 32;
 402     else
 403         av_assert0(0);
 404
 405     if (sbr->k[2] - sbr->k[0] > max_qmf_subbands) {
 406         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 407                "Invalid bitstream, too many QMF subbands: %d\n", sbr->k[2] - sbr->k[0]);
 408         return -1;
 409     }
 410
 411     if (!spectrum->bs_freq_scale) {
 412         int dk, k2diff;
 413
 414         dk = spectrum->bs_alter_scale + 1;
 415         sbr->n_master = ((sbr->k[2] - sbr->k[0] + (dk&2)) >> dk) << 1;
 416         if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 417             return -1;
 418
 419         for (k = 1; k <= sbr->n_master; k++)
 420             sbr->f_master[k] = dk;
 421
 422         k2diff = sbr->k[2] - sbr->k[0] - sbr->n_master * dk;
 423         if (k2diff < 0) {
 424             sbr->f_master[1]--;
 425             sbr->f_master[2]-= (k2diff < -1);
 426         } else if (k2diff) {
 427             sbr->f_master[sbr->n_master]++;
 428         }
 429
 430         sbr->f_master[0] = sbr->k[0];
 431         for (k = 1; k <= sbr->n_master; k++)
 432             sbr->f_master[k] += sbr->f_master[k - 1];
 433
 434     } else {
 435         int half_bands = 7 - spectrum->bs_freq_scale;      // bs_freq_scale  = {1,2,3}
 436         int two_regions, num_bands_0;
 437         int vdk0_max, vdk1_min;
 438         int16_t vk0[49];
 439
 440         if (49 * sbr->k[2] > 110 * sbr->k[0]) {
 441             two_regions = 1;
 442             sbr->k[1] = 2 * sbr->k[0];
 443         } else {
 444             two_regions = 0;
 445             sbr->k[1] = sbr->k[2];
 446         }
 447
 448         num_bands_0 = lrintf(half_bands * log2f(sbr->k[1] / (float)sbr->k[0])) * 2;
 449
 450         if (num_bands_0 <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 451             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid num_bands_0: %d\n", num_bands_0);
 452             return -1;
 453         }
 454
 455         vk0[0] = 0;
 456
 457         make_bands(vk0+1, sbr->k[0], sbr->k[1], num_bands_0);
 458
 459         qsort(vk0 + 1, num_bands_0, sizeof(vk0[1]), qsort_comparison_function_int16);
 460         vdk0_max = vk0[num_bands_0];
 461
 462         vk0[0] = sbr->k[0];
 463         for (k = 1; k <= num_bands_0; k++) {
 464             if (vk0[k] <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 465                 av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid vDk0[%d]: %d\n", k, vk0[k]);
 466                 return -1;
 467             }
 468             vk0[k] += vk0[k-1];
 469         }
 470
 471         if (two_regions) {
 472             int16_t vk1[49];
 473             float invwarp = spectrum->bs_alter_scale ? 0.76923076923076923077f
 474                                                      : 1.0f; // bs_alter_scale = {0,1}
 475             int num_bands_1 = lrintf(half_bands * invwarp *
 476                                      log2f(sbr->k[2] / (float)sbr->k[1])) * 2;
 477
 478             make_bands(vk1+1, sbr->k[1], sbr->k[2], num_bands_1);
 479
 480             vdk1_min = array_min_int16(vk1 + 1, num_bands_1);
 481
 482             if (vdk1_min < vdk0_max) {
 483                 int change;
 484                 qsort(vk1 + 1, num_bands_1, sizeof(vk1[1]), qsort_comparison_function_int16);
 485                 change = FFMIN(vdk0_max - vk1[1], (vk1[num_bands_1] - vk1[1]) >> 1);
 486                 vk1[1]           += change;
 487                 vk1[num_bands_1] -= change;
 488             }
 489
 490             qsort(vk1 + 1, num_bands_1, sizeof(vk1[1]), qsort_comparison_function_int16);
 491
 492             vk1[0] = sbr->k[1];
 493             for (k = 1; k <= num_bands_1; k++) {
 494                 if (vk1[k] <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 495                     av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid vDk1[%d]: %d\n", k, vk1[k]);
 496                     return -1;
 497                 }
 498                 vk1[k] += vk1[k-1];
 499             }
 500
 501             sbr->n_master = num_bands_0 + num_bands_1;
 502             if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 503                 return -1;
 504             memcpy(&sbr->f_master[0],               vk0,
 505                    (num_bands_0 + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 506             memcpy(&sbr->f_master[num_bands_0 + 1], vk1 + 1,
 507                     num_bands_1      * sizeof(sbr->f_master[0]));
 508
 509         } else {
 510             sbr->n_master = num_bands_0;
 511             if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 512                 return -1;
 513             memcpy(sbr->f_master, vk0, (num_bands_0 + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 514         }
 515     }
 516
 517     return 0;
 518 }
 519
 520 /// High Frequency Generation - Patch Construction (14496-3 sp04 p216 fig. 4.46)
 521 static int sbr_hf_calc_npatches(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
 522 {
 523     int i, k, sb = 0;
 524     int msb = sbr->k[0];
 525     int usb = sbr->kx[1];
 526     int goal_sb = ((1000 << 11) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
 527
 528     sbr->num_patches = 0;
 529
 530     if (goal_sb < sbr->kx[1] + sbr->m[1]) {
 531         for (k = 0; sbr->f_master[k] < goal_sb; k++) ;
 532     } else
 533         k = sbr->n_master;
 534
 535     do {
 536         int odd = 0;
 537         for (i = k; i == k || sb > (sbr->k[0] - 1 + msb - odd); i--) {
 538             sb = sbr->f_master[i];
 539             odd = (sb + sbr->k[0]) & 1;
 540         }
 541
 542         // Requirements (14496-3 sp04 p205) sets the maximum number of patches to 5.
 543         // After this check the final number of patches can still be six which is
 544         // illegal however the Coding Technologies decoder check stream has a final
 545         // count of 6 patches
 546         if (sbr->num_patches > 5) {
 547             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many patches: %d\n", sbr->num_patches);
 548             return -1;
 549         }
 550
 551         sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches]  = FFMAX(sb - usb, 0);
 552         sbr->patch_start_subband[sbr->num_patches] = sbr->k[0] - odd - sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches];
 553
 554         if (sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches] > 0) {
 555             usb = sb;
 556             msb = sb;
 557             sbr->num_patches++;
 558         } else
 559             msb = sbr->kx[1];
 560
 561         if (sbr->f_master[k] - sb < 3)
 562             k = sbr->n_master;
 563     } while (sb != sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
 564
 565     if (sbr->num_patches > 1 && sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches-1] < 3)
 566         sbr->num_patches--;
 567
 568     return 0;
 569 }
 570
 571 /// Derived Frequency Band Tables (14496-3 sp04 p197)
 572 static int sbr_make_f_derived(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
 573 {
 574     int k, temp;
 575
 576     sbr->n[1] = sbr->n_master - sbr->spectrum_params.bs_xover_band;
 577     sbr->n[0] = (sbr->n[1] + 1) >> 1;
 578
 579     memcpy(sbr->f_tablehigh, &sbr->f_master[sbr->spectrum_params.bs_xover_band],
 580            (sbr->n[1] + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 581     sbr->m[1] = sbr->f_tablehigh[sbr->n[1]] - sbr->f_tablehigh[0];
 582     sbr->kx[1] = sbr->f_tablehigh[0];
 583
 584     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 585     if (sbr->kx[1] + sbr->m[1] > 64) {
 586         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 587                "Stop frequency border too high: %d\n", sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
 588         return -1;
 589     }
 590     if (sbr->kx[1] > 32) {
 591         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Start frequency border too high: %d\n", sbr->kx[1]);
 592         return -1;
 593     }
 594
 595     sbr->f_tablelow[0] = sbr->f_tablehigh[0];
 596     temp = sbr->n[1] & 1;
 597     for (k = 1; k <= sbr->n[0]; k++)
 598         sbr->f_tablelow[k] = sbr->f_tablehigh[2 * k - temp];
 599
 600     sbr->n_q = FFMAX(1, lrintf(sbr->spectrum_params.bs_noise_bands *
 601                                log2f(sbr->k[2] / (float)sbr->kx[1]))); // 0 <= bs_noise_bands <= 3
 602     if (sbr->n_q > 5) {
 603         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many noise floor scale factors: %d\n", sbr->n_q);
 604         return -1;
 605     }
 606
 607     sbr->f_tablenoise[0] = sbr->f_tablelow[0];
 608     temp = 0;
 609     for (k = 1; k <= sbr->n_q; k++) {
 610         temp += (sbr->n[0] - temp) / (sbr->n_q + 1 - k);
 611         sbr->f_tablenoise[k] = sbr->f_tablelow[temp];
 612     }
 613
 614     if (sbr_hf_calc_npatches(ac, sbr) < 0)
 615         return -1;
 616
 617     sbr_make_f_tablelim(sbr);
 618
 619     sbr->data[0].f_indexnoise = 0;
 620     sbr->data[1].f_indexnoise = 0;
 621
 622     return 0;
 623 }
 624
 625 static av_always_inline void get_bits1_vector(GetBitContext *gb, uint8_t *vec,
 626                                               int elements)
 627 {
 628     int i;
 629     for (i = 0; i < elements; i++) {
 630         vec[i] = get_bits1(gb);
 631     }
 632 }
 633
 634 /** ceil(log2(index+1)) */
 635 static const int8_t ceil_log2[] = {
 636     0, 1, 2, 2, 3, 3,
 637 };
 638
 639 static int read_sbr_grid(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 640                          GetBitContext *gb, SBRData *ch_data)
 641 {
 642     int i;
 643     unsigned bs_pointer = 0;
 644     // frameLengthFlag ? 15 : 16; 960 sample length frames unsupported; this value is numTimeSlots
 645     int abs_bord_trail = 16;
 646     int num_rel_lead, num_rel_trail;
 647     unsigned bs_num_env_old = ch_data->bs_num_env;
 648
 649     ch_data->bs_freq_res[0] = ch_data->bs_freq_res[ch_data->bs_num_env];
 650     ch_data->bs_amp_res = sbr->bs_amp_res_header;
 651     ch_data->t_env_num_env_old = ch_data->t_env[bs_num_env_old];
 652
 653     switch (ch_data->bs_frame_class = get_bits(gb, 2)) {
 654     case FIXFIX:
 655         ch_data->bs_num_env                 = 1 << get_bits(gb, 2);
 656         num_rel_lead                        = ch_data->bs_num_env - 1;
 657         if (ch_data->bs_num_env == 1)
 658             ch_data->bs_amp_res = 0;
 659
 660         if (ch_data->bs_num_env > 4) {
 661             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 662                    "Invalid bitstream, too many SBR envelopes in FIXFIX type SBR frame: %d\n",
 663                    ch_data->bs_num_env);
 664             return -1;
 665         }
 666
 667         ch_data->t_env[0]                   = 0;
 668         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 669
 670         abs_bord_trail = (abs_bord_trail + (ch_data->bs_num_env >> 1)) /
 671                    ch_data->bs_num_env;
 672         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
 673             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + abs_bord_trail;
 674
 675         ch_data->bs_freq_res[1] = get_bits1(gb);
 676         for (i = 1; i < ch_data->bs_num_env; i++)
 677             ch_data->bs_freq_res[i + 1] = ch_data->bs_freq_res[1];
 678         break;
 679     case FIXVAR:
 680         abs_bord_trail                     += get_bits(gb, 2);
 681         num_rel_trail                       = get_bits(gb, 2);
 682         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_trail + 1;
 683         ch_data->t_env[0]                   = 0;
 684         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 685
 686         for (i = 0; i < num_rel_trail; i++)
 687             ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - 1 - i] =
 688                 ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - i] - 2 * get_bits(gb, 2) - 2;
 689
 690         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
 691
 692         for (i = 0; i < ch_data->bs_num_env; i++)
 693             ch_data->bs_freq_res[ch_data->bs_num_env - i] = get_bits1(gb);
 694         break;
 695     case VARFIX:
 696         ch_data->t_env[0]                   = get_bits(gb, 2);
 697         num_rel_lead                        = get_bits(gb, 2);
 698         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_lead + 1;
 699         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 700
 701         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
 702             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
 703
 704         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
 705
 706         get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_freq_res + 1, ch_data->bs_num_env);
 707         break;
 708     case VARVAR:
 709         ch_data->t_env[0]                   = get_bits(gb, 2);
 710         abs_bord_trail                     += get_bits(gb, 2);
 711         num_rel_lead                        = get_bits(gb, 2);
 712         num_rel_trail                       = get_bits(gb, 2);
 713         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_lead + num_rel_trail + 1;
 714
 715         if (ch_data->bs_num_env > 5) {
 716             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 717                    "Invalid bitstream, too many SBR envelopes in VARVAR type SBR frame: %d\n",
 718                    ch_data->bs_num_env);
 719             return -1;
 720         }
 721
 722         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 723
 724         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
 725             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
 726         for (i = 0; i < num_rel_trail; i++)
 727             ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - 1 - i] =
 728                 ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - i] - 2 * get_bits(gb, 2) - 2;
 729
 730         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
 731
 732         get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_freq_res + 1, ch_data->bs_num_env);
 733         break;
 734     }
 735
 736     if (bs_pointer > ch_data->bs_num_env + 1) {
 737         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 738                "Invalid bitstream, bs_pointer points to a middle noise border outside the time borders table: %d\n",
 739                bs_pointer);
 740         return -1;
 741     }
 742
 743     for (i = 1; i <= ch_data->bs_num_env; i++) {
 744         if (ch_data->t_env[i-1] > ch_data->t_env[i]) {
 745             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Non monotone time borders\n");
 746             return -1;
 747         }
 748     }
 749
 750     ch_data->bs_num_noise = (ch_data->bs_num_env > 1) + 1;
 751
 752     ch_data->t_q[0]                     = ch_data->t_env[0];
 753     ch_data->t_q[ch_data->bs_num_noise] = ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env];
 754     if (ch_data->bs_num_noise > 1) {
 755         unsigned int idx;
 756         if (ch_data->bs_frame_class == FIXFIX) {
 757             idx = ch_data->bs_num_env >> 1;
 758         } else if (ch_data->bs_frame_class & 1) { // FIXVAR or VARVAR
 759             idx = ch_data->bs_num_env - FFMAX((int)bs_pointer - 1, 1);
 760         } else { // VARFIX
 761             if (!bs_pointer)
 762                 idx = 1;
 763             else if (bs_pointer == 1)
 764                 idx = ch_data->bs_num_env - 1;
 765             else // bs_pointer > 1
 766                 idx = bs_pointer - 1;
 767         }
 768         ch_data->t_q[1] = ch_data->t_env[idx];
 769     }
 770
 771     ch_data->e_a[0] = -(ch_data->e_a[1] != bs_num_env_old); // l_APrev
 772     ch_data->e_a[1] = -1;
 773     if ((ch_data->bs_frame_class & 1) && bs_pointer) { // FIXVAR or VARVAR and bs_pointer != 0
 774         ch_data->e_a[1] = ch_data->bs_num_env + 1 - bs_pointer;
 775     } else if ((ch_data->bs_frame_class == 2) && (bs_pointer > 1)) // VARFIX and bs_pointer > 1
 776         ch_data->e_a[1] = bs_pointer - 1;
 777
 778     return 0;
 779 }
 780
 781 static void copy_sbr_grid(SBRData *dst, const SBRData *src) {
 782     //These variables are saved from the previous frame rather than copied
 783     dst->bs_freq_res[0]    = dst->bs_freq_res[dst->bs_num_env];
 784     dst->t_env_num_env_old = dst->t_env[dst->bs_num_env];
 785     dst->e_a[0]            = -(dst->e_a[1] != dst->bs_num_env);
 786
 787     //These variables are read from the bitstream and therefore copied
 788     memcpy(dst->bs_freq_res+1, src->bs_freq_res+1, sizeof(dst->bs_freq_res)-sizeof(*dst->bs_freq_res));
 789     memcpy(dst->t_env,         src->t_env,         sizeof(dst->t_env));
 790     memcpy(dst->t_q,           src->t_q,           sizeof(dst->t_q));
 791     dst->bs_num_env        = src->bs_num_env;
 792     dst->bs_amp_res        = src->bs_amp_res;
 793     dst->bs_num_noise      = src->bs_num_noise;
 794     dst->bs_frame_class    = src->bs_frame_class;
 795     dst->e_a[1]            = src->e_a[1];
 796 }
 797
 798 /// Read how the envelope and noise floor data is delta coded
 799 static void read_sbr_dtdf(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 800                           SBRData *ch_data)
 801 {
 802     get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_df_env,   ch_data->bs_num_env);
 803     get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_df_noise, ch_data->bs_num_noise);
 804 }
 805
 806 /// Read inverse filtering data
 807 static void read_sbr_invf(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 808                           SBRData *ch_data)
 809 {
 810     int i;
 811
 812     memcpy(ch_data->bs_invf_mode[1], ch_data->bs_invf_mode[0], 5 * sizeof(uint8_t));
 813     for (i = 0; i < sbr->n_q; i++)
 814         ch_data->bs_invf_mode[0][i] = get_bits(gb, 2);
 815 }
 816
 817 static void read_sbr_envelope(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 818                               SBRData *ch_data, int ch)
 819 {
 820     int bits;
 821     int i, j, k;
 822     VLC_TYPE (*t_huff)[2], (*f_huff)[2];
 823     int t_lav, f_lav;
 824     const int delta = (ch == 1 && sbr->bs_coupling == 1) + 1;
 825     const int odd = sbr->n[1] & 1;
 826
 827     if (sbr->bs_coupling && ch) {
 828         if (ch_data->bs_amp_res) {
 829             bits   = 5;
 830             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 831             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 832             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 833             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 834         } else {
 835             bits   = 6;
 836             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB].table;
 837             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB];
 838             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB].table;
 839             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB];
 840         }
 841     } else {
 842         if (ch_data->bs_amp_res) {
 843             bits   = 6;
 844             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 845             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 846             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 847             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 848         } else {
 849             bits   = 7;
 850             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_1_5DB].table;
 851             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_1_5DB];
 852             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_1_5DB].table;
 853             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_1_5DB];
 854         }
 855     }
 856
 857     for (i = 0; i < ch_data->bs_num_env; i++) {
 858         if (ch_data->bs_df_env[i]) {
 859             // bs_freq_res[0] == bs_freq_res[bs_num_env] from prev frame
 860             if (ch_data->bs_freq_res[i + 1] == ch_data->bs_freq_res[i]) {
 861                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++)
 862                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][j] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
 863             } else if (ch_data->bs_freq_res[i + 1]) {
 864                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++) {
 865                     k = (j + odd) >> 1; // find k such that f_tablelow[k] <= f_tablehigh[j] < f_tablelow[k + 1]
 866                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][k] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
 867                 }
 868             } else {
 869                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++) {
 870                     k = j ? 2*j - odd : 0; // find k such that f_tablehigh[k] == f_tablelow[j]
 871                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][k] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
 872                 }
 873             }
 874         } else {
 875             ch_data->env_facs[i + 1][0] = delta * get_bits(gb, bits); // bs_env_start_value_balance
 876             for (j = 1; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++)
 877                 ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i + 1][j - 1] + delta * (get_vlc2(gb, f_huff, 9, 3) - f_lav);
 878         }
 879     }
 880
 881     //assign 0th elements of env_facs from last elements
 882     memcpy(ch_data->env_facs[0], ch_data->env_facs[ch_data->bs_num_env],
 883            sizeof(ch_data->env_facs[0]));
 884 }
 885
 886 static void read_sbr_noise(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 887                            SBRData *ch_data, int ch)
 888 {
 889     int i, j;
 890     VLC_TYPE (*t_huff)[2], (*f_huff)[2];
 891     int t_lav, f_lav;
 892     int delta = (ch == 1 && sbr->bs_coupling == 1) + 1;
 893
 894     if (sbr->bs_coupling && ch) {
 895         t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB].table;
 896         t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB];
 897         f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 898         f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 899     } else {
 900         t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB].table;
 901         t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB];
 902         f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 903         f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 904     }
 905
 906     for (i = 0; i < ch_data->bs_num_noise; i++) {
 907         if (ch_data->bs_df_noise[i]) {
 908             for (j = 0; j < sbr->n_q; j++)
 909                 ch_data->noise_facs[i + 1][j] = ch_data->noise_facs[i][j] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 2) - t_lav);
 910         } else {
 911             ch_data->noise_facs[i + 1][0] = delta * get_bits(gb, 5); // bs_noise_start_value_balance or bs_noise_start_value_level
 912             for (j = 1; j < sbr->n_q; j++)
 913                 ch_data->noise_facs[i + 1][j] = ch_data->noise_facs[i + 1][j - 1] + delta * (get_vlc2(gb, f_huff, 9, 3) - f_lav);
 914         }
 915     }
 916
 917     //assign 0th elements of noise_facs from last elements
 918     memcpy(ch_data->noise_facs[0], ch_data->noise_facs[ch_data->bs_num_noise],
 919            sizeof(ch_data->noise_facs[0]));
 920 }
 921
 922 static void read_sbr_extension(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 923                                GetBitContext *gb,
 924                                int bs_extension_id, int *num_bits_left)
 925 {
 926     switch (bs_extension_id) {
 927     case EXTENSION_ID_PS:
 928         if (!ac->oc[1].m4ac.ps) {
 929             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Parametric Stereo signaled to be not-present but was found in the bitstream.\n");
 930             skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
 931             *num_bits_left = 0;
 932         } else {
 933 #if 1
 934             *num_bits_left -= ff_ps_read_data(ac->avctx, gb, &sbr->ps, *num_bits_left);
 935 #else
 936             avpriv_report_missing_feature(ac->avctx, "Parametric Stereo");
 937             skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
 938             *num_bits_left = 0;
 939 #endif
 940         }
 941         break;
 942     default:
 943         // some files contain 0-padding
 944         if (bs_extension_id || *num_bits_left > 16 || show_bits(gb, *num_bits_left))
 945             avpriv_request_sample(ac->avctx, "Reserved SBR extensions");
 946         skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
 947         *num_bits_left = 0;
 948         break;
 949     }
 950 }
 951
 952 static int read_sbr_single_channel_element(AACContext *ac,
 953                                             SpectralBandReplication *sbr,
 954                                             GetBitContext *gb)
 955 {
 956     if (get_bits1(gb)) // bs_data_extra
 957         skip_bits(gb, 4); // bs_reserved
 958
 959     if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]))
 960         return -1;
 961     read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 962     read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 963     read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 964     read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 965
 966     if ((sbr->data[0].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
 967         get_bits1_vector(gb, sbr->data[0].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
 968
 969     return 0;
 970 }
 971
 972 static int read_sbr_channel_pair_element(AACContext *ac,
 973                                           SpectralBandReplication *sbr,
 974                                           GetBitContext *gb)
 975 {
 976     if (get_bits1(gb))    // bs_data_extra
 977         skip_bits(gb, 8); // bs_reserved
 978
 979     if ((sbr->bs_coupling = get_bits1(gb))) {
 980         if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]))
 981             return -1;
 982         copy_sbr_grid(&sbr->data[1], &sbr->data[0]);
 983         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 984         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
 985         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 986         memcpy(sbr->data[1].bs_invf_mode[1], sbr->data[1].bs_invf_mode[0], sizeof(sbr->data[1].bs_invf_mode[0]));
 987         memcpy(sbr->data[1].bs_invf_mode[0], sbr->data[0].bs_invf_mode[0], sizeof(sbr->data[1].bs_invf_mode[0]));
 988         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 989         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 990         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 991         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 992     } else {
 993         if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]) ||
 994             read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[1]))
 995             return -1;
 996         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 997         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
 998         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 999         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
1000         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
1001         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
1002         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
1003         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
1004     }
1005
1006     if ((sbr->data[0].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
1007         get_bits1_vector(gb, sbr->data[0].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
1008     if ((sbr->data[1].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
1009         get_bits1_vector(gb, sbr->data[1].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
1010
1011     return 0;
1012 }
1013
1014 static unsigned int read_sbr_data(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1015                                   GetBitContext *gb, int id_aac)
1016 {
1017     unsigned int cnt = get_bits_count(gb);
1018
1019     if (id_aac == TYPE_SCE || id_aac == TYPE_CCE) {
1020         if (read_sbr_single_channel_element(ac, sbr, gb)) {
1021             sbr_turnoff(sbr);
1022             return get_bits_count(gb) - cnt;
1023         }
1024     } else if (id_aac == TYPE_CPE) {
1025         if (read_sbr_channel_pair_element(ac, sbr, gb)) {
1026             sbr_turnoff(sbr);
1027             return get_bits_count(gb) - cnt;
1028         }
1029     } else {
1030         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1031             "Invalid bitstream - cannot apply SBR to element type %d\n", id_aac);
1032         sbr_turnoff(sbr);
1033         return get_bits_count(gb) - cnt;
1034     }
1035     if (get_bits1(gb)) { // bs_extended_data
1036         int num_bits_left = get_bits(gb, 4); // bs_extension_size
1037         if (num_bits_left == 15)
1038             num_bits_left += get_bits(gb, 8); // bs_esc_count
1039
1040         num_bits_left <<= 3;
1041         while (num_bits_left > 7) {
1042             num_bits_left -= 2;
1043             read_sbr_extension(ac, sbr, gb, get_bits(gb, 2), &num_bits_left); // bs_extension_id
1044         }
1045         if (num_bits_left < 0) {
1046             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "SBR Extension over read.\n");
1047         }
1048         if (num_bits_left > 0)
1049             skip_bits(gb, num_bits_left);
1050     }
1051
1052     return get_bits_count(gb) - cnt;
1053 }
1054
1055 static void sbr_reset(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
1056 {
1057     int err;
1058     err = sbr_make_f_master(ac, sbr, &sbr->spectrum_params);
1059     if (err >= 0)
1060         err = sbr_make_f_derived(ac, sbr);
1061     if (err < 0) {
1062         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1063                "SBR reset failed. Switching SBR to pure upsampling mode.\n");
1064         sbr_turnoff(sbr);
1065     }
1066 }
1067
1068 /**
1069  * Decode Spectral Band Replication extension data; reference: table 4.55.
1070  *
1071  * @param   crc flag indicating the presence of CRC checksum
1072  * @param   cnt length of TYPE_FIL syntactic element in bytes
1073  *
1074  * @return  Returns number of bytes consumed from the TYPE_FIL element.
1075  */
1076 int ff_decode_sbr_extension(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1077                             GetBitContext *gb_host, int crc, int cnt, int id_aac)
1078 {
1079     unsigned int num_sbr_bits = 0, num_align_bits;
1080     unsigned bytes_read;
1081     GetBitContext gbc = *gb_host, *gb = &gbc;
1082     skip_bits_long(gb_host, cnt*8 - 4);
1083
1084     sbr->reset = 0;
1085
1086     if (!sbr->sample_rate)
1087         sbr->sample_rate = 2 * ac->oc[1].m4ac.sample_rate; //TODO use the nominal sample rate for arbitrary sample rate support
1088     if (!ac->oc[1].m4ac.ext_sample_rate)
1089         ac->oc[1].m4ac.ext_sample_rate = 2 * ac->oc[1].m4ac.sample_rate;
1090
1091     if (crc) {
1092         skip_bits(gb, 10); // bs_sbr_crc_bits; TODO - implement CRC check
1093         num_sbr_bits += 10;
1094     }
1095
1096     //Save some state from the previous frame.
1097     sbr->kx[0] = sbr->kx[1];
1098     sbr->m[0] = sbr->m[1];
1099     sbr->kx_and_m_pushed = 1;
1100
1101     num_sbr_bits++;
1102     if (get_bits1(gb)) // bs_header_flag
1103         num_sbr_bits += read_sbr_header(sbr, gb);
1104
1105     if (sbr->reset)
1106         sbr_reset(ac, sbr);
1107
1108     if (sbr->start)
1109         num_sbr_bits  += read_sbr_data(ac, sbr, gb, id_aac);
1110
1111     num_align_bits = ((cnt << 3) - 4 - num_sbr_bits) & 7;
1112     bytes_read = ((num_sbr_bits + num_align_bits + 4) >> 3);
1113
1114     if (bytes_read > cnt) {
1115         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1116                "Expected to read %d SBR bytes actually read %d.\n", cnt, bytes_read);
1117     }
1118     return cnt;
1119 }
1120
1121 /// Dequantization and stereo decoding (14496-3 sp04 p203)
1122 static void sbr_dequant(SpectralBandReplication *sbr, int id_aac)
1123 {
1124     int k, e;
1125     int ch;
1126
1127     if (id_aac == TYPE_CPE && sbr->bs_coupling) {
1128         float alpha      = sbr->data[0].bs_amp_res ?  1.0f :  0.5f;
1129         float pan_offset = sbr->data[0].bs_amp_res ? 12.0f : 24.0f;
1130         for (e = 1; e <= sbr->data[0].bs_num_env; e++) {
1131             for (k = 0; k < sbr->n[sbr->data[0].bs_freq_res[e]]; k++) {
1132                 float temp1 = exp2f(sbr->data[0].env_facs[e][k] * alpha + 7.0f);
1133                 float temp2 = exp2f((pan_offset - sbr->data[1].env_facs[e][k]) * alpha);
1134                 float fac;
1135                 if (temp1 > 1E20) {
1136                     av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "envelope scalefactor overflow in dequant\n");
1137                     temp1 = 1;
1138                 }
1139                 fac   = temp1 / (1.0f + temp2);
1140                 sbr->data[0].env_facs[e][k] = fac;
1141                 sbr->data[1].env_facs[e][k] = fac * temp2;
1142             }
1143         }
1144         for (e = 1; e <= sbr->data[0].bs_num_noise; e++) {
1145             for (k = 0; k < sbr->n_q; k++) {
1146                 float temp1 = exp2f(NOISE_FLOOR_OFFSET - sbr->data[0].noise_facs[e][k] + 1);
1147                 float temp2 = exp2f(12 - sbr->data[1].noise_facs[e][k]);
1148                 float fac;
1149                 if (temp1 > 1E20) {
1150                     av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "envelope scalefactor overflow in dequant\n");
1151                     temp1 = 1;
1152                 }
1153                 fac = temp1 / (1.0f + temp2);
1154                 sbr->data[0].noise_facs[e][k] = fac;
1155                 sbr->data[1].noise_facs[e][k] = fac * temp2;
1156             }
1157         }
1158     } else { // SCE or one non-coupled CPE
1159         for (ch = 0; ch < (id_aac == TYPE_CPE) + 1; ch++) {
1160             float alpha = sbr->data[ch].bs_amp_res ? 1.0f : 0.5f;
1161             for (e = 1; e <= sbr->data[ch].bs_num_env; e++)
1162                 for (k = 0; k < sbr->n[sbr->data[ch].bs_freq_res[e]]; k++){
1163                     sbr->data[ch].env_facs[e][k] =
1164                         exp2f(alpha * sbr->data[ch].env_facs[e][k] + 6.0f);
1165                     if (sbr->data[ch].env_facs[e][k] > 1E20) {
1166                         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "envelope scalefactor overflow in dequant\n");
1167                         sbr->data[ch].env_facs[e][k] = 1;
1168                     }
1169                 }
1170
1171             for (e = 1; e <= sbr->data[ch].bs_num_noise; e++)
1172                 for (k = 0; k < sbr->n_q; k++)
1173                     sbr->data[ch].noise_facs[e][k] =
1174                         exp2f(NOISE_FLOOR_OFFSET - sbr->data[ch].noise_facs[e][k]);
1175         }
1176     }
1177 }
1178
1179 /**
1180  * Analysis QMF Bank (14496-3 sp04 p206)
1181  *
1182  * @param   x       pointer to the beginning of the first sample window
1183  * @param   W       array of complex-valued samples split into subbands
1184  */
1185 #ifndef sbr_qmf_analysis
1186 static void sbr_qmf_analysis(AVFloatDSPContext *dsp, FFTContext *mdct,
1187                              SBRDSPContext *sbrdsp, const float *in, float *x,
1188                              float z[320], float W[2][32][32][2], int buf_idx)
1189 {
1190     int i;
1191     memcpy(x    , x+1024, (320-32)*sizeof(x[0]));
1192     memcpy(x+288, in,         1024*sizeof(x[0]));
1193     for (i = 0; i < 32; i++) { // numTimeSlots*RATE = 16*2 as 960 sample frames
1194                                // are not supported
1195         dsp->vector_fmul_reverse(z, sbr_qmf_window_ds, x, 320);
1196         sbrdsp->sum64x5(z);
1197         sbrdsp->qmf_pre_shuffle(z);
1198         mdct->imdct_half(mdct, z, z+64);
1199         sbrdsp->qmf_post_shuffle(W[buf_idx][i], z);
1200         x += 32;
1201     }
1202 }
1203 #endif
1204
1205 /**
1206  * Synthesis QMF Bank (14496-3 sp04 p206) and Downsampled Synthesis QMF Bank
1207  * (14496-3 sp04 p206)
1208  */
1209 #ifndef sbr_qmf_synthesis
1210 static void sbr_qmf_synthesis(FFTContext *mdct,
1211                               SBRDSPContext *sbrdsp, AVFloatDSPContext *dsp,
1212                               float *out, float X[2][38][64],
1213                               float mdct_buf[2][64],
1214                               float *v0, int *v_off, const unsigned int div)
1215 {
1216     int i, n;
1217     const float *sbr_qmf_window = div ? sbr_qmf_window_ds : sbr_qmf_window_us;
1218     const int step = 128 >> div;
1219     float *v;
1220     for (i = 0; i < 32; i++) {
1221         if (*v_off < step) {
1222             int saved_samples = (1280 - 128) >> div;
1223             memcpy(&v0[SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - saved_samples], v0, saved_samples * sizeof(float));
1224             *v_off = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - saved_samples - step;
1225         } else {
1226             *v_off -= step;
1227         }
1228         v = v0 + *v_off;
1229         if (div) {
1230             for (n = 0; n < 32; n++) {
1231                 X[0][i][   n] = -X[0][i][n];
1232                 X[0][i][32+n] =  X[1][i][31-n];
1233             }
1234             mdct->imdct_half(mdct, mdct_buf[0], X[0][i]);
1235             sbrdsp->qmf_deint_neg(v, mdct_buf[0]);
1236         } else {
1237             sbrdsp->neg_odd_64(X[1][i]);
1238             mdct->imdct_half(mdct, mdct_buf[0], X[0][i]);
1239             mdct->imdct_half(mdct, mdct_buf[1], X[1][i]);
1240             sbrdsp->qmf_deint_bfly(v, mdct_buf[1], mdct_buf[0]);
1241         }
1242         dsp->vector_fmul    (out, v                , sbr_qmf_window                       , 64 >> div);
1243         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 192 >> div), sbr_qmf_window + ( 64 >> div), out   , 64 >> div);
1244         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 256 >> div), sbr_qmf_window + (128 >> div), out   , 64 >> div);
1245         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 448 >> div), sbr_qmf_window + (192 >> div), out   , 64 >> div);
1246         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 512 >> div), sbr_qmf_window + (256 >> div), out   , 64 >> div);
1247         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 704 >> div), sbr_qmf_window + (320 >> div), out   , 64 >> div);
1248         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 768 >> div), sbr_qmf_window + (384 >> div), out   , 64 >> div);
1249         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 960 >> div), sbr_qmf_window + (448 >> div), out   , 64 >> div);
1250         dsp->vector_fmul_add(out, v + (1024 >> div), sbr_qmf_window + (512 >> div), out   , 64 >> div);
1251         dsp->vector_fmul_add(out, v + (1216 >> div), sbr_qmf_window + (576 >> div), out   , 64 >> div);
1252         out += 64 >> div;
1253     }
1254 }
1255 #endif
1256
1257 /** High Frequency Generation (14496-3 sp04 p214+) and Inverse Filtering
1258  * (14496-3 sp04 p214)
1259  * Warning: This routine does not seem numerically stable.
1260  */
1261 static void sbr_hf_inverse_filter(SBRDSPContext *dsp,
1262                                   float (*alpha0)[2], float (*alpha1)[2],
1263                                   const float X_low[32][40][2], int k0)
1264 {
1265     int k;
1266     for (k = 0; k < k0; k++) {
1267         LOCAL_ALIGNED_16(float, phi, [3], [2][2]);
1268         float dk;
1269
1270         dsp->autocorrelate(X_low[k], phi);
1271
1272         dk =  phi[2][1][0] * phi[1][0][0] -
1273              (phi[1][1][0] * phi[1][1][0] + phi[1][1][1] * phi[1][1][1]) / 1.000001f;
1274
1275         if (!dk) {
1276             alpha1[k][0] = 0;
1277             alpha1[k][1] = 0;
1278         } else {
1279             float temp_real, temp_im;
1280             temp_real = phi[0][0][0] * phi[1][1][0] -
1281                         phi[0][0][1] * phi[1][1][1] -
1282                         phi[0][1][0] * phi[1][0][0];
1283             temp_im   = phi[0][0][0] * phi[1][1][1] +
1284                         phi[0][0][1] * phi[1][1][0] -
1285                         phi[0][1][1] * phi[1][0][0];
1286
1287             alpha1[k][0] = temp_real / dk;
1288             alpha1[k][1] = temp_im   / dk;
1289         }
1290
1291         if (!phi[1][0][0]) {
1292             alpha0[k][0] = 0;
1293             alpha0[k][1] = 0;
1294         } else {
1295             float temp_real, temp_im;
1296             temp_real = phi[0][0][0] + alpha1[k][0] * phi[1][1][0] +
1297                                        alpha1[k][1] * phi[1][1][1];
1298             temp_im   = phi[0][0][1] + alpha1[k][1] * phi[1][1][0] -
1299                                        alpha1[k][0] * phi[1][1][1];
1300
1301             alpha0[k][0] = -temp_real / phi[1][0][0];
1302             alpha0[k][1] = -temp_im   / phi[1][0][0];
1303         }
1304
1305         if (alpha1[k][0] * alpha1[k][0] + alpha1[k][1] * alpha1[k][1] >= 16.0f ||
1306            alpha0[k][0] * alpha0[k][0] + alpha0[k][1] * alpha0[k][1] >= 16.0f) {
1307             alpha1[k][0] = 0;
1308             alpha1[k][1] = 0;
1309             alpha0[k][0] = 0;
1310             alpha0[k][1] = 0;
1311         }
1312     }
1313 }
1314
1315 /// Chirp Factors (14496-3 sp04 p214)
1316 static void sbr_chirp(SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data)
1317 {
1318     int i;
1319     float new_bw;
1320     static const float bw_tab[] = { 0.0f, 0.75f, 0.9f, 0.98f };
1321
1322     for (i = 0; i < sbr->n_q; i++) {
1323         if (ch_data->bs_invf_mode[0][i] + ch_data->bs_invf_mode[1][i] == 1) {
1324             new_bw = 0.6f;
1325         } else
1326             new_bw = bw_tab[ch_data->bs_invf_mode[0][i]];
1327
1328         if (new_bw < ch_data->bw_array[i]) {
1329             new_bw = 0.75f    * new_bw + 0.25f    * ch_data->bw_array[i];
1330         } else
1331             new_bw = 0.90625f * new_bw + 0.09375f * ch_data->bw_array[i];
1332         ch_data->bw_array[i] = new_bw < 0.015625f ? 0.0f : new_bw;
1333     }
1334 }
1335
1336 /// Generate the subband filtered lowband
1337 static int sbr_lf_gen(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1338                       float X_low[32][40][2], const float W[2][32][32][2],
1339                       int buf_idx)
1340 {
1341     int i, k;
1342     const int t_HFGen = 8;
1343     const int i_f = 32;
1344     memset(X_low, 0, 32*sizeof(*X_low));
1345     for (k = 0; k < sbr->kx[1]; k++) {
1346         for (i = t_HFGen; i < i_f + t_HFGen; i++) {
1347             X_low[k][i][0] = W[buf_idx][i - t_HFGen][k][0];
1348             X_low[k][i][1] = W[buf_idx][i - t_HFGen][k][1];
1349         }
1350     }
1351     buf_idx = 1-buf_idx;
1352     for (k = 0; k < sbr->kx[0]; k++) {
1353         for (i = 0; i < t_HFGen; i++) {
1354             X_low[k][i][0] = W[buf_idx][i + i_f - t_HFGen][k][0];
1355             X_low[k][i][1] = W[buf_idx][i + i_f - t_HFGen][k][1];
1356         }
1357     }
1358     return 0;
1359 }
1360
1361 /// High Frequency Generator (14496-3 sp04 p215)
1362 static int sbr_hf_gen(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1363                       float X_high[64][40][2], const float X_low[32][40][2],
1364                       const float (*alpha0)[2], const float (*alpha1)[2],
1365                       const float bw_array[5], const uint8_t *t_env,
1366                       int bs_num_env)
1367 {
1368     int j, x;
1369     int g = 0;
1370     int k = sbr->kx[1];
1371     for (j = 0; j < sbr->num_patches; j++) {
1372         for (x = 0; x < sbr->patch_num_subbands[j]; x++, k++) {
1373             const int p = sbr->patch_start_subband[j] + x;
1374             while (g <= sbr->n_q && k >= sbr->f_tablenoise[g])
1375                 g++;
1376             g--;
1377
1378             if (g < 0) {
1379                 av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1380                        "ERROR : no subband found for frequency %d\n", k);
1381                 return -1;
1382             }
1383
1384             sbr->dsp.hf_gen(X_high[k] + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET,
1385                             X_low[p]  + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET,
1386                             alpha0[p], alpha1[p], bw_array[g],
1387                             2 * t_env[0], 2 * t_env[bs_num_env]);
1388         }
1389     }
1390     if (k < sbr->m[1] + sbr->kx[1])
1391         memset(X_high + k, 0, (sbr->m[1] + sbr->kx[1] - k) * sizeof(*X_high));
1392
1393     return 0;
1394 }
1395
1396 /// Generate the subband filtered lowband
1397 static int sbr_x_gen(SpectralBandReplication *sbr, float X[2][38][64],
1398                      const float Y0[38][64][2], const float Y1[38][64][2],
1399                      const float X_low[32][40][2], int ch)
1400 {
1401     int k, i;
1402     const int i_f = 32;
1403     const int i_Temp = FFMAX(2*sbr->data[ch].t_env_num_env_old - i_f, 0);
1404     memset(X, 0, 2*sizeof(*X));
1405     for (k = 0; k < sbr->kx[0]; k++) {
1406         for (i = 0; i < i_Temp; i++) {
1407             X[0][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0];
1408             X[1][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1];
1409         }
1410     }
1411     for (; k < sbr->kx[0] + sbr->m[0]; k++) {
1412         for (i = 0; i < i_Temp; i++) {
1413             X[0][i][k] = Y0[i + i_f][k][0];
1414             X[1][i][k] = Y0[i + i_f][k][1];
1415         }
1416     }
1417
1418     for (k = 0; k < sbr->kx[1]; k++) {
1419         for (i = i_Temp; i < 38; i++) {
1420             X[0][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0];
1421             X[1][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1];
1422         }
1423     }
1424     for (; k < sbr->kx[1] + sbr->m[1]; k++) {
1425         for (i = i_Temp; i < i_f; i++) {
1426             X[0][i][k] = Y1[i][k][0];
1427             X[1][i][k] = Y1[i][k][1];
1428         }
1429     }
1430     return 0;
1431 }
1432
1433 /** High Frequency Adjustment (14496-3 sp04 p217) and Mapping
1434  * (14496-3 sp04 p217)
1435  */
1436 static int sbr_mapping(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1437                         SBRData *ch_data, int e_a[2])
1438 {
1439     int e, i, m;
1440
1441     memset(ch_data->s_indexmapped[1], 0, 7*sizeof(ch_data->s_indexmapped[1]));
1442     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1443         const unsigned int ilim = sbr->n[ch_data->bs_freq_res[e + 1]];
1444         uint16_t *table = ch_data->bs_freq_res[e + 1] ? sbr->f_tablehigh : sbr->f_tablelow;
1445         int k;
1446
1447         if (sbr->kx[1] != table[0]) {
1448             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "kx != f_table{high,low}[0]. "
1449                    "Derived frequency tables were not regenerated.\n");
1450             sbr_turnoff(sbr);
1451             return AVERROR_BUG;
1452         }
1453         for (i = 0; i < ilim; i++)
1454             for (m = table[i]; m < table[i + 1]; m++)
1455                 sbr->e_origmapped[e][m - sbr->kx[1]] = ch_data->env_facs[e+1][i];
1456
1457         // ch_data->bs_num_noise > 1 => 2 noise floors
1458         k = (ch_data->bs_num_noise > 1) && (ch_data->t_env[e] >= ch_data->t_q[1]);
1459         for (i = 0; i < sbr->n_q; i++)
1460             for (m = sbr->f_tablenoise[i]; m < sbr->f_tablenoise[i + 1]; m++)
1461                 sbr->q_mapped[e][m - sbr->kx[1]] = ch_data->noise_facs[k+1][i];
1462
1463         for (i = 0; i < sbr->n[1]; i++) {
1464             if (ch_data->bs_add_harmonic_flag) {
1465                 const unsigned int m_midpoint =
1466                     (sbr->f_tablehigh[i] + sbr->f_tablehigh[i + 1]) >> 1;
1467
1468                 ch_data->s_indexmapped[e + 1][m_midpoint - sbr->kx[1]] = ch_data->bs_add_harmonic[i] *
1469                     (e >= e_a[1] || (ch_data->s_indexmapped[0][m_midpoint - sbr->kx[1]] == 1));
1470             }
1471         }
1472
1473         for (i = 0; i < ilim; i++) {
1474             int additional_sinusoid_present = 0;
1475             for (m = table[i]; m < table[i + 1]; m++) {
1476                 if (ch_data->s_indexmapped[e + 1][m - sbr->kx[1]]) {
1477                     additional_sinusoid_present = 1;
1478                     break;
1479                 }
1480             }
1481             memset(&sbr->s_mapped[e][table[i] - sbr->kx[1]], additional_sinusoid_present,
1482                    (table[i + 1] - table[i]) * sizeof(sbr->s_mapped[e][0]));
1483         }
1484     }
1485
1486     memcpy(ch_data->s_indexmapped[0], ch_data->s_indexmapped[ch_data->bs_num_env], sizeof(ch_data->s_indexmapped[0]));
1487     return 0;
1488 }
1489
1490 /// Estimation of current envelope (14496-3 sp04 p218)
1491 static void sbr_env_estimate(float (*e_curr)[48], float X_high[64][40][2],
1492                              SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data)
1493 {
1494     int e, m;
1495     int kx1 = sbr->kx[1];
1496
1497     if (sbr->bs_interpol_freq) {
1498         for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1499             const float recip_env_size = 0.5f / (ch_data->t_env[e + 1] - ch_data->t_env[e]);
1500             int ilb = ch_data->t_env[e]     * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1501             int iub = ch_data->t_env[e + 1] * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1502
1503             for (m = 0; m < sbr->m[1]; m++) {
1504                 float sum = sbr->dsp.sum_square(X_high[m+kx1] + ilb, iub - ilb);
1505                 e_curr[e][m] = sum * recip_env_size;
1506             }
1507         }
1508     } else {
1509         int k, p;
1510
1511         for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1512             const int env_size = 2 * (ch_data->t_env[e + 1] - ch_data->t_env[e]);
1513             int ilb = ch_data->t_env[e]     * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1514             int iub = ch_data->t_env[e + 1] * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1515             const uint16_t *table = ch_data->bs_freq_res[e + 1] ? sbr->f_tablehigh : sbr->f_tablelow;
1516
1517             for (p = 0; p < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[e + 1]]; p++) {
1518                 float sum = 0.0f;
1519                 const int den = env_size * (table[p + 1] - table[p]);
1520
1521                 for (k = table[p]; k < table[p + 1]; k++) {
1522                     sum += sbr->dsp.sum_square(X_high[k] + ilb, iub - ilb);
1523                 }
1524                 sum /= den;
1525                 for (k = table[p]; k < table[p + 1]; k++) {
1526                     e_curr[e][k - kx1] = sum;
1527                 }
1528             }
1529         }
1530     }
1531 }
1532
1533 /**
1534  * Calculation of levels of additional HF signal components (14496-3 sp04 p219)
1535  * and Calculation of gain (14496-3 sp04 p219)
1536  */
1537 static void sbr_gain_calc(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1538                           SBRData *ch_data, const int e_a[2])
1539 {
1540     int e, k, m;
1541     // max gain limits : -3dB, 0dB, 3dB, inf dB (limiter off)
1542     static const float limgain[4] = { 0.70795, 1.0, 1.41254, 10000000000 };
1543
1544     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1545         int delta = !((e == e_a[1]) || (e == e_a[0]));
1546         for (k = 0; k < sbr->n_lim; k++) {
1547             float gain_boost, gain_max;
1548             float sum[2] = { 0.0f, 0.0f };
1549             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1550                 const float temp = sbr->e_origmapped[e][m] / (1.0f + sbr->q_mapped[e][m]);
1551                 sbr->q_m[e][m] = sqrtf(temp * sbr->q_mapped[e][m]);
1552                 sbr->s_m[e][m] = sqrtf(temp * ch_data->s_indexmapped[e + 1][m]);
1553                 if (!sbr->s_mapped[e][m]) {
1554                     sbr->gain[e][m] = sqrtf(sbr->e_origmapped[e][m] /
1555                                             ((1.0f + sbr->e_curr[e][m]) *
1556                                              (1.0f + sbr->q_mapped[e][m] * delta)));
1557                 } else {
1558                     sbr->gain[e][m] = sqrtf(sbr->e_origmapped[e][m] * sbr->q_mapped[e][m] /
1559                                             ((1.0f + sbr->e_curr[e][m]) *
1560                                              (1.0f + sbr->q_mapped[e][m])));
1561                 }
1562             }
1563             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1564                 sum[0] += sbr->e_origmapped[e][m];
1565                 sum[1] += sbr->e_curr[e][m];
1566             }
1567             gain_max = limgain[sbr->bs_limiter_gains] * sqrtf((FLT_EPSILON + sum[0]) / (FLT_EPSILON + sum[1]));
1568             gain_max = FFMIN(100000.f, gain_max);
1569             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1570                 float q_m_max   = sbr->q_m[e][m] * gain_max / sbr->gain[e][m];
1571                 sbr->q_m[e][m]  = FFMIN(sbr->q_m[e][m], q_m_max);
1572                 sbr->gain[e][m] = FFMIN(sbr->gain[e][m], gain_max);
1573             }
1574             sum[0] = sum[1] = 0.0f;
1575             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1576                 sum[0] += sbr->e_origmapped[e][m];
1577                 sum[1] += sbr->e_curr[e][m] * sbr->gain[e][m] * sbr->gain[e][m]
1578                           + sbr->s_m[e][m] * sbr->s_m[e][m]
1579                           + (delta && !sbr->s_m[e][m]) * sbr->q_m[e][m] * sbr->q_m[e][m];
1580             }
1581             gain_boost = sqrtf((FLT_EPSILON + sum[0]) / (FLT_EPSILON + sum[1]));
1582             gain_boost = FFMIN(1.584893192f, gain_boost);
1583             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1584                 sbr->gain[e][m] *= gain_boost;
1585                 sbr->q_m[e][m]  *= gain_boost;
1586                 sbr->s_m[e][m]  *= gain_boost;
1587             }
1588         }
1589     }
1590 }
1591
1592 /// Assembling HF Signals (14496-3 sp04 p220)
1593 static void sbr_hf_assemble(float Y1[38][64][2],
1594                             const float X_high[64][40][2],
1595                             SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data,
1596                             const int e_a[2])
1597 {
1598     int e, i, j, m;
1599     const int h_SL = 4 * !sbr->bs_smoothing_mode;
1600     const int kx = sbr->kx[1];
1601     const int m_max = sbr->m[1];
1602     static const float h_smooth[5] = {
1603         0.33333333333333,
1604         0.30150283239582,
1605         0.21816949906249,
1606         0.11516383427084,
1607         0.03183050093751,
1608     };
1609     float (*g_temp)[48] = ch_data->g_temp, (*q_temp)[48] = ch_data->q_temp;
1610     int indexnoise = ch_data->f_indexnoise;
1611     int indexsine  = ch_data->f_indexsine;
1612
1613     if (sbr->reset) {
1614         for (i = 0; i < h_SL; i++) {
1615             memcpy(g_temp[i + 2*ch_data->t_env[0]], sbr->gain[0], m_max * sizeof(sbr->gain[0][0]));
1616             memcpy(q_temp[i + 2*ch_data->t_env[0]], sbr->q_m[0],  m_max * sizeof(sbr->q_m[0][0]));
1617         }
1618     } else if (h_SL) {
1619         memcpy(g_temp[2*ch_data->t_env[0]], g_temp[2*ch_data->t_env_num_env_old], 4*sizeof(g_temp[0]));
1620         memcpy(q_temp[2*ch_data->t_env[0]], q_temp[2*ch_data->t_env_num_env_old], 4*sizeof(q_temp[0]));
1621     }
1622
1623     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1624         for (i = 2 * ch_data->t_env[e]; i < 2 * ch_data->t_env[e + 1]; i++) {
1625             memcpy(g_temp[h_SL + i], sbr->gain[e], m_max * sizeof(sbr->gain[0][0]));
1626             memcpy(q_temp[h_SL + i], sbr->q_m[e],  m_max * sizeof(sbr->q_m[0][0]));
1627         }
1628     }
1629
1630     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1631         for (i = 2 * ch_data->t_env[e]; i < 2 * ch_data->t_env[e + 1]; i++) {
1632             LOCAL_ALIGNED_16(float, g_filt_tab, [48]);
1633             LOCAL_ALIGNED_16(float, q_filt_tab, [48]);
1634             float *g_filt, *q_filt;
1635
1636             if (h_SL && e != e_a[0] && e != e_a[1]) {
1637                 g_filt = g_filt_tab;
1638                 q_filt = q_filt_tab;
1639                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1640                     const int idx1 = i + h_SL;
1641                     g_filt[m] = 0.0f;
1642                     q_filt[m] = 0.0f;
1643                     for (j = 0; j <= h_SL; j++) {
1644                         g_filt[m] += g_temp[idx1 - j][m] * h_smooth[j];
1645                         q_filt[m] += q_temp[idx1 - j][m] * h_smooth[j];
1646                     }
1647                 }
1648             } else {
1649                 g_filt = g_temp[i + h_SL];
1650                 q_filt = q_temp[i];
1651             }
1652
1653             sbr->dsp.hf_g_filt(Y1[i] + kx, X_high + kx, g_filt, m_max,
1654                                i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET);
1655
1656             if (e != e_a[0] && e != e_a[1]) {
1657                 sbr->dsp.hf_apply_noise[indexsine](Y1[i] + kx, sbr->s_m[e],
1658                                                    q_filt, indexnoise,
1659                                                    kx, m_max);
1660             } else {
1661                 int idx = indexsine&1;
1662                 int A = (1-((indexsine+(kx & 1))&2));
1663                 int B = (A^(-idx)) + idx;
1664                 float *out = &Y1[i][kx][idx];
1665                 float *in  = sbr->s_m[e];
1666                 for (m = 0; m+1 < m_max; m+=2) {
1667                     out[2*m  ] += in[m  ] * A;
1668                     out[2*m+2] += in[m+1] * B;
1669                 }
1670                 if(m_max&1)
1671                     out[2*m  ] += in[m  ] * A;
1672             }
1673             indexnoise = (indexnoise + m_max) & 0x1ff;
1674             indexsine = (indexsine + 1) & 3;
1675         }
1676     }
1677     ch_data->f_indexnoise = indexnoise;
1678     ch_data->f_indexsine  = indexsine;
1679 }
1680
1681 void ff_sbr_apply(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr, int id_aac,
1682                   float* L, float* R)
1683 {
1684     int downsampled = ac->oc[1].m4ac.ext_sample_rate < sbr->sample_rate;
1685     int ch;
1686     int nch = (id_aac == TYPE_CPE) ? 2 : 1;
1687     int err;
1688
1689     if (!sbr->kx_and_m_pushed) {
1690         sbr->kx[0] = sbr->kx[1];
1691         sbr->m[0] = sbr->m[1];
1692     } else {
1693         sbr->kx_and_m_pushed = 0;
1694     }
1695
1696     if (sbr->start) {
1697         sbr_dequant(sbr, id_aac);
1698     }
1699     for (ch = 0; ch < nch; ch++) {
1700         /* decode channel */
1701         sbr_qmf_analysis(&ac->fdsp, &sbr->mdct_ana, &sbr->dsp, ch ? R : L, sbr->data[ch].analysis_filterbank_samples,
1702                          (float*)sbr->qmf_filter_scratch,
1703                          sbr->data[ch].W, sbr->data[ch].Ypos);
1704         sbr->c.sbr_lf_gen(ac, sbr, sbr->X_low, sbr->data[ch].W, sbr->data[ch].Ypos);
1705         sbr->data[ch].Ypos ^= 1;
1706         if (sbr->start) {
1707             sbr->c.sbr_hf_inverse_filter(&sbr->dsp, sbr->alpha0, sbr->alpha1, sbr->X_low, sbr->k[0]);
1708             sbr_chirp(sbr, &sbr->data[ch]);
1709             sbr_hf_gen(ac, sbr, sbr->X_high, sbr->X_low, sbr->alpha0, sbr->alpha1,
1710                        sbr->data[ch].bw_array, sbr->data[ch].t_env,
1711                        sbr->data[ch].bs_num_env);
1712
1713             // hf_adj
1714             err = sbr_mapping(ac, sbr, &sbr->data[ch], sbr->data[ch].e_a);
1715             if (!err) {
1716                 sbr_env_estimate(sbr->e_curr, sbr->X_high, sbr, &sbr->data[ch]);
1717                 sbr_gain_calc(ac, sbr, &sbr->data[ch], sbr->data[ch].e_a);
1718                 sbr->c.sbr_hf_assemble(sbr->data[ch].Y[sbr->data[ch].Ypos],
1719                                 sbr->X_high, sbr, &sbr->data[ch],
1720                                 sbr->data[ch].e_a);
1721             }
1722         }
1723
1724         /* synthesis */
1725         sbr->c.sbr_x_gen(sbr, sbr->X[ch],
1726                   sbr->data[ch].Y[1-sbr->data[ch].Ypos],
1727                   sbr->data[ch].Y[  sbr->data[ch].Ypos],
1728                   sbr->X_low, ch);
1729     }
1730
1731     if (ac->oc[1].m4ac.ps == 1) {
1732         if (sbr->ps.start) {
1733             ff_ps_apply(ac->avctx, &sbr->ps, sbr->X[0], sbr->X[1], sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
1734         } else {
1735             memcpy(sbr->X[1], sbr->X[0], sizeof(sbr->X[0]));
1736         }
1737         nch = 2;
1738     }
1739
1740     sbr_qmf_synthesis(&sbr->mdct, &sbr->dsp, &ac->fdsp,
1741                       L, sbr->X[0], sbr->qmf_filter_scratch,
1742                       sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples,
1743                       &sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples_offset,
1744                       downsampled);
1745     if (nch == 2)
1746         sbr_qmf_synthesis(&sbr->mdct, &sbr->dsp, &ac->fdsp,
1747                           R, sbr->X[1], sbr->qmf_filter_scratch,
1748                           sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples,
1749                           &sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples_offset,
1750                           downsampled);
1751 }
1752
1753 static void aacsbr_func_ptr_init(AACSBRContext *c)
1754 {
1755     c->sbr_lf_gen            = sbr_lf_gen;
1756     c->sbr_hf_assemble       = sbr_hf_assemble;
1757     c->sbr_x_gen             = sbr_x_gen;
1758     c->sbr_hf_inverse_filter = sbr_hf_inverse_filter;
1759
1760     if(ARCH_MIPS)
1761         ff_aacsbr_func_ptr_init_mips(c);
1762 }