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 "aacsbr_tablegen.h"
  34 #include "fft.h"
  35 #include "aacps.h"
  36 #include "sbrdsp.h"
  37 #include "libavutil/internal.h"
  38 #include "libavutil/libm.h"
  39 #include "libavutil/avassert.h"
  40
  41 #include <stdint.h>
  42 #include <float.h>
  43 #include <math.h>
  44
  45 #define ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET 2
  46 #define NOISE_FLOOR_OFFSET 6.0f
  47
  48 #if ARCH_MIPS
  49 #include "mips/aacsbr_mips.h"
  50 #endif /* ARCH_MIPS */
  51
  52 /**
  53  * SBR VLC tables
  54  */
  55 enum {
  56     T_HUFFMAN_ENV_1_5DB,
  57     F_HUFFMAN_ENV_1_5DB,
  58     T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB,
  59     F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB,
  60     T_HUFFMAN_ENV_3_0DB,
  61     F_HUFFMAN_ENV_3_0DB,
  62     T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB,
  63     F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB,
  64     T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB,
  65     T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB,
  66 };
  67
  68 /**
  69  * bs_frame_class - frame class of current SBR frame (14496-3 sp04 p98)
  70  */
  71 enum {
  72     FIXFIX,
  73     FIXVAR,
  74     VARFIX,
  75     VARVAR,
  76 };
  77
  78 enum {
  79     EXTENSION_ID_PS = 2,
  80 };
  81
  82 static VLC vlc_sbr[10];
  83 static const int8_t vlc_sbr_lav[10] =
  84     { 60, 60, 24, 24, 31, 31, 12, 12, 31, 12 };
  85
  86 #define SBR_INIT_VLC_STATIC(num, size) \
  87     INIT_VLC_STATIC(&vlc_sbr[num], 9, sbr_tmp[num].table_size / sbr_tmp[num].elem_size,     \
  88                     sbr_tmp[num].sbr_bits ,                      1,                      1, \
  89                     sbr_tmp[num].sbr_codes, sbr_tmp[num].elem_size, sbr_tmp[num].elem_size, \
  90                     size)
  91
  92 #define SBR_VLC_ROW(name) \
  93     { name ## _codes, name ## _bits, sizeof(name ## _codes), sizeof(name ## _codes[0]) }
  94
  95 static void aacsbr_func_ptr_init(AACSBRContext *c);
  96
  97 av_cold void ff_aac_sbr_init(void)
  98 {
  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     aacsbr_tableinit();
 128
 129     ff_ps_init();
 130 }
 131
 132 /** Places SBR in pure upsampling mode. */
 133 static void sbr_turnoff(SpectralBandReplication *sbr) {
 134     sbr->start = 0;
 135     // Init defults used in pure upsampling mode
 136     sbr->kx[1] = 32; //Typo in spec, kx' inits to 32
 137     sbr->m[1] = 0;
 138     // Reset values for first SBR header
 139     sbr->data[0].e_a[1] = sbr->data[1].e_a[1] = -1;
 140     memset(&sbr->spectrum_params, -1, sizeof(SpectrumParameters));
 141 }
 142
 143 av_cold void ff_aac_sbr_ctx_init(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
 144 {
 145     if(sbr->mdct.mdct_bits)
 146         return;
 147     sbr->kx[0] = sbr->kx[1];
 148     sbr_turnoff(sbr);
 149     sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples_offset = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - (1280 - 128);
 150     sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples_offset = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - (1280 - 128);
 151     /* SBR requires samples to be scaled to +/-32768.0 to work correctly.
 152      * mdct scale factors are adjusted to scale up from +/-1.0 at analysis
 153      * and scale back down at synthesis. */
 154     ff_mdct_init(&sbr->mdct,     7, 1, 1.0 / (64 * 32768.0));
 155     ff_mdct_init(&sbr->mdct_ana, 7, 1, -2.0 * 32768.0);
 156     ff_ps_ctx_init(&sbr->ps);
 157     ff_sbrdsp_init(&sbr->dsp);
 158     aacsbr_func_ptr_init(&sbr->c);
 159 }
 160
 161 av_cold void ff_aac_sbr_ctx_close(SpectralBandReplication *sbr)
 162 {
 163     ff_mdct_end(&sbr->mdct);
 164     ff_mdct_end(&sbr->mdct_ana);
 165 }
 166
 167 static int qsort_comparison_function_int16(const void *a, const void *b)
 168 {
 169     return *(const int16_t *)a - *(const int16_t *)b;
 170 }
 171
 172 static inline int in_table_int16(const int16_t *table, int last_el, int16_t needle)
 173 {
 174     int i;
 175     for (i = 0; i <= last_el; i++)
 176         if (table[i] == needle)
 177             return 1;
 178     return 0;
 179 }
 180
 181 /// Limiter Frequency Band Table (14496-3 sp04 p198)
 182 static void sbr_make_f_tablelim(SpectralBandReplication *sbr)
 183 {
 184     int k;
 185     if (sbr->bs_limiter_bands > 0) {
 186         static const float bands_warped[3] = { 1.32715174233856803909f,   //2^(0.49/1.2)
 187                                                1.18509277094158210129f,   //2^(0.49/2)
 188                                                1.11987160404675912501f }; //2^(0.49/3)
 189         const float lim_bands_per_octave_warped = bands_warped[sbr->bs_limiter_bands - 1];
 190         int16_t patch_borders[7];
 191         uint16_t *in = sbr->f_tablelim + 1, *out = sbr->f_tablelim;
 192
 193         patch_borders[0] = sbr->kx[1];
 194         for (k = 1; k <= sbr->num_patches; k++)
 195             patch_borders[k] = patch_borders[k-1] + sbr->patch_num_subbands[k-1];
 196
 197         memcpy(sbr->f_tablelim, sbr->f_tablelow,
 198                (sbr->n[0] + 1) * sizeof(sbr->f_tablelow[0]));
 199         if (sbr->num_patches > 1)
 200             memcpy(sbr->f_tablelim + sbr->n[0] + 1, patch_borders + 1,
 201                    (sbr->num_patches - 1) * sizeof(patch_borders[0]));
 202
 203         qsort(sbr->f_tablelim, sbr->num_patches + sbr->n[0],
 204               sizeof(sbr->f_tablelim[0]),
 205               qsort_comparison_function_int16);
 206
 207         sbr->n_lim = sbr->n[0] + sbr->num_patches - 1;
 208         while (out < sbr->f_tablelim + sbr->n_lim) {
 209             if (*in >= *out * lim_bands_per_octave_warped) {
 210                 *++out = *in++;
 211             } else if (*in == *out ||
 212                 !in_table_int16(patch_borders, sbr->num_patches, *in)) {
 213                 in++;
 214                 sbr->n_lim--;
 215             } else if (!in_table_int16(patch_borders, sbr->num_patches, *out)) {
 216                 *out = *in++;
 217                 sbr->n_lim--;
 218             } else {
 219                 *++out = *in++;
 220             }
 221         }
 222     } else {
 223         sbr->f_tablelim[0] = sbr->f_tablelow[0];
 224         sbr->f_tablelim[1] = sbr->f_tablelow[sbr->n[0]];
 225         sbr->n_lim = 1;
 226     }
 227 }
 228
 229 static unsigned int read_sbr_header(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb)
 230 {
 231     unsigned int cnt = get_bits_count(gb);
 232     uint8_t bs_header_extra_1;
 233     uint8_t bs_header_extra_2;
 234     int old_bs_limiter_bands = sbr->bs_limiter_bands;
 235     SpectrumParameters old_spectrum_params;
 236
 237     sbr->start = 1;
 238
 239     // Save last spectrum parameters variables to compare to new ones
 240     memcpy(&old_spectrum_params, &sbr->spectrum_params, sizeof(SpectrumParameters));
 241
 242     sbr->bs_amp_res_header              = get_bits1(gb);
 243     sbr->spectrum_params.bs_start_freq  = get_bits(gb, 4);
 244     sbr->spectrum_params.bs_stop_freq   = get_bits(gb, 4);
 245     sbr->spectrum_params.bs_xover_band  = get_bits(gb, 3);
 246                                           skip_bits(gb, 2); // bs_reserved
 247
 248     bs_header_extra_1 = get_bits1(gb);
 249     bs_header_extra_2 = get_bits1(gb);
 250
 251     if (bs_header_extra_1) {
 252         sbr->spectrum_params.bs_freq_scale  = get_bits(gb, 2);
 253         sbr->spectrum_params.bs_alter_scale = get_bits1(gb);
 254         sbr->spectrum_params.bs_noise_bands = get_bits(gb, 2);
 255     } else {
 256         sbr->spectrum_params.bs_freq_scale  = 2;
 257         sbr->spectrum_params.bs_alter_scale = 1;
 258         sbr->spectrum_params.bs_noise_bands = 2;
 259     }
 260
 261     // Check if spectrum parameters changed
 262     if (memcmp(&old_spectrum_params, &sbr->spectrum_params, sizeof(SpectrumParameters)))
 263         sbr->reset = 1;
 264
 265     if (bs_header_extra_2) {
 266         sbr->bs_limiter_bands  = get_bits(gb, 2);
 267         sbr->bs_limiter_gains  = get_bits(gb, 2);
 268         sbr->bs_interpol_freq  = get_bits1(gb);
 269         sbr->bs_smoothing_mode = get_bits1(gb);
 270     } else {
 271         sbr->bs_limiter_bands  = 2;
 272         sbr->bs_limiter_gains  = 2;
 273         sbr->bs_interpol_freq  = 1;
 274         sbr->bs_smoothing_mode = 1;
 275     }
 276
 277     if (sbr->bs_limiter_bands != old_bs_limiter_bands && !sbr->reset)
 278         sbr_make_f_tablelim(sbr);
 279
 280     return get_bits_count(gb) - cnt;
 281 }
 282
 283 static int array_min_int16(const int16_t *array, int nel)
 284 {
 285     int i, min = array[0];
 286     for (i = 1; i < nel; i++)
 287         min = FFMIN(array[i], min);
 288     return min;
 289 }
 290
 291 static void make_bands(int16_t* bands, int start, int stop, int num_bands)
 292 {
 293     int k, previous, present;
 294     float base, prod;
 295
 296     base = powf((float)stop / start, 1.0f / num_bands);
 297     prod = start;
 298     previous = start;
 299
 300     for (k = 0; k < num_bands-1; k++) {
 301         prod *= base;
 302         present  = lrintf(prod);
 303         bands[k] = present - previous;
 304         previous = present;
 305     }
 306     bands[num_bands-1] = stop - previous;
 307 }
 308
 309 static int check_n_master(AVCodecContext *avctx, int n_master, int bs_xover_band)
 310 {
 311     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 312     if (n_master <= 0) {
 313         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid n_master: %d\n", n_master);
 314         return -1;
 315     }
 316     if (bs_xover_band >= n_master) {
 317         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 318                "Invalid bitstream, crossover band index beyond array bounds: %d\n",
 319                bs_xover_band);
 320         return -1;
 321     }
 322     return 0;
 323 }
 324
 325 /// Master Frequency Band Table (14496-3 sp04 p194)
 326 static int sbr_make_f_master(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 327                              SpectrumParameters *spectrum)
 328 {
 329     unsigned int temp, max_qmf_subbands = 0;
 330     unsigned int start_min, stop_min;
 331     int k;
 332     const int8_t *sbr_offset_ptr;
 333     int16_t stop_dk[13];
 334
 335     if (sbr->sample_rate < 32000) {
 336         temp = 3000;
 337     } else if (sbr->sample_rate < 64000) {
 338         temp = 4000;
 339     } else
 340         temp = 5000;
 341
 342     switch (sbr->sample_rate) {
 343     case 16000:
 344         sbr_offset_ptr = sbr_offset[0];
 345         break;
 346     case 22050:
 347         sbr_offset_ptr = sbr_offset[1];
 348         break;
 349     case 24000:
 350         sbr_offset_ptr = sbr_offset[2];
 351         break;
 352     case 32000:
 353         sbr_offset_ptr = sbr_offset[3];
 354         break;
 355     case 44100: case 48000: case 64000:
 356         sbr_offset_ptr = sbr_offset[4];
 357         break;
 358     case 88200: case 96000: case 128000: case 176400: case 192000:
 359         sbr_offset_ptr = sbr_offset[5];
 360         break;
 361     default:
 362         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 363                "Unsupported sample rate for SBR: %d\n", sbr->sample_rate);
 364         return -1;
 365     }
 366
 367     start_min = ((temp << 7) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
 368     stop_min  = ((temp << 8) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
 369
 370     sbr->k[0] = start_min + sbr_offset_ptr[spectrum->bs_start_freq];
 371
 372     if (spectrum->bs_stop_freq < 14) {
 373         sbr->k[2] = stop_min;
 374         make_bands(stop_dk, stop_min, 64, 13);
 375         qsort(stop_dk, 13, sizeof(stop_dk[0]), qsort_comparison_function_int16);
 376         for (k = 0; k < spectrum->bs_stop_freq; k++)
 377             sbr->k[2] += stop_dk[k];
 378     } else if (spectrum->bs_stop_freq == 14) {
 379         sbr->k[2] = 2*sbr->k[0];
 380     } else if (spectrum->bs_stop_freq == 15) {
 381         sbr->k[2] = 3*sbr->k[0];
 382     } else {
 383         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 384                "Invalid bs_stop_freq: %d\n", spectrum->bs_stop_freq);
 385         return -1;
 386     }
 387     sbr->k[2] = FFMIN(64, sbr->k[2]);
 388
 389     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 390     if (sbr->sample_rate <= 32000) {
 391         max_qmf_subbands = 48;
 392     } else if (sbr->sample_rate == 44100) {
 393         max_qmf_subbands = 35;
 394     } else if (sbr->sample_rate >= 48000)
 395         max_qmf_subbands = 32;
 396     else
 397         av_assert0(0);
 398
 399     if (sbr->k[2] - sbr->k[0] > max_qmf_subbands) {
 400         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 401                "Invalid bitstream, too many QMF subbands: %d\n", sbr->k[2] - sbr->k[0]);
 402         return -1;
 403     }
 404
 405     if (!spectrum->bs_freq_scale) {
 406         int dk, k2diff;
 407
 408         dk = spectrum->bs_alter_scale + 1;
 409         sbr->n_master = ((sbr->k[2] - sbr->k[0] + (dk&2)) >> dk) << 1;
 410         if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 411             return -1;
 412
 413         for (k = 1; k <= sbr->n_master; k++)
 414             sbr->f_master[k] = dk;
 415
 416         k2diff = sbr->k[2] - sbr->k[0] - sbr->n_master * dk;
 417         if (k2diff < 0) {
 418             sbr->f_master[1]--;
 419             sbr->f_master[2]-= (k2diff < -1);
 420         } else if (k2diff) {
 421             sbr->f_master[sbr->n_master]++;
 422         }
 423
 424         sbr->f_master[0] = sbr->k[0];
 425         for (k = 1; k <= sbr->n_master; k++)
 426             sbr->f_master[k] += sbr->f_master[k - 1];
 427
 428     } else {
 429         int half_bands = 7 - spectrum->bs_freq_scale;      // bs_freq_scale  = {1,2,3}
 430         int two_regions, num_bands_0;
 431         int vdk0_max, vdk1_min;
 432         int16_t vk0[49];
 433
 434         if (49 * sbr->k[2] > 110 * sbr->k[0]) {
 435             two_regions = 1;
 436             sbr->k[1] = 2 * sbr->k[0];
 437         } else {
 438             two_regions = 0;
 439             sbr->k[1] = sbr->k[2];
 440         }
 441
 442         num_bands_0 = lrintf(half_bands * log2f(sbr->k[1] / (float)sbr->k[0])) * 2;
 443
 444         if (num_bands_0 <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 445             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid num_bands_0: %d\n", num_bands_0);
 446             return -1;
 447         }
 448
 449         vk0[0] = 0;
 450
 451         make_bands(vk0+1, sbr->k[0], sbr->k[1], num_bands_0);
 452
 453         qsort(vk0 + 1, num_bands_0, sizeof(vk0[1]), qsort_comparison_function_int16);
 454         vdk0_max = vk0[num_bands_0];
 455
 456         vk0[0] = sbr->k[0];
 457         for (k = 1; k <= num_bands_0; k++) {
 458             if (vk0[k] <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 459                 av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid vDk0[%d]: %d\n", k, vk0[k]);
 460                 return -1;
 461             }
 462             vk0[k] += vk0[k-1];
 463         }
 464
 465         if (two_regions) {
 466             int16_t vk1[49];
 467             float invwarp = spectrum->bs_alter_scale ? 0.76923076923076923077f
 468                                                      : 1.0f; // bs_alter_scale = {0,1}
 469             int num_bands_1 = lrintf(half_bands * invwarp *
 470                                      log2f(sbr->k[2] / (float)sbr->k[1])) * 2;
 471
 472             make_bands(vk1+1, sbr->k[1], sbr->k[2], num_bands_1);
 473
 474             vdk1_min = array_min_int16(vk1 + 1, num_bands_1);
 475
 476             if (vdk1_min < vdk0_max) {
 477                 int change;
 478                 qsort(vk1 + 1, num_bands_1, sizeof(vk1[1]), qsort_comparison_function_int16);
 479                 change = FFMIN(vdk0_max - vk1[1], (vk1[num_bands_1] - vk1[1]) >> 1);
 480                 vk1[1]           += change;
 481                 vk1[num_bands_1] -= change;
 482             }
 483
 484             qsort(vk1 + 1, num_bands_1, sizeof(vk1[1]), qsort_comparison_function_int16);
 485
 486             vk1[0] = sbr->k[1];
 487             for (k = 1; k <= num_bands_1; k++) {
 488                 if (vk1[k] <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 489                     av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid vDk1[%d]: %d\n", k, vk1[k]);
 490                     return -1;
 491                 }
 492                 vk1[k] += vk1[k-1];
 493             }
 494
 495             sbr->n_master = num_bands_0 + num_bands_1;
 496             if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 497                 return -1;
 498             memcpy(&sbr->f_master[0],               vk0,
 499                    (num_bands_0 + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 500             memcpy(&sbr->f_master[num_bands_0 + 1], vk1 + 1,
 501                     num_bands_1      * sizeof(sbr->f_master[0]));
 502
 503         } else {
 504             sbr->n_master = num_bands_0;
 505             if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 506                 return -1;
 507             memcpy(sbr->f_master, vk0, (num_bands_0 + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 508         }
 509     }
 510
 511     return 0;
 512 }
 513
 514 /// High Frequency Generation - Patch Construction (14496-3 sp04 p216 fig. 4.46)
 515 static int sbr_hf_calc_npatches(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
 516 {
 517     int i, k, sb = 0;
 518     int msb = sbr->k[0];
 519     int usb = sbr->kx[1];
 520     int goal_sb = ((1000 << 11) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
 521
 522     sbr->num_patches = 0;
 523
 524     if (goal_sb < sbr->kx[1] + sbr->m[1]) {
 525         for (k = 0; sbr->f_master[k] < goal_sb; k++) ;
 526     } else
 527         k = sbr->n_master;
 528
 529     do {
 530         int odd = 0;
 531         for (i = k; i == k || sb > (sbr->k[0] - 1 + msb - odd); i--) {
 532             sb = sbr->f_master[i];
 533             odd = (sb + sbr->k[0]) & 1;
 534         }
 535
 536         // Requirements (14496-3 sp04 p205) sets the maximum number of patches to 5.
 537         // After this check the final number of patches can still be six which is
 538         // illegal however the Coding Technologies decoder check stream has a final
 539         // count of 6 patches
 540         if (sbr->num_patches > 5) {
 541             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many patches: %d\n", sbr->num_patches);
 542             return -1;
 543         }
 544
 545         sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches]  = FFMAX(sb - usb, 0);
 546         sbr->patch_start_subband[sbr->num_patches] = sbr->k[0] - odd - sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches];
 547
 548         if (sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches] > 0) {
 549             usb = sb;
 550             msb = sb;
 551             sbr->num_patches++;
 552         } else
 553             msb = sbr->kx[1];
 554
 555         if (sbr->f_master[k] - sb < 3)
 556             k = sbr->n_master;
 557     } while (sb != sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
 558
 559     if (sbr->num_patches > 1 &&
 560         sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches - 1] < 3)
 561         sbr->num_patches--;
 562
 563     return 0;
 564 }
 565
 566 /// Derived Frequency Band Tables (14496-3 sp04 p197)
 567 static int sbr_make_f_derived(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
 568 {
 569     int k, temp;
 570
 571     sbr->n[1] = sbr->n_master - sbr->spectrum_params.bs_xover_band;
 572     sbr->n[0] = (sbr->n[1] + 1) >> 1;
 573
 574     memcpy(sbr->f_tablehigh, &sbr->f_master[sbr->spectrum_params.bs_xover_band],
 575            (sbr->n[1] + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 576     sbr->m[1] = sbr->f_tablehigh[sbr->n[1]] - sbr->f_tablehigh[0];
 577     sbr->kx[1] = sbr->f_tablehigh[0];
 578
 579     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 580     if (sbr->kx[1] + sbr->m[1] > 64) {
 581         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 582                "Stop frequency border too high: %d\n", sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
 583         return -1;
 584     }
 585     if (sbr->kx[1] > 32) {
 586         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Start frequency border too high: %d\n", sbr->kx[1]);
 587         return -1;
 588     }
 589
 590     sbr->f_tablelow[0] = sbr->f_tablehigh[0];
 591     temp = sbr->n[1] & 1;
 592     for (k = 1; k <= sbr->n[0]; k++)
 593         sbr->f_tablelow[k] = sbr->f_tablehigh[2 * k - temp];
 594
 595     sbr->n_q = FFMAX(1, lrintf(sbr->spectrum_params.bs_noise_bands *
 596                                log2f(sbr->k[2] / (float)sbr->kx[1]))); // 0 <= bs_noise_bands <= 3
 597     if (sbr->n_q > 5) {
 598         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many noise floor scale factors: %d\n", sbr->n_q);
 599         return -1;
 600     }
 601
 602     sbr->f_tablenoise[0] = sbr->f_tablelow[0];
 603     temp = 0;
 604     for (k = 1; k <= sbr->n_q; k++) {
 605         temp += (sbr->n[0] - temp) / (sbr->n_q + 1 - k);
 606         sbr->f_tablenoise[k] = sbr->f_tablelow[temp];
 607     }
 608
 609     if (sbr_hf_calc_npatches(ac, sbr) < 0)
 610         return -1;
 611
 612     sbr_make_f_tablelim(sbr);
 613
 614     sbr->data[0].f_indexnoise = 0;
 615     sbr->data[1].f_indexnoise = 0;
 616
 617     return 0;
 618 }
 619
 620 static av_always_inline void get_bits1_vector(GetBitContext *gb, uint8_t *vec,
 621                                               int elements)
 622 {
 623     int i;
 624     for (i = 0; i < elements; i++) {
 625         vec[i] = get_bits1(gb);
 626     }
 627 }
 628
 629 /** ceil(log2(index+1)) */
 630 static const int8_t ceil_log2[] = {
 631     0, 1, 2, 2, 3, 3,
 632 };
 633
 634 static int read_sbr_grid(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 635                          GetBitContext *gb, SBRData *ch_data)
 636 {
 637     int i;
 638     unsigned bs_pointer = 0;
 639     // frameLengthFlag ? 15 : 16; 960 sample length frames unsupported; this value is numTimeSlots
 640     int abs_bord_trail = 16;
 641     int num_rel_lead, num_rel_trail;
 642     unsigned bs_num_env_old = ch_data->bs_num_env;
 643
 644     ch_data->bs_freq_res[0] = ch_data->bs_freq_res[ch_data->bs_num_env];
 645     ch_data->bs_amp_res = sbr->bs_amp_res_header;
 646     ch_data->t_env_num_env_old = ch_data->t_env[bs_num_env_old];
 647
 648     switch (ch_data->bs_frame_class = get_bits(gb, 2)) {
 649     case FIXFIX:
 650         ch_data->bs_num_env                 = 1 << get_bits(gb, 2);
 651         num_rel_lead                        = ch_data->bs_num_env - 1;
 652         if (ch_data->bs_num_env == 1)
 653             ch_data->bs_amp_res = 0;
 654
 655         if (ch_data->bs_num_env > 4) {
 656             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 657                    "Invalid bitstream, too many SBR envelopes in FIXFIX type SBR frame: %d\n",
 658                    ch_data->bs_num_env);
 659             return -1;
 660         }
 661
 662         ch_data->t_env[0]                   = 0;
 663         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 664
 665         abs_bord_trail = (abs_bord_trail + (ch_data->bs_num_env >> 1)) /
 666                    ch_data->bs_num_env;
 667         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
 668             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + abs_bord_trail;
 669
 670         ch_data->bs_freq_res[1] = get_bits1(gb);
 671         for (i = 1; i < ch_data->bs_num_env; i++)
 672             ch_data->bs_freq_res[i + 1] = ch_data->bs_freq_res[1];
 673         break;
 674     case FIXVAR:
 675         abs_bord_trail                     += get_bits(gb, 2);
 676         num_rel_trail                       = get_bits(gb, 2);
 677         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_trail + 1;
 678         ch_data->t_env[0]                   = 0;
 679         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 680
 681         for (i = 0; i < num_rel_trail; i++)
 682             ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - 1 - i] =
 683                 ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - i] - 2 * get_bits(gb, 2) - 2;
 684
 685         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
 686
 687         for (i = 0; i < ch_data->bs_num_env; i++)
 688             ch_data->bs_freq_res[ch_data->bs_num_env - i] = get_bits1(gb);
 689         break;
 690     case VARFIX:
 691         ch_data->t_env[0]                   = get_bits(gb, 2);
 692         num_rel_lead                        = get_bits(gb, 2);
 693         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_lead + 1;
 694         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 695
 696         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
 697             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
 698
 699         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
 700
 701         get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_freq_res + 1, ch_data->bs_num_env);
 702         break;
 703     case VARVAR:
 704         ch_data->t_env[0]                   = get_bits(gb, 2);
 705         abs_bord_trail                     += get_bits(gb, 2);
 706         num_rel_lead                        = get_bits(gb, 2);
 707         num_rel_trail                       = get_bits(gb, 2);
 708         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_lead + num_rel_trail + 1;
 709
 710         if (ch_data->bs_num_env > 5) {
 711             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 712                    "Invalid bitstream, too many SBR envelopes in VARVAR type SBR frame: %d\n",
 713                    ch_data->bs_num_env);
 714             return -1;
 715         }
 716
 717         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 718
 719         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
 720             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
 721         for (i = 0; i < num_rel_trail; i++)
 722             ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - 1 - i] =
 723                 ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - i] - 2 * get_bits(gb, 2) - 2;
 724
 725         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
 726
 727         get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_freq_res + 1, ch_data->bs_num_env);
 728         break;
 729     }
 730
 731     if (bs_pointer > ch_data->bs_num_env + 1) {
 732         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 733                "Invalid bitstream, bs_pointer points to a middle noise border outside the time borders table: %d\n",
 734                bs_pointer);
 735         return -1;
 736     }
 737
 738     for (i = 1; i <= ch_data->bs_num_env; i++) {
 739         if (ch_data->t_env[i-1] > ch_data->t_env[i]) {
 740             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Non monotone time borders\n");
 741             return -1;
 742         }
 743     }
 744
 745     ch_data->bs_num_noise = (ch_data->bs_num_env > 1) + 1;
 746
 747     ch_data->t_q[0]                     = ch_data->t_env[0];
 748     ch_data->t_q[ch_data->bs_num_noise] = ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env];
 749     if (ch_data->bs_num_noise > 1) {
 750         unsigned int idx;
 751         if (ch_data->bs_frame_class == FIXFIX) {
 752             idx = ch_data->bs_num_env >> 1;
 753         } else if (ch_data->bs_frame_class & 1) { // FIXVAR or VARVAR
 754             idx = ch_data->bs_num_env - FFMAX((int)bs_pointer - 1, 1);
 755         } else { // VARFIX
 756             if (!bs_pointer)
 757                 idx = 1;
 758             else if (bs_pointer == 1)
 759                 idx = ch_data->bs_num_env - 1;
 760             else // bs_pointer > 1
 761                 idx = bs_pointer - 1;
 762         }
 763         ch_data->t_q[1] = ch_data->t_env[idx];
 764     }
 765
 766     ch_data->e_a[0] = -(ch_data->e_a[1] != bs_num_env_old); // l_APrev
 767     ch_data->e_a[1] = -1;
 768     if ((ch_data->bs_frame_class & 1) && bs_pointer) { // FIXVAR or VARVAR and bs_pointer != 0
 769         ch_data->e_a[1] = ch_data->bs_num_env + 1 - bs_pointer;
 770     } else if ((ch_data->bs_frame_class == 2) && (bs_pointer > 1)) // VARFIX and bs_pointer > 1
 771         ch_data->e_a[1] = bs_pointer - 1;
 772
 773     return 0;
 774 }
 775
 776 static void copy_sbr_grid(SBRData *dst, const SBRData *src) {
 777     //These variables are saved from the previous frame rather than copied
 778     dst->bs_freq_res[0]    = dst->bs_freq_res[dst->bs_num_env];
 779     dst->t_env_num_env_old = dst->t_env[dst->bs_num_env];
 780     dst->e_a[0]            = -(dst->e_a[1] != dst->bs_num_env);
 781
 782     //These variables are read from the bitstream and therefore copied
 783     memcpy(dst->bs_freq_res+1, src->bs_freq_res+1, sizeof(dst->bs_freq_res)-sizeof(*dst->bs_freq_res));
 784     memcpy(dst->t_env,         src->t_env,         sizeof(dst->t_env));
 785     memcpy(dst->t_q,           src->t_q,           sizeof(dst->t_q));
 786     dst->bs_num_env        = src->bs_num_env;
 787     dst->bs_amp_res        = src->bs_amp_res;
 788     dst->bs_num_noise      = src->bs_num_noise;
 789     dst->bs_frame_class    = src->bs_frame_class;
 790     dst->e_a[1]            = src->e_a[1];
 791 }
 792
 793 /// Read how the envelope and noise floor data is delta coded
 794 static void read_sbr_dtdf(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 795                           SBRData *ch_data)
 796 {
 797     get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_df_env,   ch_data->bs_num_env);
 798     get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_df_noise, ch_data->bs_num_noise);
 799 }
 800
 801 /// Read inverse filtering data
 802 static void read_sbr_invf(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 803                           SBRData *ch_data)
 804 {
 805     int i;
 806
 807     memcpy(ch_data->bs_invf_mode[1], ch_data->bs_invf_mode[0], 5 * sizeof(uint8_t));
 808     for (i = 0; i < sbr->n_q; i++)
 809         ch_data->bs_invf_mode[0][i] = get_bits(gb, 2);
 810 }
 811
 812 static void read_sbr_envelope(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 813                               SBRData *ch_data, int ch)
 814 {
 815     int bits;
 816     int i, j, k;
 817     VLC_TYPE (*t_huff)[2], (*f_huff)[2];
 818     int t_lav, f_lav;
 819     const int delta = (ch == 1 && sbr->bs_coupling == 1) + 1;
 820     const int odd = sbr->n[1] & 1;
 821
 822     if (sbr->bs_coupling && ch) {
 823         if (ch_data->bs_amp_res) {
 824             bits   = 5;
 825             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 826             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 827             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 828             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 829         } else {
 830             bits   = 6;
 831             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB].table;
 832             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB];
 833             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB].table;
 834             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB];
 835         }
 836     } else {
 837         if (ch_data->bs_amp_res) {
 838             bits   = 6;
 839             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 840             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 841             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 842             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 843         } else {
 844             bits   = 7;
 845             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_1_5DB].table;
 846             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_1_5DB];
 847             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_1_5DB].table;
 848             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_1_5DB];
 849         }
 850     }
 851
 852     for (i = 0; i < ch_data->bs_num_env; i++) {
 853         if (ch_data->bs_df_env[i]) {
 854             // bs_freq_res[0] == bs_freq_res[bs_num_env] from prev frame
 855             if (ch_data->bs_freq_res[i + 1] == ch_data->bs_freq_res[i]) {
 856                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++)
 857                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][j] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
 858             } else if (ch_data->bs_freq_res[i + 1]) {
 859                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++) {
 860                     k = (j + odd) >> 1; // find k such that f_tablelow[k] <= f_tablehigh[j] < f_tablelow[k + 1]
 861                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][k] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
 862                 }
 863             } else {
 864                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++) {
 865                     k = j ? 2*j - odd : 0; // find k such that f_tablehigh[k] == f_tablelow[j]
 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             }
 869         } else {
 870             ch_data->env_facs[i + 1][0] = delta * get_bits(gb, bits); // bs_env_start_value_balance
 871             for (j = 1; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++)
 872                 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);
 873         }
 874     }
 875
 876     //assign 0th elements of env_facs from last elements
 877     memcpy(ch_data->env_facs[0], ch_data->env_facs[ch_data->bs_num_env],
 878            sizeof(ch_data->env_facs[0]));
 879 }
 880
 881 static void read_sbr_noise(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 882                            SBRData *ch_data, int ch)
 883 {
 884     int i, j;
 885     VLC_TYPE (*t_huff)[2], (*f_huff)[2];
 886     int t_lav, f_lav;
 887     int delta = (ch == 1 && sbr->bs_coupling == 1) + 1;
 888
 889     if (sbr->bs_coupling && ch) {
 890         t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB].table;
 891         t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB];
 892         f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 893         f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 894     } else {
 895         t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB].table;
 896         t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB];
 897         f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 898         f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 899     }
 900
 901     for (i = 0; i < ch_data->bs_num_noise; i++) {
 902         if (ch_data->bs_df_noise[i]) {
 903             for (j = 0; j < sbr->n_q; j++)
 904                 ch_data->noise_facs[i + 1][j] = ch_data->noise_facs[i][j] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 2) - t_lav);
 905         } else {
 906             ch_data->noise_facs[i + 1][0] = delta * get_bits(gb, 5); // bs_noise_start_value_balance or bs_noise_start_value_level
 907             for (j = 1; j < sbr->n_q; j++)
 908                 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);
 909         }
 910     }
 911
 912     //assign 0th elements of noise_facs from last elements
 913     memcpy(ch_data->noise_facs[0], ch_data->noise_facs[ch_data->bs_num_noise],
 914            sizeof(ch_data->noise_facs[0]));
 915 }
 916
 917 static void read_sbr_extension(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 918                                GetBitContext *gb,
 919                                int bs_extension_id, int *num_bits_left)
 920 {
 921     switch (bs_extension_id) {
 922     case EXTENSION_ID_PS:
 923         if (!ac->oc[1].m4ac.ps) {
 924             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Parametric Stereo signaled to be not-present but was found in the bitstream.\n");
 925             skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
 926             *num_bits_left = 0;
 927         } else {
 928 #if 1
 929             *num_bits_left -= ff_ps_read_data(ac->avctx, gb, &sbr->ps, *num_bits_left);
 930             ac->avctx->profile = FF_PROFILE_AAC_HE_V2;
 931 #else
 932             avpriv_report_missing_feature(ac->avctx, "Parametric Stereo");
 933             skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
 934             *num_bits_left = 0;
 935 #endif
 936         }
 937         break;
 938     default:
 939         // some files contain 0-padding
 940         if (bs_extension_id || *num_bits_left > 16 || show_bits(gb, *num_bits_left))
 941             avpriv_request_sample(ac->avctx, "Reserved SBR extensions");
 942         skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
 943         *num_bits_left = 0;
 944         break;
 945     }
 946 }
 947
 948 static int read_sbr_single_channel_element(AACContext *ac,
 949                                             SpectralBandReplication *sbr,
 950                                             GetBitContext *gb)
 951 {
 952     if (get_bits1(gb)) // bs_data_extra
 953         skip_bits(gb, 4); // bs_reserved
 954
 955     if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]))
 956         return -1;
 957     read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 958     read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 959     read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 960     read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 961
 962     if ((sbr->data[0].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
 963         get_bits1_vector(gb, sbr->data[0].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
 964
 965     return 0;
 966 }
 967
 968 static int read_sbr_channel_pair_element(AACContext *ac,
 969                                           SpectralBandReplication *sbr,
 970                                           GetBitContext *gb)
 971 {
 972     if (get_bits1(gb))    // bs_data_extra
 973         skip_bits(gb, 8); // bs_reserved
 974
 975     if ((sbr->bs_coupling = get_bits1(gb))) {
 976         if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]))
 977             return -1;
 978         copy_sbr_grid(&sbr->data[1], &sbr->data[0]);
 979         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 980         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
 981         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 982         memcpy(sbr->data[1].bs_invf_mode[1], sbr->data[1].bs_invf_mode[0], sizeof(sbr->data[1].bs_invf_mode[0]));
 983         memcpy(sbr->data[1].bs_invf_mode[0], sbr->data[0].bs_invf_mode[0], sizeof(sbr->data[1].bs_invf_mode[0]));
 984         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 985         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 986         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 987         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 988     } else {
 989         if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]) ||
 990             read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[1]))
 991             return -1;
 992         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 993         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
 994         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 995         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
 996         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 997         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 998         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 999         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
1000     }
1001
1002     if ((sbr->data[0].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
1003         get_bits1_vector(gb, sbr->data[0].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
1004     if ((sbr->data[1].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
1005         get_bits1_vector(gb, sbr->data[1].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
1006
1007     return 0;
1008 }
1009
1010 static unsigned int read_sbr_data(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1011                                   GetBitContext *gb, int id_aac)
1012 {
1013     unsigned int cnt = get_bits_count(gb);
1014
1015     if (id_aac == TYPE_SCE || id_aac == TYPE_CCE) {
1016         if (read_sbr_single_channel_element(ac, sbr, gb)) {
1017             sbr_turnoff(sbr);
1018             return get_bits_count(gb) - cnt;
1019         }
1020     } else if (id_aac == TYPE_CPE) {
1021         if (read_sbr_channel_pair_element(ac, sbr, gb)) {
1022             sbr_turnoff(sbr);
1023             return get_bits_count(gb) - cnt;
1024         }
1025     } else {
1026         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1027             "Invalid bitstream - cannot apply SBR to element type %d\n", id_aac);
1028         sbr_turnoff(sbr);
1029         return get_bits_count(gb) - cnt;
1030     }
1031     if (get_bits1(gb)) { // bs_extended_data
1032         int num_bits_left = get_bits(gb, 4); // bs_extension_size
1033         if (num_bits_left == 15)
1034             num_bits_left += get_bits(gb, 8); // bs_esc_count
1035
1036         num_bits_left <<= 3;
1037         while (num_bits_left > 7) {
1038             num_bits_left -= 2;
1039             read_sbr_extension(ac, sbr, gb, get_bits(gb, 2), &num_bits_left); // bs_extension_id
1040         }
1041         if (num_bits_left < 0) {
1042             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "SBR Extension over read.\n");
1043         }
1044         if (num_bits_left > 0)
1045             skip_bits(gb, num_bits_left);
1046     }
1047
1048     return get_bits_count(gb) - cnt;
1049 }
1050
1051 static void sbr_reset(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
1052 {
1053     int err;
1054     err = sbr_make_f_master(ac, sbr, &sbr->spectrum_params);
1055     if (err >= 0)
1056         err = sbr_make_f_derived(ac, sbr);
1057     if (err < 0) {
1058         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1059                "SBR reset failed. Switching SBR to pure upsampling mode.\n");
1060         sbr_turnoff(sbr);
1061     }
1062 }
1063
1064 /**
1065  * Decode Spectral Band Replication extension data; reference: table 4.55.
1066  *
1067  * @param   crc flag indicating the presence of CRC checksum
1068  * @param   cnt length of TYPE_FIL syntactic element in bytes
1069  *
1070  * @return  Returns number of bytes consumed from the TYPE_FIL element.
1071  */
1072 int ff_decode_sbr_extension(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1073                             GetBitContext *gb_host, int crc, int cnt, int id_aac)
1074 {
1075     unsigned int num_sbr_bits = 0, num_align_bits;
1076     unsigned bytes_read;
1077     GetBitContext gbc = *gb_host, *gb = &gbc;
1078     skip_bits_long(gb_host, cnt*8 - 4);
1079
1080     sbr->reset = 0;
1081
1082     if (!sbr->sample_rate)
1083         sbr->sample_rate = 2 * ac->oc[1].m4ac.sample_rate; //TODO use the nominal sample rate for arbitrary sample rate support
1084     if (!ac->oc[1].m4ac.ext_sample_rate)
1085         ac->oc[1].m4ac.ext_sample_rate = 2 * ac->oc[1].m4ac.sample_rate;
1086
1087     if (crc) {
1088         skip_bits(gb, 10); // bs_sbr_crc_bits; TODO - implement CRC check
1089         num_sbr_bits += 10;
1090     }
1091
1092     //Save some state from the previous frame.
1093     sbr->kx[0] = sbr->kx[1];
1094     sbr->m[0] = sbr->m[1];
1095     sbr->kx_and_m_pushed = 1;
1096
1097     num_sbr_bits++;
1098     if (get_bits1(gb)) // bs_header_flag
1099         num_sbr_bits += read_sbr_header(sbr, gb);
1100
1101     if (sbr->reset)
1102         sbr_reset(ac, sbr);
1103
1104     if (sbr->start)
1105         num_sbr_bits  += read_sbr_data(ac, sbr, gb, id_aac);
1106
1107     num_align_bits = ((cnt << 3) - 4 - num_sbr_bits) & 7;
1108     bytes_read = ((num_sbr_bits + num_align_bits + 4) >> 3);
1109
1110     if (bytes_read > cnt) {
1111         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1112                "Expected to read %d SBR bytes actually read %d.\n", cnt, bytes_read);
1113     }
1114     return cnt;
1115 }
1116
1117 /// Dequantization and stereo decoding (14496-3 sp04 p203)
1118 static void sbr_dequant(SpectralBandReplication *sbr, int id_aac)
1119 {
1120     int k, e;
1121     int ch;
1122
1123     if (id_aac == TYPE_CPE && sbr->bs_coupling) {
1124         float alpha      = sbr->data[0].bs_amp_res ?  1.0f :  0.5f;
1125         float pan_offset = sbr->data[0].bs_amp_res ? 12.0f : 24.0f;
1126         for (e = 1; e <= sbr->data[0].bs_num_env; e++) {
1127             for (k = 0; k < sbr->n[sbr->data[0].bs_freq_res[e]]; k++) {
1128                 float temp1 = exp2f(sbr->data[0].env_facs[e][k] * alpha + 7.0f);
1129                 float temp2 = exp2f((pan_offset - sbr->data[1].env_facs[e][k]) * alpha);
1130                 float fac;
1131                 if (temp1 > 1E20) {
1132                     av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "envelope scalefactor overflow in dequant\n");
1133                     temp1 = 1;
1134                 }
1135                 fac   = temp1 / (1.0f + temp2);
1136                 sbr->data[0].env_facs[e][k] = fac;
1137                 sbr->data[1].env_facs[e][k] = fac * temp2;
1138             }
1139         }
1140         for (e = 1; e <= sbr->data[0].bs_num_noise; e++) {
1141             for (k = 0; k < sbr->n_q; k++) {
1142                 float temp1 = exp2f(NOISE_FLOOR_OFFSET - sbr->data[0].noise_facs[e][k] + 1);
1143                 float temp2 = exp2f(12 - sbr->data[1].noise_facs[e][k]);
1144                 float fac;
1145                 if (temp1 > 1E20) {
1146                     av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "envelope scalefactor overflow in dequant\n");
1147                     temp1 = 1;
1148                 }
1149                 fac = temp1 / (1.0f + temp2);
1150                 sbr->data[0].noise_facs[e][k] = fac;
1151                 sbr->data[1].noise_facs[e][k] = fac * temp2;
1152             }
1153         }
1154     } else { // SCE or one non-coupled CPE
1155         for (ch = 0; ch < (id_aac == TYPE_CPE) + 1; ch++) {
1156             float alpha = sbr->data[ch].bs_amp_res ? 1.0f : 0.5f;
1157             for (e = 1; e <= sbr->data[ch].bs_num_env; e++)
1158                 for (k = 0; k < sbr->n[sbr->data[ch].bs_freq_res[e]]; k++){
1159                     sbr->data[ch].env_facs[e][k] =
1160                         exp2f(alpha * sbr->data[ch].env_facs[e][k] + 6.0f);
1161                     if (sbr->data[ch].env_facs[e][k] > 1E20) {
1162                         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "envelope scalefactor overflow in dequant\n");
1163                         sbr->data[ch].env_facs[e][k] = 1;
1164                     }
1165                 }
1166
1167             for (e = 1; e <= sbr->data[ch].bs_num_noise; e++)
1168                 for (k = 0; k < sbr->n_q; k++)
1169                     sbr->data[ch].noise_facs[e][k] =
1170                         exp2f(NOISE_FLOOR_OFFSET - sbr->data[ch].noise_facs[e][k]);
1171         }
1172     }
1173 }
1174
1175 /**
1176  * Analysis QMF Bank (14496-3 sp04 p206)
1177  *
1178  * @param   x       pointer to the beginning of the first sample window
1179  * @param   W       array of complex-valued samples split into subbands
1180  */
1181 #ifndef sbr_qmf_analysis
1182 static void sbr_qmf_analysis(AVFloatDSPContext *dsp, FFTContext *mdct,
1183                              SBRDSPContext *sbrdsp, const float *in, float *x,
1184                              float z[320], float W[2][32][32][2], int buf_idx)
1185 {
1186     int i;
1187     memcpy(x    , x+1024, (320-32)*sizeof(x[0]));
1188     memcpy(x+288, in,         1024*sizeof(x[0]));
1189     for (i = 0; i < 32; i++) { // numTimeSlots*RATE = 16*2 as 960 sample frames
1190                                // are not supported
1191         dsp->vector_fmul_reverse(z, sbr_qmf_window_ds, x, 320);
1192         sbrdsp->sum64x5(z);
1193         sbrdsp->qmf_pre_shuffle(z);
1194         mdct->imdct_half(mdct, z, z+64);
1195         sbrdsp->qmf_post_shuffle(W[buf_idx][i], z);
1196         x += 32;
1197     }
1198 }
1199 #endif
1200
1201 /**
1202  * Synthesis QMF Bank (14496-3 sp04 p206) and Downsampled Synthesis QMF Bank
1203  * (14496-3 sp04 p206)
1204  */
1205 #ifndef sbr_qmf_synthesis
1206 static void sbr_qmf_synthesis(FFTContext *mdct,
1207                               SBRDSPContext *sbrdsp, AVFloatDSPContext *dsp,
1208                               float *out, float X[2][38][64],
1209                               float mdct_buf[2][64],
1210                               float *v0, int *v_off, const unsigned int div)
1211 {
1212     int i, n;
1213     const float *sbr_qmf_window = div ? sbr_qmf_window_ds : sbr_qmf_window_us;
1214     const int step = 128 >> div;
1215     float *v;
1216     for (i = 0; i < 32; i++) {
1217         if (*v_off < step) {
1218             int saved_samples = (1280 - 128) >> div;
1219             memcpy(&v0[SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - saved_samples], v0, saved_samples * sizeof(float));
1220             *v_off = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - saved_samples - step;
1221         } else {
1222             *v_off -= step;
1223         }
1224         v = v0 + *v_off;
1225         if (div) {
1226             for (n = 0; n < 32; n++) {
1227                 X[0][i][   n] = -X[0][i][n];
1228                 X[0][i][32+n] =  X[1][i][31-n];
1229             }
1230             mdct->imdct_half(mdct, mdct_buf[0], X[0][i]);
1231             sbrdsp->qmf_deint_neg(v, mdct_buf[0]);
1232         } else {
1233             sbrdsp->neg_odd_64(X[1][i]);
1234             mdct->imdct_half(mdct, mdct_buf[0], X[0][i]);
1235             mdct->imdct_half(mdct, mdct_buf[1], X[1][i]);
1236             sbrdsp->qmf_deint_bfly(v, mdct_buf[1], mdct_buf[0]);
1237         }
1238         dsp->vector_fmul    (out, v                , sbr_qmf_window                       , 64 >> div);
1239         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 192 >> div), sbr_qmf_window + ( 64 >> div), out   , 64 >> div);
1240         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 256 >> div), sbr_qmf_window + (128 >> div), out   , 64 >> div);
1241         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 448 >> div), sbr_qmf_window + (192 >> div), out   , 64 >> div);
1242         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 512 >> div), sbr_qmf_window + (256 >> div), out   , 64 >> div);
1243         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 704 >> div), sbr_qmf_window + (320 >> div), out   , 64 >> div);
1244         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 768 >> div), sbr_qmf_window + (384 >> div), out   , 64 >> div);
1245         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 960 >> div), sbr_qmf_window + (448 >> div), out   , 64 >> div);
1246         dsp->vector_fmul_add(out, v + (1024 >> div), sbr_qmf_window + (512 >> div), out   , 64 >> div);
1247         dsp->vector_fmul_add(out, v + (1216 >> div), sbr_qmf_window + (576 >> div), out   , 64 >> div);
1248         out += 64 >> div;
1249     }
1250 }
1251 #endif
1252
1253 /** High Frequency Generation (14496-3 sp04 p214+) and Inverse Filtering
1254  * (14496-3 sp04 p214)
1255  * Warning: This routine does not seem numerically stable.
1256  */
1257 static void sbr_hf_inverse_filter(SBRDSPContext *dsp,
1258                                   float (*alpha0)[2], float (*alpha1)[2],
1259                                   const float X_low[32][40][2], int k0)
1260 {
1261     int k;
1262     for (k = 0; k < k0; k++) {
1263         LOCAL_ALIGNED_16(float, phi, [3], [2][2]);
1264         float dk;
1265
1266         dsp->autocorrelate(X_low[k], phi);
1267
1268         dk =  phi[2][1][0] * phi[1][0][0] -
1269              (phi[1][1][0] * phi[1][1][0] + phi[1][1][1] * phi[1][1][1]) / 1.000001f;
1270
1271         if (!dk) {
1272             alpha1[k][0] = 0;
1273             alpha1[k][1] = 0;
1274         } else {
1275             float temp_real, temp_im;
1276             temp_real = phi[0][0][0] * phi[1][1][0] -
1277                         phi[0][0][1] * phi[1][1][1] -
1278                         phi[0][1][0] * phi[1][0][0];
1279             temp_im   = phi[0][0][0] * phi[1][1][1] +
1280                         phi[0][0][1] * phi[1][1][0] -
1281                         phi[0][1][1] * phi[1][0][0];
1282
1283             alpha1[k][0] = temp_real / dk;
1284             alpha1[k][1] = temp_im   / dk;
1285         }
1286
1287         if (!phi[1][0][0]) {
1288             alpha0[k][0] = 0;
1289             alpha0[k][1] = 0;
1290         } else {
1291             float temp_real, temp_im;
1292             temp_real = phi[0][0][0] + alpha1[k][0] * phi[1][1][0] +
1293                                        alpha1[k][1] * phi[1][1][1];
1294             temp_im   = phi[0][0][1] + alpha1[k][1] * phi[1][1][0] -
1295                                        alpha1[k][0] * phi[1][1][1];
1296
1297             alpha0[k][0] = -temp_real / phi[1][0][0];
1298             alpha0[k][1] = -temp_im   / phi[1][0][0];
1299         }
1300
1301         if (alpha1[k][0] * alpha1[k][0] + alpha1[k][1] * alpha1[k][1] >= 16.0f ||
1302            alpha0[k][0] * alpha0[k][0] + alpha0[k][1] * alpha0[k][1] >= 16.0f) {
1303             alpha1[k][0] = 0;
1304             alpha1[k][1] = 0;
1305             alpha0[k][0] = 0;
1306             alpha0[k][1] = 0;
1307         }
1308     }
1309 }
1310
1311 /// Chirp Factors (14496-3 sp04 p214)
1312 static void sbr_chirp(SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data)
1313 {
1314     int i;
1315     float new_bw;
1316     static const float bw_tab[] = { 0.0f, 0.75f, 0.9f, 0.98f };
1317
1318     for (i = 0; i < sbr->n_q; i++) {
1319         if (ch_data->bs_invf_mode[0][i] + ch_data->bs_invf_mode[1][i] == 1) {
1320             new_bw = 0.6f;
1321         } else
1322             new_bw = bw_tab[ch_data->bs_invf_mode[0][i]];
1323
1324         if (new_bw < ch_data->bw_array[i]) {
1325             new_bw = 0.75f    * new_bw + 0.25f    * ch_data->bw_array[i];
1326         } else
1327             new_bw = 0.90625f * new_bw + 0.09375f * ch_data->bw_array[i];
1328         ch_data->bw_array[i] = new_bw < 0.015625f ? 0.0f : new_bw;
1329     }
1330 }
1331
1332 /// Generate the subband filtered lowband
1333 static int sbr_lf_gen(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1334                       float X_low[32][40][2], const float W[2][32][32][2],
1335                       int buf_idx)
1336 {
1337     int i, k;
1338     const int t_HFGen = 8;
1339     const int i_f = 32;
1340     memset(X_low, 0, 32*sizeof(*X_low));
1341     for (k = 0; k < sbr->kx[1]; k++) {
1342         for (i = t_HFGen; i < i_f + t_HFGen; i++) {
1343             X_low[k][i][0] = W[buf_idx][i - t_HFGen][k][0];
1344             X_low[k][i][1] = W[buf_idx][i - t_HFGen][k][1];
1345         }
1346     }
1347     buf_idx = 1-buf_idx;
1348     for (k = 0; k < sbr->kx[0]; k++) {
1349         for (i = 0; i < t_HFGen; i++) {
1350             X_low[k][i][0] = W[buf_idx][i + i_f - t_HFGen][k][0];
1351             X_low[k][i][1] = W[buf_idx][i + i_f - t_HFGen][k][1];
1352         }
1353     }
1354     return 0;
1355 }
1356
1357 /// High Frequency Generator (14496-3 sp04 p215)
1358 static int sbr_hf_gen(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1359                       float X_high[64][40][2], const float X_low[32][40][2],
1360                       const float (*alpha0)[2], const float (*alpha1)[2],
1361                       const float bw_array[5], const uint8_t *t_env,
1362                       int bs_num_env)
1363 {
1364     int j, x;
1365     int g = 0;
1366     int k = sbr->kx[1];
1367     for (j = 0; j < sbr->num_patches; j++) {
1368         for (x = 0; x < sbr->patch_num_subbands[j]; x++, k++) {
1369             const int p = sbr->patch_start_subband[j] + x;
1370             while (g <= sbr->n_q && k >= sbr->f_tablenoise[g])
1371                 g++;
1372             g--;
1373
1374             if (g < 0) {
1375                 av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1376                        "ERROR : no subband found for frequency %d\n", k);
1377                 return -1;
1378             }
1379
1380             sbr->dsp.hf_gen(X_high[k] + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET,
1381                             X_low[p]  + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET,
1382                             alpha0[p], alpha1[p], bw_array[g],
1383                             2 * t_env[0], 2 * t_env[bs_num_env]);
1384         }
1385     }
1386     if (k < sbr->m[1] + sbr->kx[1])
1387         memset(X_high + k, 0, (sbr->m[1] + sbr->kx[1] - k) * sizeof(*X_high));
1388
1389     return 0;
1390 }
1391
1392 /// Generate the subband filtered lowband
1393 static int sbr_x_gen(SpectralBandReplication *sbr, float X[2][38][64],
1394                      const float Y0[38][64][2], const float Y1[38][64][2],
1395                      const float X_low[32][40][2], int ch)
1396 {
1397     int k, i;
1398     const int i_f = 32;
1399     const int i_Temp = FFMAX(2*sbr->data[ch].t_env_num_env_old - i_f, 0);
1400     memset(X, 0, 2*sizeof(*X));
1401     for (k = 0; k < sbr->kx[0]; k++) {
1402         for (i = 0; i < i_Temp; i++) {
1403             X[0][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0];
1404             X[1][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1];
1405         }
1406     }
1407     for (; k < sbr->kx[0] + sbr->m[0]; k++) {
1408         for (i = 0; i < i_Temp; i++) {
1409             X[0][i][k] = Y0[i + i_f][k][0];
1410             X[1][i][k] = Y0[i + i_f][k][1];
1411         }
1412     }
1413
1414     for (k = 0; k < sbr->kx[1]; k++) {
1415         for (i = i_Temp; i < 38; i++) {
1416             X[0][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0];
1417             X[1][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1];
1418         }
1419     }
1420     for (; k < sbr->kx[1] + sbr->m[1]; k++) {
1421         for (i = i_Temp; i < i_f; i++) {
1422             X[0][i][k] = Y1[i][k][0];
1423             X[1][i][k] = Y1[i][k][1];
1424         }
1425     }
1426     return 0;
1427 }
1428
1429 /** High Frequency Adjustment (14496-3 sp04 p217) and Mapping
1430  * (14496-3 sp04 p217)
1431  */
1432 static int sbr_mapping(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1433                         SBRData *ch_data, int e_a[2])
1434 {
1435     int e, i, m;
1436
1437     memset(ch_data->s_indexmapped[1], 0, 7*sizeof(ch_data->s_indexmapped[1]));
1438     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1439         const unsigned int ilim = sbr->n[ch_data->bs_freq_res[e + 1]];
1440         uint16_t *table = ch_data->bs_freq_res[e + 1] ? sbr->f_tablehigh : sbr->f_tablelow;
1441         int k;
1442
1443         if (sbr->kx[1] != table[0]) {
1444             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "kx != f_table{high,low}[0]. "
1445                    "Derived frequency tables were not regenerated.\n");
1446             sbr_turnoff(sbr);
1447             return AVERROR_BUG;
1448         }
1449         for (i = 0; i < ilim; i++)
1450             for (m = table[i]; m < table[i + 1]; m++)
1451                 sbr->e_origmapped[e][m - sbr->kx[1]] = ch_data->env_facs[e+1][i];
1452
1453         // ch_data->bs_num_noise > 1 => 2 noise floors
1454         k = (ch_data->bs_num_noise > 1) && (ch_data->t_env[e] >= ch_data->t_q[1]);
1455         for (i = 0; i < sbr->n_q; i++)
1456             for (m = sbr->f_tablenoise[i]; m < sbr->f_tablenoise[i + 1]; m++)
1457                 sbr->q_mapped[e][m - sbr->kx[1]] = ch_data->noise_facs[k+1][i];
1458
1459         for (i = 0; i < sbr->n[1]; i++) {
1460             if (ch_data->bs_add_harmonic_flag) {
1461                 const unsigned int m_midpoint =
1462                     (sbr->f_tablehigh[i] + sbr->f_tablehigh[i + 1]) >> 1;
1463
1464                 ch_data->s_indexmapped[e + 1][m_midpoint - sbr->kx[1]] = ch_data->bs_add_harmonic[i] *
1465                     (e >= e_a[1] || (ch_data->s_indexmapped[0][m_midpoint - sbr->kx[1]] == 1));
1466             }
1467         }
1468
1469         for (i = 0; i < ilim; i++) {
1470             int additional_sinusoid_present = 0;
1471             for (m = table[i]; m < table[i + 1]; m++) {
1472                 if (ch_data->s_indexmapped[e + 1][m - sbr->kx[1]]) {
1473                     additional_sinusoid_present = 1;
1474                     break;
1475                 }
1476             }
1477             memset(&sbr->s_mapped[e][table[i] - sbr->kx[1]], additional_sinusoid_present,
1478                    (table[i + 1] - table[i]) * sizeof(sbr->s_mapped[e][0]));
1479         }
1480     }
1481
1482     memcpy(ch_data->s_indexmapped[0], ch_data->s_indexmapped[ch_data->bs_num_env], sizeof(ch_data->s_indexmapped[0]));
1483     return 0;
1484 }
1485
1486 /// Estimation of current envelope (14496-3 sp04 p218)
1487 static void sbr_env_estimate(float (*e_curr)[48], float X_high[64][40][2],
1488                              SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data)
1489 {
1490     int e, m;
1491     int kx1 = sbr->kx[1];
1492
1493     if (sbr->bs_interpol_freq) {
1494         for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1495             const float recip_env_size = 0.5f / (ch_data->t_env[e + 1] - ch_data->t_env[e]);
1496             int ilb = ch_data->t_env[e]     * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1497             int iub = ch_data->t_env[e + 1] * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1498
1499             for (m = 0; m < sbr->m[1]; m++) {
1500                 float sum = sbr->dsp.sum_square(X_high[m+kx1] + ilb, iub - ilb);
1501                 e_curr[e][m] = sum * recip_env_size;
1502             }
1503         }
1504     } else {
1505         int k, p;
1506
1507         for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1508             const int env_size = 2 * (ch_data->t_env[e + 1] - ch_data->t_env[e]);
1509             int ilb = ch_data->t_env[e]     * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1510             int iub = ch_data->t_env[e + 1] * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1511             const uint16_t *table = ch_data->bs_freq_res[e + 1] ? sbr->f_tablehigh : sbr->f_tablelow;
1512
1513             for (p = 0; p < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[e + 1]]; p++) {
1514                 float sum = 0.0f;
1515                 const int den = env_size * (table[p + 1] - table[p]);
1516
1517                 for (k = table[p]; k < table[p + 1]; k++) {
1518                     sum += sbr->dsp.sum_square(X_high[k] + ilb, iub - ilb);
1519                 }
1520                 sum /= den;
1521                 for (k = table[p]; k < table[p + 1]; k++) {
1522                     e_curr[e][k - kx1] = sum;
1523                 }
1524             }
1525         }
1526     }
1527 }
1528
1529 /**
1530  * Calculation of levels of additional HF signal components (14496-3 sp04 p219)
1531  * and Calculation of gain (14496-3 sp04 p219)
1532  */
1533 static void sbr_gain_calc(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1534                           SBRData *ch_data, const int e_a[2])
1535 {
1536     int e, k, m;
1537     // max gain limits : -3dB, 0dB, 3dB, inf dB (limiter off)
1538     static const float limgain[4] = { 0.70795, 1.0, 1.41254, 10000000000 };
1539
1540     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1541         int delta = !((e == e_a[1]) || (e == e_a[0]));
1542         for (k = 0; k < sbr->n_lim; k++) {
1543             float gain_boost, gain_max;
1544             float sum[2] = { 0.0f, 0.0f };
1545             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1546                 const float temp = sbr->e_origmapped[e][m] / (1.0f + sbr->q_mapped[e][m]);
1547                 sbr->q_m[e][m] = sqrtf(temp * sbr->q_mapped[e][m]);
1548                 sbr->s_m[e][m] = sqrtf(temp * ch_data->s_indexmapped[e + 1][m]);
1549                 if (!sbr->s_mapped[e][m]) {
1550                     sbr->gain[e][m] = sqrtf(sbr->e_origmapped[e][m] /
1551                                             ((1.0f + sbr->e_curr[e][m]) *
1552                                              (1.0f + sbr->q_mapped[e][m] * delta)));
1553                 } else {
1554                     sbr->gain[e][m] = sqrtf(sbr->e_origmapped[e][m] * sbr->q_mapped[e][m] /
1555                                             ((1.0f + sbr->e_curr[e][m]) *
1556                                              (1.0f + sbr->q_mapped[e][m])));
1557                 }
1558             }
1559             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1560                 sum[0] += sbr->e_origmapped[e][m];
1561                 sum[1] += sbr->e_curr[e][m];
1562             }
1563             gain_max = limgain[sbr->bs_limiter_gains] * sqrtf((FLT_EPSILON + sum[0]) / (FLT_EPSILON + sum[1]));
1564             gain_max = FFMIN(100000.f, gain_max);
1565             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1566                 float q_m_max   = sbr->q_m[e][m] * gain_max / sbr->gain[e][m];
1567                 sbr->q_m[e][m]  = FFMIN(sbr->q_m[e][m], q_m_max);
1568                 sbr->gain[e][m] = FFMIN(sbr->gain[e][m], gain_max);
1569             }
1570             sum[0] = sum[1] = 0.0f;
1571             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1572                 sum[0] += sbr->e_origmapped[e][m];
1573                 sum[1] += sbr->e_curr[e][m] * sbr->gain[e][m] * sbr->gain[e][m]
1574                           + sbr->s_m[e][m] * sbr->s_m[e][m]
1575                           + (delta && !sbr->s_m[e][m]) * sbr->q_m[e][m] * sbr->q_m[e][m];
1576             }
1577             gain_boost = sqrtf((FLT_EPSILON + sum[0]) / (FLT_EPSILON + sum[1]));
1578             gain_boost = FFMIN(1.584893192f, gain_boost);
1579             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1580                 sbr->gain[e][m] *= gain_boost;
1581                 sbr->q_m[e][m]  *= gain_boost;
1582                 sbr->s_m[e][m]  *= gain_boost;
1583             }
1584         }
1585     }
1586 }
1587
1588 /// Assembling HF Signals (14496-3 sp04 p220)
1589 static void sbr_hf_assemble(float Y1[38][64][2],
1590                             const float X_high[64][40][2],
1591                             SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data,
1592                             const int e_a[2])
1593 {
1594     int e, i, j, m;
1595     const int h_SL = 4 * !sbr->bs_smoothing_mode;
1596     const int kx = sbr->kx[1];
1597     const int m_max = sbr->m[1];
1598     static const float h_smooth[5] = {
1599         0.33333333333333,
1600         0.30150283239582,
1601         0.21816949906249,
1602         0.11516383427084,
1603         0.03183050093751,
1604     };
1605     float (*g_temp)[48] = ch_data->g_temp, (*q_temp)[48] = ch_data->q_temp;
1606     int indexnoise = ch_data->f_indexnoise;
1607     int indexsine  = ch_data->f_indexsine;
1608
1609     if (sbr->reset) {
1610         for (i = 0; i < h_SL; i++) {
1611             memcpy(g_temp[i + 2*ch_data->t_env[0]], sbr->gain[0], m_max * sizeof(sbr->gain[0][0]));
1612             memcpy(q_temp[i + 2*ch_data->t_env[0]], sbr->q_m[0],  m_max * sizeof(sbr->q_m[0][0]));
1613         }
1614     } else if (h_SL) {
1615         for (i = 0; i < 4; i++) {
1616             memcpy(g_temp[i + 2 * ch_data->t_env[0]],
1617                    g_temp[i + 2 * ch_data->t_env_num_env_old],
1618                    sizeof(g_temp[0]));
1619             memcpy(q_temp[i + 2 * ch_data->t_env[0]],
1620                    q_temp[i + 2 * ch_data->t_env_num_env_old],
1621                    sizeof(q_temp[0]));
1622         }
1623     }
1624
1625     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1626         for (i = 2 * ch_data->t_env[e]; i < 2 * ch_data->t_env[e + 1]; i++) {
1627             memcpy(g_temp[h_SL + i], sbr->gain[e], m_max * sizeof(sbr->gain[0][0]));
1628             memcpy(q_temp[h_SL + i], sbr->q_m[e],  m_max * sizeof(sbr->q_m[0][0]));
1629         }
1630     }
1631
1632     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1633         for (i = 2 * ch_data->t_env[e]; i < 2 * ch_data->t_env[e + 1]; i++) {
1634             LOCAL_ALIGNED_16(float, g_filt_tab, [48]);
1635             LOCAL_ALIGNED_16(float, q_filt_tab, [48]);
1636             float *g_filt, *q_filt;
1637
1638             if (h_SL && e != e_a[0] && e != e_a[1]) {
1639                 g_filt = g_filt_tab;
1640                 q_filt = q_filt_tab;
1641                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1642                     const int idx1 = i + h_SL;
1643                     g_filt[m] = 0.0f;
1644                     q_filt[m] = 0.0f;
1645                     for (j = 0; j <= h_SL; j++) {
1646                         g_filt[m] += g_temp[idx1 - j][m] * h_smooth[j];
1647                         q_filt[m] += q_temp[idx1 - j][m] * h_smooth[j];
1648                     }
1649                 }
1650             } else {
1651                 g_filt = g_temp[i + h_SL];
1652                 q_filt = q_temp[i];
1653             }
1654
1655             sbr->dsp.hf_g_filt(Y1[i] + kx, X_high + kx, g_filt, m_max,
1656                                i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET);
1657
1658             if (e != e_a[0] && e != e_a[1]) {
1659                 sbr->dsp.hf_apply_noise[indexsine](Y1[i] + kx, sbr->s_m[e],
1660                                                    q_filt, indexnoise,
1661                                                    kx, m_max);
1662             } else {
1663                 int idx = indexsine&1;
1664                 int A = (1-((indexsine+(kx & 1))&2));
1665                 int B = (A^(-idx)) + idx;
1666                 float *out = &Y1[i][kx][idx];
1667                 float *in  = sbr->s_m[e];
1668                 for (m = 0; m+1 < m_max; m+=2) {
1669                     out[2*m  ] += in[m  ] * A;
1670                     out[2*m+2] += in[m+1] * B;
1671                 }
1672                 if(m_max&1)
1673                     out[2*m  ] += in[m  ] * A;
1674             }
1675             indexnoise = (indexnoise + m_max) & 0x1ff;
1676             indexsine = (indexsine + 1) & 3;
1677         }
1678     }
1679     ch_data->f_indexnoise = indexnoise;
1680     ch_data->f_indexsine  = indexsine;
1681 }
1682
1683 void ff_sbr_apply(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr, int id_aac,
1684                   float* L, float* R)
1685 {
1686     int downsampled = ac->oc[1].m4ac.ext_sample_rate < sbr->sample_rate;
1687     int ch;
1688     int nch = (id_aac == TYPE_CPE) ? 2 : 1;
1689     int err;
1690
1691     if (!sbr->kx_and_m_pushed) {
1692         sbr->kx[0] = sbr->kx[1];
1693         sbr->m[0] = sbr->m[1];
1694     } else {
1695         sbr->kx_and_m_pushed = 0;
1696     }
1697
1698     if (sbr->start) {
1699         sbr_dequant(sbr, id_aac);
1700     }
1701     for (ch = 0; ch < nch; ch++) {
1702         /* decode channel */
1703         sbr_qmf_analysis(ac->fdsp, &sbr->mdct_ana, &sbr->dsp, ch ? R : L, sbr->data[ch].analysis_filterbank_samples,
1704                          (float*)sbr->qmf_filter_scratch,
1705                          sbr->data[ch].W, sbr->data[ch].Ypos);
1706         sbr->c.sbr_lf_gen(ac, sbr, sbr->X_low,
1707                           (const float (*)[32][32][2]) sbr->data[ch].W,
1708                           sbr->data[ch].Ypos);
1709         sbr->data[ch].Ypos ^= 1;
1710         if (sbr->start) {
1711             sbr->c.sbr_hf_inverse_filter(&sbr->dsp, sbr->alpha0, sbr->alpha1,
1712                                          (const float (*)[40][2]) sbr->X_low, sbr->k[0]);
1713             sbr_chirp(sbr, &sbr->data[ch]);
1714             sbr_hf_gen(ac, sbr, sbr->X_high,
1715                        (const float (*)[40][2]) sbr->X_low,
1716                        (const float (*)[2]) sbr->alpha0,
1717                        (const float (*)[2]) sbr->alpha1,
1718                        sbr->data[ch].bw_array, sbr->data[ch].t_env,
1719                        sbr->data[ch].bs_num_env);
1720
1721             // hf_adj
1722             err = sbr_mapping(ac, sbr, &sbr->data[ch], sbr->data[ch].e_a);
1723             if (!err) {
1724                 sbr_env_estimate(sbr->e_curr, sbr->X_high, sbr, &sbr->data[ch]);
1725                 sbr_gain_calc(ac, sbr, &sbr->data[ch], sbr->data[ch].e_a);
1726                 sbr->c.sbr_hf_assemble(sbr->data[ch].Y[sbr->data[ch].Ypos],
1727                                 (const float (*)[40][2]) sbr->X_high,
1728                                 sbr, &sbr->data[ch],
1729                                 sbr->data[ch].e_a);
1730             }
1731         }
1732
1733         /* synthesis */
1734         sbr->c.sbr_x_gen(sbr, sbr->X[ch],
1735                   (const float (*)[64][2]) sbr->data[ch].Y[1-sbr->data[ch].Ypos],
1736                   (const float (*)[64][2]) sbr->data[ch].Y[  sbr->data[ch].Ypos],
1737                   (const float (*)[40][2]) sbr->X_low, ch);
1738     }
1739
1740     if (ac->oc[1].m4ac.ps == 1) {
1741         if (sbr->ps.start) {
1742             ff_ps_apply(ac->avctx, &sbr->ps, sbr->X[0], sbr->X[1], sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
1743         } else {
1744             memcpy(sbr->X[1], sbr->X[0], sizeof(sbr->X[0]));
1745         }
1746         nch = 2;
1747     }
1748
1749     sbr_qmf_synthesis(&sbr->mdct, &sbr->dsp, ac->fdsp,
1750                       L, sbr->X[0], sbr->qmf_filter_scratch,
1751                       sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples,
1752                       &sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples_offset,
1753                       downsampled);
1754     if (nch == 2)
1755         sbr_qmf_synthesis(&sbr->mdct, &sbr->dsp, ac->fdsp,
1756                           R, sbr->X[1], sbr->qmf_filter_scratch,
1757                           sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples,
1758                           &sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples_offset,
1759                           downsampled);
1760 }
1761
1762 static void aacsbr_func_ptr_init(AACSBRContext *c)
1763 {
1764     c->sbr_lf_gen            = sbr_lf_gen;
1765     c->sbr_hf_assemble       = sbr_hf_assemble;
1766     c->sbr_x_gen             = sbr_x_gen;
1767     c->sbr_hf_inverse_filter = sbr_hf_inverse_filter;
1768
1769     if(ARCH_MIPS)
1770         ff_aacsbr_func_ptr_init_mips(c);
1771 }