git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/ac3dec.c

   1 /*
   2  * AC-3 Audio Decoder
   3  * This code was developed as part of Google Summer of Code 2006.
   4  * E-AC-3 support was added as part of Google Summer of Code 2007.
   5  *
   6  * Copyright (c) 2006 Kartikey Mahendra BHATT (bhattkm at gmail dot com)
   7  * Copyright (c) 2007-2008 Bartlomiej Wolowiec <bartek.wolowiec@gmail.com>
   8  * Copyright (c) 2007 Justin Ruggles <justin.ruggles@gmail.com>
   9  *
  10  * This file is part of FFmpeg.
  11  *
  12  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  13  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  14  * License as published by the Free Software Foundation; either
  15  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  16  *
  17  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  18  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  19  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  20  * Lesser General Public License for more details.
  21  *
  22  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  23  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  24  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  25  */
  26
  27 #include <stdio.h>
  28 #include <stddef.h>
  29 #include <math.h>
  30 #include <string.h>
  31
  32 #include "libavutil/crc.h"
  33 #include "internal.h"
  34 #include "aac_ac3_parser.h"
  35 #include "ac3_parser.h"
  36 #include "ac3dec.h"
  37 #include "ac3dec_data.h"
  38
  39 /** Large enough for maximum possible frame size when the specification limit is ignored */
  40 #define AC3_FRAME_BUFFER_SIZE 32768
  41
  42 /**
  43  * table for ungrouping 3 values in 7 bits.
  44  * used for exponents and bap=2 mantissas
  45  */
  46 static uint8_t ungroup_3_in_7_bits_tab[128][3];
  47
  48
  49 /** tables for ungrouping mantissas */
  50 static int b1_mantissas[32][3];
  51 static int b2_mantissas[128][3];
  52 static int b3_mantissas[8];
  53 static int b4_mantissas[128][2];
  54 static int b5_mantissas[16];
  55
  56 /**
  57  * Quantization table: levels for symmetric. bits for asymmetric.
  58  * reference: Table 7.18 Mapping of bap to Quantizer
  59  */
  60 static const uint8_t quantization_tab[16] = {
  61     0, 3, 5, 7, 11, 15,
  62     5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 16
  63 };
  64
  65 /** dynamic range table. converts codes to scale factors. */
  66 static float dynamic_range_tab[256];
  67
  68 /** Adjustments in dB gain */
  69 #define LEVEL_PLUS_3DB          1.4142135623730950
  70 #define LEVEL_PLUS_1POINT5DB    1.1892071150027209
  71 #define LEVEL_MINUS_1POINT5DB   0.8408964152537145
  72 #define LEVEL_MINUS_3DB         0.7071067811865476
  73 #define LEVEL_MINUS_4POINT5DB   0.5946035575013605
  74 #define LEVEL_MINUS_6DB         0.5000000000000000
  75 #define LEVEL_MINUS_9DB         0.3535533905932738
  76 #define LEVEL_ZERO              0.0000000000000000
  77 #define LEVEL_ONE               1.0000000000000000
  78
  79 static const float gain_levels[9] = {
  80     LEVEL_PLUS_3DB,
  81     LEVEL_PLUS_1POINT5DB,
  82     LEVEL_ONE,
  83     LEVEL_MINUS_1POINT5DB,
  84     LEVEL_MINUS_3DB,
  85     LEVEL_MINUS_4POINT5DB,
  86     LEVEL_MINUS_6DB,
  87     LEVEL_ZERO,
  88     LEVEL_MINUS_9DB
  89 };
  90
  91 /**
  92  * Table for center mix levels
  93  * reference: Section 5.4.2.4 cmixlev
  94  */
  95 static const uint8_t center_levels[4] = { 4, 5, 6, 5 };
  96
  97 /**
  98  * Table for surround mix levels
  99  * reference: Section 5.4.2.5 surmixlev
 100  */
 101 static const uint8_t surround_levels[4] = { 4, 6, 7, 6 };
 102
 103 /**
 104  * Table for default stereo downmixing coefficients
 105  * reference: Section 7.8.2 Downmixing Into Two Channels
 106  */
 107 static const uint8_t ac3_default_coeffs[8][5][2] = {
 108     { { 2, 7 }, { 7, 2 },                               },
 109     { { 4, 4 },                                         },
 110     { { 2, 7 }, { 7, 2 },                               },
 111     { { 2, 7 }, { 5, 5 }, { 7, 2 },                     },
 112     { { 2, 7 }, { 7, 2 }, { 6, 6 },                     },
 113     { { 2, 7 }, { 5, 5 }, { 7, 2 }, { 8, 8 },           },
 114     { { 2, 7 }, { 7, 2 }, { 6, 7 }, { 7, 6 },           },
 115     { { 2, 7 }, { 5, 5 }, { 7, 2 }, { 6, 7 }, { 7, 6 }, },
 116 };
 117
 118 /**
 119  * Symmetrical Dequantization
 120  * reference: Section 7.3.3 Expansion of Mantissas for Symmetrical Quantization
 121  *            Tables 7.19 to 7.23
 122  */
 123 static inline int
 124 symmetric_dequant(int code, int levels)
 125 {
 126     return ((code - (levels >> 1)) << 24) / levels;
 127 }
 128
 129 /*
 130  * Initialize tables at runtime.
 131  */
 132 static av_cold void ac3_tables_init(void)
 133 {
 134     int i;
 135
 136     /* generate table for ungrouping 3 values in 7 bits
 137        reference: Section 7.1.3 Exponent Decoding */
 138     for(i=0; i<128; i++) {
 139         ungroup_3_in_7_bits_tab[i][0] =  i / 25;
 140         ungroup_3_in_7_bits_tab[i][1] = (i % 25) / 5;
 141         ungroup_3_in_7_bits_tab[i][2] = (i % 25) % 5;
 142     }
 143
 144     /* generate grouped mantissa tables
 145        reference: Section 7.3.5 Ungrouping of Mantissas */
 146     for(i=0; i<32; i++) {
 147         /* bap=1 mantissas */
 148         b1_mantissas[i][0] = symmetric_dequant(ff_ac3_ungroup_3_in_5_bits_tab[i][0], 3);
 149         b1_mantissas[i][1] = symmetric_dequant(ff_ac3_ungroup_3_in_5_bits_tab[i][1], 3);
 150         b1_mantissas[i][2] = symmetric_dequant(ff_ac3_ungroup_3_in_5_bits_tab[i][2], 3);
 151     }
 152     for(i=0; i<128; i++) {
 153         /* bap=2 mantissas */
 154         b2_mantissas[i][0] = symmetric_dequant(ungroup_3_in_7_bits_tab[i][0], 5);
 155         b2_mantissas[i][1] = symmetric_dequant(ungroup_3_in_7_bits_tab[i][1], 5);
 156         b2_mantissas[i][2] = symmetric_dequant(ungroup_3_in_7_bits_tab[i][2], 5);
 157
 158         /* bap=4 mantissas */
 159         b4_mantissas[i][0] = symmetric_dequant(i / 11, 11);
 160         b4_mantissas[i][1] = symmetric_dequant(i % 11, 11);
 161     }
 162     /* generate ungrouped mantissa tables
 163        reference: Tables 7.21 and 7.23 */
 164     for(i=0; i<7; i++) {
 165         /* bap=3 mantissas */
 166         b3_mantissas[i] = symmetric_dequant(i, 7);
 167     }
 168     for(i=0; i<15; i++) {
 169         /* bap=5 mantissas */
 170         b5_mantissas[i] = symmetric_dequant(i, 15);
 171     }
 172
 173     /* generate dynamic range table
 174        reference: Section 7.7.1 Dynamic Range Control */
 175     for(i=0; i<256; i++) {
 176         int v = (i >> 5) - ((i >> 7) << 3) - 5;
 177         dynamic_range_tab[i] = powf(2.0f, v) * ((i & 0x1F) | 0x20);
 178     }
 179 }
 180
 181
 182 /**
 183  * AVCodec initialization
 184  */
 185 static av_cold int ac3_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 186 {
 187     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
 188     s->avctx = avctx;
 189
 190     ac3_common_init();
 191     ac3_tables_init();
 192     ff_mdct_init(&s->imdct_256, 8, 1, 1.0);
 193     ff_mdct_init(&s->imdct_512, 9, 1, 1.0);
 194     ff_kbd_window_init(s->window, 5.0, 256);
 195     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
 196     av_lfg_init(&s->dith_state, 0);
 197
 198     /* set bias values for float to int16 conversion */
 199     if(s->dsp.float_to_int16_interleave == ff_float_to_int16_interleave_c) {
 200         s->add_bias = 385.0f;
 201         s->mul_bias = 1.0f;
 202     } else {
 203         s->add_bias = 0.0f;
 204         s->mul_bias = 32767.0f;
 205     }
 206
 207     /* allow downmixing to stereo or mono */
 208     if (avctx->channels > 0 && avctx->request_channels > 0 &&
 209             avctx->request_channels < avctx->channels &&
 210             avctx->request_channels <= 2) {
 211         avctx->channels = avctx->request_channels;
 212     }
 213     s->downmixed = 1;
 214
 215     /* allocate context input buffer */
 216     if (avctx->error_recognition >= FF_ER_CAREFUL) {
 217         s->input_buffer = av_mallocz(AC3_FRAME_BUFFER_SIZE + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 218         if (!s->input_buffer)
 219             return AVERROR_NOMEM;
 220     }
 221
 222     avctx->sample_fmt = SAMPLE_FMT_S16;
 223     return 0;
 224 }
 225
 226 /**
 227  * Parse the 'sync info' and 'bit stream info' from the AC-3 bitstream.
 228  * GetBitContext within AC3DecodeContext must point to
 229  * the start of the synchronized AC-3 bitstream.
 230  */
 231 static int ac3_parse_header(AC3DecodeContext *s)
 232 {
 233     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
 234     int i;
 235
 236     /* read the rest of the bsi. read twice for dual mono mode. */
 237     i = !(s->channel_mode);
 238     do {
 239         skip_bits(gbc, 5); // skip dialog normalization
 240         if (get_bits1(gbc))
 241             skip_bits(gbc, 8); //skip compression
 242         if (get_bits1(gbc))
 243             skip_bits(gbc, 8); //skip language code
 244         if (get_bits1(gbc))
 245             skip_bits(gbc, 7); //skip audio production information
 246     } while (i--);
 247
 248     skip_bits(gbc, 2); //skip copyright bit and original bitstream bit
 249
 250     /* skip the timecodes (or extra bitstream information for Alternate Syntax)
 251        TODO: read & use the xbsi1 downmix levels */
 252     if (get_bits1(gbc))
 253         skip_bits(gbc, 14); //skip timecode1 / xbsi1
 254     if (get_bits1(gbc))
 255         skip_bits(gbc, 14); //skip timecode2 / xbsi2
 256
 257     /* skip additional bitstream info */
 258     if (get_bits1(gbc)) {
 259         i = get_bits(gbc, 6);
 260         do {
 261             skip_bits(gbc, 8);
 262         } while(i--);
 263     }
 264
 265     return 0;
 266 }
 267
 268 /**
 269  * Common function to parse AC-3 or E-AC-3 frame header
 270  */
 271 static int parse_frame_header(AC3DecodeContext *s)
 272 {
 273     AC3HeaderInfo hdr;
 274     int err;
 275
 276     err = ff_ac3_parse_header(&s->gbc, &hdr);
 277     if(err)
 278         return err;
 279
 280     /* get decoding parameters from header info */
 281     s->bit_alloc_params.sr_code     = hdr.sr_code;
 282     s->channel_mode                 = hdr.channel_mode;
 283     s->channel_layout               = hdr.channel_layout;
 284     s->lfe_on                       = hdr.lfe_on;
 285     s->bit_alloc_params.sr_shift    = hdr.sr_shift;
 286     s->sample_rate                  = hdr.sample_rate;
 287     s->bit_rate                     = hdr.bit_rate;
 288     s->channels                     = hdr.channels;
 289     s->fbw_channels                 = s->channels - s->lfe_on;
 290     s->lfe_ch                       = s->fbw_channels + 1;
 291     s->frame_size                   = hdr.frame_size;
 292     s->center_mix_level             = hdr.center_mix_level;
 293     s->surround_mix_level           = hdr.surround_mix_level;
 294     s->num_blocks                   = hdr.num_blocks;
 295     s->frame_type                   = hdr.frame_type;
 296     s->substreamid                  = hdr.substreamid;
 297
 298     if(s->lfe_on) {
 299         s->start_freq[s->lfe_ch] = 0;
 300         s->end_freq[s->lfe_ch] = 7;
 301         s->num_exp_groups[s->lfe_ch] = 2;
 302         s->channel_in_cpl[s->lfe_ch] = 0;
 303     }
 304
 305     if (hdr.bitstream_id <= 10) {
 306         s->eac3                  = 0;
 307         s->snr_offset_strategy   = 2;
 308         s->block_switch_syntax   = 1;
 309         s->dither_flag_syntax    = 1;
 310         s->bit_allocation_syntax = 1;
 311         s->fast_gain_syntax      = 0;
 312         s->first_cpl_leak        = 0;
 313         s->dba_syntax            = 1;
 314         s->skip_syntax           = 1;
 315         memset(s->channel_uses_aht, 0, sizeof(s->channel_uses_aht));
 316         return ac3_parse_header(s);
 317     } else if (CONFIG_EAC3_DECODER) {
 318         s->eac3 = 1;
 319         return ff_eac3_parse_header(s);
 320     } else {
 321         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "E-AC-3 support not compiled in\n");
 322         return -1;
 323     }
 324 }
 325
 326 /**
 327  * Set stereo downmixing coefficients based on frame header info.
 328  * reference: Section 7.8.2 Downmixing Into Two Channels
 329  */
 330 static void set_downmix_coeffs(AC3DecodeContext *s)
 331 {
 332     int i;
 333     float cmix = gain_levels[center_levels[s->center_mix_level]];
 334     float smix = gain_levels[surround_levels[s->surround_mix_level]];
 335     float norm0, norm1;
 336
 337     for(i=0; i<s->fbw_channels; i++) {
 338         s->downmix_coeffs[i][0] = gain_levels[ac3_default_coeffs[s->channel_mode][i][0]];
 339         s->downmix_coeffs[i][1] = gain_levels[ac3_default_coeffs[s->channel_mode][i][1]];
 340     }
 341     if(s->channel_mode > 1 && s->channel_mode & 1) {
 342         s->downmix_coeffs[1][0] = s->downmix_coeffs[1][1] = cmix;
 343     }
 344     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_2F1R || s->channel_mode == AC3_CHMODE_3F1R) {
 345         int nf = s->channel_mode - 2;
 346         s->downmix_coeffs[nf][0] = s->downmix_coeffs[nf][1] = smix * LEVEL_MINUS_3DB;
 347     }
 348     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_2F2R || s->channel_mode == AC3_CHMODE_3F2R) {
 349         int nf = s->channel_mode - 4;
 350         s->downmix_coeffs[nf][0] = s->downmix_coeffs[nf+1][1] = smix;
 351     }
 352
 353     /* renormalize */
 354     norm0 = norm1 = 0.0;
 355     for(i=0; i<s->fbw_channels; i++) {
 356         norm0 += s->downmix_coeffs[i][0];
 357         norm1 += s->downmix_coeffs[i][1];
 358     }
 359     norm0 = 1.0f / norm0;
 360     norm1 = 1.0f / norm1;
 361     for(i=0; i<s->fbw_channels; i++) {
 362         s->downmix_coeffs[i][0] *= norm0;
 363         s->downmix_coeffs[i][1] *= norm1;
 364     }
 365
 366     if(s->output_mode == AC3_CHMODE_MONO) {
 367         for(i=0; i<s->fbw_channels; i++)
 368             s->downmix_coeffs[i][0] = (s->downmix_coeffs[i][0] + s->downmix_coeffs[i][1]) * LEVEL_MINUS_3DB;
 369     }
 370 }
 371
 372 /**
 373  * Decode the grouped exponents according to exponent strategy.
 374  * reference: Section 7.1.3 Exponent Decoding
 375  */
 376 static int decode_exponents(GetBitContext *gbc, int exp_strategy, int ngrps,
 377                             uint8_t absexp, int8_t *dexps)
 378 {
 379     int i, j, grp, group_size;
 380     int dexp[256];
 381     int expacc, prevexp;
 382
 383     /* unpack groups */
 384     group_size = exp_strategy + (exp_strategy == EXP_D45);
 385     for(grp=0,i=0; grp<ngrps; grp++) {
 386         expacc = get_bits(gbc, 7);
 387         dexp[i++] = ungroup_3_in_7_bits_tab[expacc][0];
 388         dexp[i++] = ungroup_3_in_7_bits_tab[expacc][1];
 389         dexp[i++] = ungroup_3_in_7_bits_tab[expacc][2];
 390     }
 391
 392     /* convert to absolute exps and expand groups */
 393     prevexp = absexp;
 394     for(i=0,j=0; i<ngrps*3; i++) {
 395         prevexp += dexp[i] - 2;
 396         if (prevexp > 24U)
 397             return -1;
 398         switch (group_size) {
 399             case 4: dexps[j++] = prevexp;
 400                     dexps[j++] = prevexp;
 401             case 2: dexps[j++] = prevexp;
 402             case 1: dexps[j++] = prevexp;
 403         }
 404     }
 405     return 0;
 406 }
 407
 408 /**
 409  * Generate transform coefficients for each coupled channel in the coupling
 410  * range using the coupling coefficients and coupling coordinates.
 411  * reference: Section 7.4.3 Coupling Coordinate Format
 412  */
 413 static void calc_transform_coeffs_cpl(AC3DecodeContext *s)
 414 {
 415     int bin, band, ch;
 416
 417     bin = s->start_freq[CPL_CH];
 418     for (band = 0; band < s->num_cpl_bands; band++) {
 419         int band_start = bin;
 420         int band_end = bin + s->cpl_band_sizes[band];
 421         for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
 422             if (s->channel_in_cpl[ch]) {
 423                 int cpl_coord = s->cpl_coords[ch][band] << 5;
 424                 for (bin = band_start; bin < band_end; bin++) {
 425                     s->fixed_coeffs[ch][bin] = MULH(s->fixed_coeffs[CPL_CH][bin] << 4, cpl_coord);
 426                 }
 427                 if (ch == 2 && s->phase_flags[band]) {
 428                     for (bin = band_start; bin < band_end; bin++)
 429                         s->fixed_coeffs[2][bin] = -s->fixed_coeffs[2][bin];
 430                 }
 431             }
 432         }
 433         bin = band_end;
 434     }
 435 }
 436
 437 /**
 438  * Grouped mantissas for 3-level 5-level and 11-level quantization
 439  */
 440 typedef struct {
 441     int b1_mant[2];
 442     int b2_mant[2];
 443     int b4_mant;
 444     int b1;
 445     int b2;
 446     int b4;
 447 } mant_groups;
 448
 449 /**
 450  * Decode the transform coefficients for a particular channel
 451  * reference: Section 7.3 Quantization and Decoding of Mantissas
 452  */
 453 static void ac3_decode_transform_coeffs_ch(AC3DecodeContext *s, int ch_index, mant_groups *m)
 454 {
 455     int start_freq = s->start_freq[ch_index];
 456     int end_freq = s->end_freq[ch_index];
 457     uint8_t *baps = s->bap[ch_index];
 458     int8_t *exps = s->dexps[ch_index];
 459     int *coeffs = s->fixed_coeffs[ch_index];
 460     int dither = (ch_index == CPL_CH) || s->dither_flag[ch_index];
 461     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
 462     int freq;
 463
 464     for(freq = start_freq; freq < end_freq; freq++){
 465         int bap = baps[freq];
 466         int mantissa;
 467         switch(bap){
 468             case 0:
 469                 if (dither)
 470                     mantissa = (av_lfg_get(&s->dith_state) & 0x7FFFFF) - 0x400000;
 471                 else
 472                     mantissa = 0;
 473                 break;
 474             case 1:
 475                 if(m->b1){
 476                     m->b1--;
 477                     mantissa = m->b1_mant[m->b1];
 478                 }
 479                 else{
 480                     int bits      = get_bits(gbc, 5);
 481                     mantissa      = b1_mantissas[bits][0];
 482                     m->b1_mant[1] = b1_mantissas[bits][1];
 483                     m->b1_mant[0] = b1_mantissas[bits][2];
 484                     m->b1         = 2;
 485                 }
 486                 break;
 487             case 2:
 488                 if(m->b2){
 489                     m->b2--;
 490                     mantissa = m->b2_mant[m->b2];
 491                 }
 492                 else{
 493                     int bits      = get_bits(gbc, 7);
 494                     mantissa      = b2_mantissas[bits][0];
 495                     m->b2_mant[1] = b2_mantissas[bits][1];
 496                     m->b2_mant[0] = b2_mantissas[bits][2];
 497                     m->b2         = 2;
 498                 }
 499                 break;
 500             case 3:
 501                 mantissa = b3_mantissas[get_bits(gbc, 3)];
 502                 break;
 503             case 4:
 504                 if(m->b4){
 505                     m->b4 = 0;
 506                     mantissa = m->b4_mant;
 507                 }
 508                 else{
 509                     int bits   = get_bits(gbc, 7);
 510                     mantissa   = b4_mantissas[bits][0];
 511                     m->b4_mant = b4_mantissas[bits][1];
 512                     m->b4      = 1;
 513                 }
 514                 break;
 515             case 5:
 516                 mantissa = b5_mantissas[get_bits(gbc, 4)];
 517                 break;
 518             default: /* 6 to 15 */
 519                 mantissa = get_bits(gbc, quantization_tab[bap]);
 520                 /* Shift mantissa and sign-extend it. */
 521                 mantissa = (mantissa << (32-quantization_tab[bap]))>>8;
 522                 break;
 523         }
 524         coeffs[freq] = mantissa >> exps[freq];
 525     }
 526 }
 527
 528 /**
 529  * Remove random dithering from coupling range coefficients with zero-bit
 530  * mantissas for coupled channels which do not use dithering.
 531  * reference: Section 7.3.4 Dither for Zero Bit Mantissas (bap=0)
 532  */
 533 static void remove_dithering(AC3DecodeContext *s) {
 534     int ch, i;
 535
 536     for(ch=1; ch<=s->fbw_channels; ch++) {
 537         if(!s->dither_flag[ch] && s->channel_in_cpl[ch]) {
 538             for(i = s->start_freq[CPL_CH]; i<s->end_freq[CPL_CH]; i++) {
 539                 if(!s->bap[CPL_CH][i])
 540                     s->fixed_coeffs[ch][i] = 0;
 541             }
 542         }
 543     }
 544 }
 545
 546 static void decode_transform_coeffs_ch(AC3DecodeContext *s, int blk, int ch,
 547                                     mant_groups *m)
 548 {
 549     if (!s->channel_uses_aht[ch]) {
 550         ac3_decode_transform_coeffs_ch(s, ch, m);
 551     } else {
 552         /* if AHT is used, mantissas for all blocks are encoded in the first
 553            block of the frame. */
 554         int bin;
 555         if (!blk && CONFIG_EAC3_DECODER)
 556             ff_eac3_decode_transform_coeffs_aht_ch(s, ch);
 557         for (bin = s->start_freq[ch]; bin < s->end_freq[ch]; bin++) {
 558             s->fixed_coeffs[ch][bin] = s->pre_mantissa[ch][bin][blk] >> s->dexps[ch][bin];
 559         }
 560     }
 561 }
 562
 563 /**
 564  * Decode the transform coefficients.
 565  */
 566 static void decode_transform_coeffs(AC3DecodeContext *s, int blk)
 567 {
 568     int ch, end;
 569     int got_cplchan = 0;
 570     mant_groups m;
 571
 572     m.b1 = m.b2 = m.b4 = 0;
 573
 574     for (ch = 1; ch <= s->channels; ch++) {
 575         /* transform coefficients for full-bandwidth channel */
 576         decode_transform_coeffs_ch(s, blk, ch, &m);
 577         /* tranform coefficients for coupling channel come right after the
 578            coefficients for the first coupled channel*/
 579         if (s->channel_in_cpl[ch])  {
 580             if (!got_cplchan) {
 581                 decode_transform_coeffs_ch(s, blk, CPL_CH, &m);
 582                 calc_transform_coeffs_cpl(s);
 583                 got_cplchan = 1;
 584             }
 585             end = s->end_freq[CPL_CH];
 586         } else {
 587             end = s->end_freq[ch];
 588         }
 589         do
 590             s->fixed_coeffs[ch][end] = 0;
 591         while(++end < 256);
 592     }
 593
 594     /* zero the dithered coefficients for appropriate channels */
 595     remove_dithering(s);
 596 }
 597
 598 /**
 599  * Stereo rematrixing.
 600  * reference: Section 7.5.4 Rematrixing : Decoding Technique
 601  */
 602 static void do_rematrixing(AC3DecodeContext *s)
 603 {
 604     int bnd, i;
 605     int end, bndend;
 606
 607     end = FFMIN(s->end_freq[1], s->end_freq[2]);
 608
 609     for(bnd=0; bnd<s->num_rematrixing_bands; bnd++) {
 610         if(s->rematrixing_flags[bnd]) {
 611             bndend = FFMIN(end, ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd+1]);
 612             for(i=ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd]; i<bndend; i++) {
 613                 int tmp0 = s->fixed_coeffs[1][i];
 614                 s->fixed_coeffs[1][i] += s->fixed_coeffs[2][i];
 615                 s->fixed_coeffs[2][i]  = tmp0 - s->fixed_coeffs[2][i];
 616             }
 617         }
 618     }
 619 }
 620
 621 /**
 622  * Inverse MDCT Transform.
 623  * Convert frequency domain coefficients to time-domain audio samples.
 624  * reference: Section 7.9.4 Transformation Equations
 625  */
 626 static inline void do_imdct(AC3DecodeContext *s, int channels)
 627 {
 628     int ch;
 629     float add_bias = s->add_bias;
 630     if(s->out_channels==1 && channels>1)
 631         add_bias *= LEVEL_MINUS_3DB; // compensate for the gain in downmix
 632
 633     for (ch=1; ch<=channels; ch++) {
 634         if (s->block_switch[ch]) {
 635             int i;
 636             float *x = s->tmp_output+128;
 637             for(i=0; i<128; i++)
 638                 x[i] = s->transform_coeffs[ch][2*i];
 639             ff_imdct_half(&s->imdct_256, s->tmp_output, x);
 640             s->dsp.vector_fmul_window(s->output[ch-1], s->delay[ch-1], s->tmp_output, s->window, add_bias, 128);
 641             for(i=0; i<128; i++)
 642                 x[i] = s->transform_coeffs[ch][2*i+1];
 643             ff_imdct_half(&s->imdct_256, s->delay[ch-1], x);
 644         } else {
 645             ff_imdct_half(&s->imdct_512, s->tmp_output, s->transform_coeffs[ch]);
 646             s->dsp.vector_fmul_window(s->output[ch-1], s->delay[ch-1], s->tmp_output, s->window, add_bias, 128);
 647             memcpy(s->delay[ch-1], s->tmp_output+128, 128*sizeof(float));
 648         }
 649     }
 650 }
 651
 652 /**
 653  * Downmix the output to mono or stereo.
 654  */
 655 void ff_ac3_downmix_c(float (*samples)[256], float (*matrix)[2], int out_ch, int in_ch, int len)
 656 {
 657     int i, j;
 658     float v0, v1;
 659     if(out_ch == 2) {
 660         for(i=0; i<len; i++) {
 661             v0 = v1 = 0.0f;
 662             for(j=0; j<in_ch; j++) {
 663                 v0 += samples[j][i] * matrix[j][0];
 664                 v1 += samples[j][i] * matrix[j][1];
 665             }
 666             samples[0][i] = v0;
 667             samples[1][i] = v1;
 668         }
 669     } else if(out_ch == 1) {
 670         for(i=0; i<len; i++) {
 671             v0 = 0.0f;
 672             for(j=0; j<in_ch; j++)
 673                 v0 += samples[j][i] * matrix[j][0];
 674             samples[0][i] = v0;
 675         }
 676     }
 677 }
 678
 679 /**
 680  * Upmix delay samples from stereo to original channel layout.
 681  */
 682 static void ac3_upmix_delay(AC3DecodeContext *s)
 683 {
 684     int channel_data_size = sizeof(s->delay[0]);
 685     switch(s->channel_mode) {
 686         case AC3_CHMODE_DUALMONO:
 687         case AC3_CHMODE_STEREO:
 688             /* upmix mono to stereo */
 689             memcpy(s->delay[1], s->delay[0], channel_data_size);
 690             break;
 691         case AC3_CHMODE_2F2R:
 692             memset(s->delay[3], 0, channel_data_size);
 693         case AC3_CHMODE_2F1R:
 694             memset(s->delay[2], 0, channel_data_size);
 695             break;
 696         case AC3_CHMODE_3F2R:
 697             memset(s->delay[4], 0, channel_data_size);
 698         case AC3_CHMODE_3F1R:
 699             memset(s->delay[3], 0, channel_data_size);
 700         case AC3_CHMODE_3F:
 701             memcpy(s->delay[2], s->delay[1], channel_data_size);
 702             memset(s->delay[1], 0, channel_data_size);
 703             break;
 704     }
 705 }
 706
 707 /**
 708  * Decode band structure for coupling, spectral extension, or enhanced coupling.
 709  * The band structure defines how many subbands are in each band.  For each
 710  * subband in the range, 1 means it is combined with the previous band, and 0
 711  * means that it starts a new band.
 712  *
 713  * @param[in] gbc bit reader context
 714  * @param[in] blk block number
 715  * @param[in] eac3 flag to indicate E-AC-3
 716  * @param[in] ecpl flag to indicate enhanced coupling
 717  * @param[in] start_subband subband number for start of range
 718  * @param[in] end_subband subband number for end of range
 719  * @param[in] default_band_struct default band structure table
 720  * @param[out] num_bands number of bands (optionally NULL)
 721  * @param[out] band_sizes array containing the number of bins in each band (optionally NULL)
 722  */
 723 static void decode_band_structure(GetBitContext *gbc, int blk, int eac3,
 724                                   int ecpl, int start_subband, int end_subband,
 725                                   const uint8_t *default_band_struct,
 726                                   int *num_bands, uint8_t *band_sizes)
 727 {
 728     int subbnd, bnd, n_subbands, n_bands=0;
 729     uint8_t bnd_sz[22];
 730     uint8_t coded_band_struct[22];
 731     const uint8_t *band_struct;
 732
 733     n_subbands = end_subband - start_subband;
 734
 735     /* decode band structure from bitstream or use default */
 736     if (!eac3 || get_bits1(gbc)) {
 737         for (subbnd = 0; subbnd < n_subbands - 1; subbnd++) {
 738             coded_band_struct[subbnd] = get_bits1(gbc);
 739         }
 740         band_struct = coded_band_struct;
 741     } else if (!blk) {
 742         band_struct = &default_band_struct[start_subband+1];
 743     } else {
 744         /* no change in band structure */
 745         return;
 746     }
 747
 748     /* calculate number of bands and band sizes based on band structure.
 749        note that the first 4 subbands in enhanced coupling span only 6 bins
 750        instead of 12. */
 751     if (num_bands || band_sizes ) {
 752         n_bands = n_subbands;
 753         bnd_sz[0] = ecpl ? 6 : 12;
 754         for (bnd = 0, subbnd = 1; subbnd < n_subbands; subbnd++) {
 755             int subbnd_size = (ecpl && subbnd < 4) ? 6 : 12;
 756             if (band_struct[subbnd-1]) {
 757                 n_bands--;
 758                 bnd_sz[bnd] += subbnd_size;
 759             } else {
 760                 bnd_sz[++bnd] = subbnd_size;
 761             }
 762         }
 763     }
 764
 765     /* set optional output params */
 766     if (num_bands)
 767         *num_bands = n_bands;
 768     if (band_sizes)
 769         memcpy(band_sizes, bnd_sz, n_bands);
 770 }
 771
 772 /**
 773  * Decode a single audio block from the AC-3 bitstream.
 774  */
 775 static int decode_audio_block(AC3DecodeContext *s, int blk)
 776 {
 777     int fbw_channels = s->fbw_channels;
 778     int channel_mode = s->channel_mode;
 779     int i, bnd, seg, ch;
 780     int different_transforms;
 781     int downmix_output;
 782     int cpl_in_use;
 783     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
 784     uint8_t bit_alloc_stages[AC3_MAX_CHANNELS];
 785
 786     memset(bit_alloc_stages, 0, AC3_MAX_CHANNELS);
 787
 788     /* block switch flags */
 789     different_transforms = 0;
 790     if (s->block_switch_syntax) {
 791         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
 792             s->block_switch[ch] = get_bits1(gbc);
 793             if(ch > 1 && s->block_switch[ch] != s->block_switch[1])
 794                 different_transforms = 1;
 795         }
 796     }
 797
 798     /* dithering flags */
 799     if (s->dither_flag_syntax) {
 800         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
 801             s->dither_flag[ch] = get_bits1(gbc);
 802         }
 803     }
 804
 805     /* dynamic range */
 806     i = !(s->channel_mode);
 807     do {
 808         if(get_bits1(gbc)) {
 809             s->dynamic_range[i] = ((dynamic_range_tab[get_bits(gbc, 8)]-1.0) *
 810                                   s->avctx->drc_scale)+1.0;
 811         } else if(blk == 0) {
 812             s->dynamic_range[i] = 1.0f;
 813         }
 814     } while(i--);
 815
 816     /* spectral extension strategy */
 817     if (s->eac3 && (!blk || get_bits1(gbc))) {
 818         if (get_bits1(gbc)) {
 819             av_log_missing_feature(s->avctx, "Spectral extension", 1);
 820             return -1;
 821         }
 822         /* TODO: parse spectral extension strategy info */
 823     }
 824
 825     /* TODO: spectral extension coordinates */
 826
 827     /* coupling strategy */
 828     if (s->eac3 ? s->cpl_strategy_exists[blk] : get_bits1(gbc)) {
 829         memset(bit_alloc_stages, 3, AC3_MAX_CHANNELS);
 830         if (!s->eac3)
 831             s->cpl_in_use[blk] = get_bits1(gbc);
 832         if (s->cpl_in_use[blk]) {
 833             /* coupling in use */
 834             int cpl_start_subband, cpl_end_subband;
 835
 836             if (channel_mode < AC3_CHMODE_STEREO) {
 837                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "coupling not allowed in mono or dual-mono\n");
 838                 return -1;
 839             }
 840
 841             /* check for enhanced coupling */
 842             if (s->eac3 && get_bits1(gbc)) {
 843                 /* TODO: parse enhanced coupling strategy info */
 844                 av_log_missing_feature(s->avctx, "Enhanced coupling", 1);
 845                 return -1;
 846             }
 847
 848             /* determine which channels are coupled */
 849             if (s->eac3 && s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
 850                 s->channel_in_cpl[1] = 1;
 851                 s->channel_in_cpl[2] = 1;
 852             } else {
 853                 for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++)
 854                     s->channel_in_cpl[ch] = get_bits1(gbc);
 855             }
 856
 857             /* phase flags in use */
 858             if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
 859                 s->phase_flags_in_use = get_bits1(gbc);
 860
 861             /* coupling frequency range */
 862             /* TODO: modify coupling end freq if spectral extension is used */
 863             cpl_start_subband = get_bits(gbc, 4);
 864             cpl_end_subband   = get_bits(gbc, 4) + 3;
 865             if (cpl_start_subband >= cpl_end_subband) {
 866                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid coupling range (%d >= %d)\n",
 867                        cpl_start_subband, cpl_end_subband);
 868                 return -1;
 869             }
 870             s->start_freq[CPL_CH] = cpl_start_subband * 12 + 37;
 871             s->end_freq[CPL_CH]   = cpl_end_subband   * 12 + 37;
 872
 873             decode_band_structure(gbc, blk, s->eac3, 0, cpl_start_subband,
 874                                   cpl_end_subband,
 875                                   ff_eac3_default_cpl_band_struct,
 876                                   &s->num_cpl_bands, s->cpl_band_sizes);
 877         } else {
 878             /* coupling not in use */
 879             for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
 880                 s->channel_in_cpl[ch] = 0;
 881                 s->first_cpl_coords[ch] = 1;
 882             }
 883             s->first_cpl_leak = s->eac3;
 884             s->phase_flags_in_use = 0;
 885         }
 886     } else if (!s->eac3) {
 887         if(!blk) {
 888             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling strategy must be present in block 0\n");
 889             return -1;
 890         } else {
 891             s->cpl_in_use[blk] = s->cpl_in_use[blk-1];
 892         }
 893     }
 894     cpl_in_use = s->cpl_in_use[blk];
 895
 896     /* coupling coordinates */
 897     if (cpl_in_use) {
 898         int cpl_coords_exist = 0;
 899
 900         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
 901             if (s->channel_in_cpl[ch]) {
 902                 if ((s->eac3 && s->first_cpl_coords[ch]) || get_bits1(gbc)) {
 903                     int master_cpl_coord, cpl_coord_exp, cpl_coord_mant;
 904                     s->first_cpl_coords[ch] = 0;
 905                     cpl_coords_exist = 1;
 906                     master_cpl_coord = 3 * get_bits(gbc, 2);
 907                     for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_bands; bnd++) {
 908                         cpl_coord_exp = get_bits(gbc, 4);
 909                         cpl_coord_mant = get_bits(gbc, 4);
 910                         if (cpl_coord_exp == 15)
 911                             s->cpl_coords[ch][bnd] = cpl_coord_mant << 22;
 912                         else
 913                             s->cpl_coords[ch][bnd] = (cpl_coord_mant + 16) << 21;
 914                         s->cpl_coords[ch][bnd] >>= (cpl_coord_exp + master_cpl_coord);
 915                     }
 916                 } else if (!blk) {
 917                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling coordinates must be present in block 0\n");
 918                     return -1;
 919                 }
 920             } else {
 921                 /* channel not in coupling */
 922                 s->first_cpl_coords[ch] = 1;
 923             }
 924         }
 925         /* phase flags */
 926         if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO && cpl_coords_exist) {
 927             for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_bands; bnd++) {
 928                 s->phase_flags[bnd] = s->phase_flags_in_use? get_bits1(gbc) : 0;
 929             }
 930         }
 931     }
 932
 933     /* stereo rematrixing strategy and band structure */
 934     if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
 935         if ((s->eac3 && !blk) || get_bits1(gbc)) {
 936             s->num_rematrixing_bands = 4;
 937             if(cpl_in_use && s->start_freq[CPL_CH] <= 61)
 938                 s->num_rematrixing_bands -= 1 + (s->start_freq[CPL_CH] == 37);
 939             for(bnd=0; bnd<s->num_rematrixing_bands; bnd++)
 940                 s->rematrixing_flags[bnd] = get_bits1(gbc);
 941         } else if (!blk) {
 942             av_log(s->avctx, AV_LOG_WARNING, "Warning: new rematrixing strategy not present in block 0\n");
 943             s->num_rematrixing_bands = 0;
 944         }
 945     }
 946
 947     /* exponent strategies for each channel */
 948     for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
 949         if (!s->eac3)
 950             s->exp_strategy[blk][ch] = get_bits(gbc, 2 - (ch == s->lfe_ch));
 951         if(s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE)
 952             bit_alloc_stages[ch] = 3;
 953     }
 954
 955     /* channel bandwidth */
 956     for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
 957         s->start_freq[ch] = 0;
 958         if (s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE) {
 959             int group_size;
 960             int prev = s->end_freq[ch];
 961             if (s->channel_in_cpl[ch])
 962                 s->end_freq[ch] = s->start_freq[CPL_CH];
 963             else {
 964                 int bandwidth_code = get_bits(gbc, 6);
 965                 if (bandwidth_code > 60) {
 966                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "bandwidth code = %d > 60\n", bandwidth_code);
 967                     return -1;
 968                 }
 969                 s->end_freq[ch] = bandwidth_code * 3 + 73;
 970             }
 971             group_size = 3 << (s->exp_strategy[blk][ch] - 1);
 972             s->num_exp_groups[ch] = (s->end_freq[ch]+group_size-4) / group_size;
 973             if(blk > 0 && s->end_freq[ch] != prev)
 974                 memset(bit_alloc_stages, 3, AC3_MAX_CHANNELS);
 975         }
 976     }
 977     if (cpl_in_use && s->exp_strategy[blk][CPL_CH] != EXP_REUSE) {
 978         s->num_exp_groups[CPL_CH] = (s->end_freq[CPL_CH] - s->start_freq[CPL_CH]) /
 979                                     (3 << (s->exp_strategy[blk][CPL_CH] - 1));
 980     }
 981
 982     /* decode exponents for each channel */
 983     for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
 984         if (s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE) {
 985             s->dexps[ch][0] = get_bits(gbc, 4) << !ch;
 986             if (decode_exponents(gbc, s->exp_strategy[blk][ch],
 987                                  s->num_exp_groups[ch], s->dexps[ch][0],
 988                                  &s->dexps[ch][s->start_freq[ch]+!!ch])) {
 989                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "exponent out-of-range\n");
 990                 return -1;
 991             }
 992             if(ch != CPL_CH && ch != s->lfe_ch)
 993                 skip_bits(gbc, 2); /* skip gainrng */
 994         }
 995     }
 996
 997     /* bit allocation information */
 998     if (s->bit_allocation_syntax) {
 999         if (get_bits1(gbc)) {
1000             s->bit_alloc_params.slow_decay = ff_ac3_slow_decay_tab[get_bits(gbc, 2)] >> s->bit_alloc_params.sr_shift;
1001             s->bit_alloc_params.fast_decay = ff_ac3_fast_decay_tab[get_bits(gbc, 2)] >> s->bit_alloc_params.sr_shift;
1002             s->bit_alloc_params.slow_gain  = ff_ac3_slow_gain_tab[get_bits(gbc, 2)];
1003             s->bit_alloc_params.db_per_bit = ff_ac3_db_per_bit_tab[get_bits(gbc, 2)];
1004             s->bit_alloc_params.floor  = ff_ac3_floor_tab[get_bits(gbc, 3)];
1005             for(ch=!cpl_in_use; ch<=s->channels; ch++)
1006                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1007         } else if (!blk) {
1008             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new bit allocation info must be present in block 0\n");
1009             return -1;
1010         }
1011     }
1012
1013     /* signal-to-noise ratio offsets and fast gains (signal-to-mask ratios) */
1014     if(!s->eac3 || !blk){
1015         if(s->snr_offset_strategy && get_bits1(gbc)) {
1016             int snr = 0;
1017             int csnr;
1018             csnr = (get_bits(gbc, 6) - 15) << 4;
1019             for (i = ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1020                 /* snr offset */
1021                 if (ch == i || s->snr_offset_strategy == 2)
1022                     snr = (csnr + get_bits(gbc, 4)) << 2;
1023                 /* run at least last bit allocation stage if snr offset changes */
1024                 if(blk && s->snr_offset[ch] != snr) {
1025                     bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 1);
1026                 }
1027                 s->snr_offset[ch] = snr;
1028
1029                 /* fast gain (normal AC-3 only) */
1030                 if (!s->eac3) {
1031                     int prev = s->fast_gain[ch];
1032                     s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[get_bits(gbc, 3)];
1033                     /* run last 2 bit allocation stages if fast gain changes */
1034                     if(blk && prev != s->fast_gain[ch])
1035                         bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1036                 }
1037             }
1038         } else if (!s->eac3 && !blk) {
1039             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new snr offsets must be present in block 0\n");
1040             return -1;
1041         }
1042     }
1043
1044     /* fast gain (E-AC-3 only) */
1045     if (s->fast_gain_syntax && get_bits1(gbc)) {
1046         for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1047             int prev = s->fast_gain[ch];
1048             s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[get_bits(gbc, 3)];
1049             /* run last 2 bit allocation stages if fast gain changes */
1050             if(blk && prev != s->fast_gain[ch])
1051                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1052         }
1053     } else if (s->eac3 && !blk) {
1054         for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++)
1055             s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[4];
1056     }
1057
1058     /* E-AC-3 to AC-3 converter SNR offset */
1059     if (s->frame_type == EAC3_FRAME_TYPE_INDEPENDENT && get_bits1(gbc)) {
1060         skip_bits(gbc, 10); // skip converter snr offset
1061     }
1062
1063     /* coupling leak information */
1064     if (cpl_in_use) {
1065         if (s->first_cpl_leak || get_bits1(gbc)) {
1066             int fl = get_bits(gbc, 3);
1067             int sl = get_bits(gbc, 3);
1068             /* run last 2 bit allocation stages for coupling channel if
1069                coupling leak changes */
1070             if(blk && (fl != s->bit_alloc_params.cpl_fast_leak ||
1071                        sl != s->bit_alloc_params.cpl_slow_leak)) {
1072                 bit_alloc_stages[CPL_CH] = FFMAX(bit_alloc_stages[CPL_CH], 2);
1073             }
1074             s->bit_alloc_params.cpl_fast_leak = fl;
1075             s->bit_alloc_params.cpl_slow_leak = sl;
1076         } else if (!s->eac3 && !blk) {
1077             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling leak info must be present in block 0\n");
1078             return -1;
1079         }
1080         s->first_cpl_leak = 0;
1081     }
1082
1083     /* delta bit allocation information */
1084     if (s->dba_syntax && get_bits1(gbc)) {
1085         /* delta bit allocation exists (strategy) */
1086         for (ch = !cpl_in_use; ch <= fbw_channels; ch++) {
1087             s->dba_mode[ch] = get_bits(gbc, 2);
1088             if (s->dba_mode[ch] == DBA_RESERVED) {
1089                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "delta bit allocation strategy reserved\n");
1090                 return -1;
1091             }
1092             bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1093         }
1094         /* channel delta offset, len and bit allocation */
1095         for (ch = !cpl_in_use; ch <= fbw_channels; ch++) {
1096             if (s->dba_mode[ch] == DBA_NEW) {
1097                 s->dba_nsegs[ch] = get_bits(gbc, 3);
1098                 for (seg = 0; seg <= s->dba_nsegs[ch]; seg++) {
1099                     s->dba_offsets[ch][seg] = get_bits(gbc, 5);
1100                     s->dba_lengths[ch][seg] = get_bits(gbc, 4);
1101                     s->dba_values[ch][seg] = get_bits(gbc, 3);
1102                 }
1103                 /* run last 2 bit allocation stages if new dba values */
1104                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1105             }
1106         }
1107     } else if(blk == 0) {
1108         for(ch=0; ch<=s->channels; ch++) {
1109             s->dba_mode[ch] = DBA_NONE;
1110         }
1111     }
1112
1113     /* Bit allocation */
1114     for(ch=!cpl_in_use; ch<=s->channels; ch++) {
1115         if(bit_alloc_stages[ch] > 2) {
1116             /* Exponent mapping into PSD and PSD integration */
1117             ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(s->dexps[ch],
1118                                       s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1119                                       s->psd[ch], s->band_psd[ch]);
1120         }
1121         if(bit_alloc_stages[ch] > 1) {
1122             /* Compute excitation function, Compute masking curve, and
1123                Apply delta bit allocation */
1124             if (ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(&s->bit_alloc_params, s->band_psd[ch],
1125                                            s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1126                                            s->fast_gain[ch], (ch == s->lfe_ch),
1127                                            s->dba_mode[ch], s->dba_nsegs[ch],
1128                                            s->dba_offsets[ch], s->dba_lengths[ch],
1129                                            s->dba_values[ch], s->mask[ch])) {
1130                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "error in bit allocation\n");
1131                 return -1;
1132             }
1133         }
1134         if(bit_alloc_stages[ch] > 0) {
1135             /* Compute bit allocation */
1136             const uint8_t *bap_tab = s->channel_uses_aht[ch] ?
1137                                      ff_eac3_hebap_tab : ff_ac3_bap_tab;
1138             ff_ac3_bit_alloc_calc_bap(s->mask[ch], s->psd[ch],
1139                                       s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1140                                       s->snr_offset[ch],
1141                                       s->bit_alloc_params.floor,
1142                                       bap_tab, s->bap[ch]);
1143         }
1144     }
1145
1146     /* unused dummy data */
1147     if (s->skip_syntax && get_bits1(gbc)) {
1148         int skipl = get_bits(gbc, 9);
1149         while(skipl--)
1150             skip_bits(gbc, 8);
1151     }
1152
1153     /* unpack the transform coefficients
1154        this also uncouples channels if coupling is in use. */
1155     decode_transform_coeffs(s, blk);
1156
1157     /* TODO: generate enhanced coupling coordinates and uncouple */
1158
1159     /* TODO: apply spectral extension */
1160
1161     /* recover coefficients if rematrixing is in use */
1162     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
1163         do_rematrixing(s);
1164
1165     /* apply scaling to coefficients (headroom, dynrng) */
1166     for(ch=1; ch<=s->channels; ch++) {
1167         float gain = s->mul_bias / 4194304.0f;
1168         if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_DUALMONO) {
1169             gain *= s->dynamic_range[2-ch];
1170         } else {
1171             gain *= s->dynamic_range[0];
1172         }
1173         s->dsp.int32_to_float_fmul_scalar(s->transform_coeffs[ch], s->fixed_coeffs[ch], gain, 256);
1174     }
1175
1176     /* downmix and MDCT. order depends on whether block switching is used for
1177        any channel in this block. this is because coefficients for the long
1178        and short transforms cannot be mixed. */
1179     downmix_output = s->channels != s->out_channels &&
1180                      !((s->output_mode & AC3_OUTPUT_LFEON) &&
1181                      s->fbw_channels == s->out_channels);
1182     if(different_transforms) {
1183         /* the delay samples have already been downmixed, so we upmix the delay
1184            samples in order to reconstruct all channels before downmixing. */
1185         if(s->downmixed) {
1186             s->downmixed = 0;
1187             ac3_upmix_delay(s);
1188         }
1189
1190         do_imdct(s, s->channels);
1191
1192         if(downmix_output) {
1193             s->dsp.ac3_downmix(s->output, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 256);
1194         }
1195     } else {
1196         if(downmix_output) {
1197             s->dsp.ac3_downmix(s->transform_coeffs+1, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 256);
1198         }
1199
1200         if(downmix_output && !s->downmixed) {
1201             s->downmixed = 1;
1202             s->dsp.ac3_downmix(s->delay, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 128);
1203         }
1204
1205         do_imdct(s, s->out_channels);
1206     }
1207
1208     return 0;
1209 }
1210
1211 /**
1212  * Decode a single AC-3 frame.
1213  */
1214 static int ac3_decode_frame(AVCodecContext * avctx, void *data, int *data_size,
1215                             AVPacket *avpkt)
1216 {
1217     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1218     int buf_size = avpkt->size;
1219     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
1220     int16_t *out_samples = (int16_t *)data;
1221     int blk, ch, err;
1222     const uint8_t *channel_map;
1223     const float *output[AC3_MAX_CHANNELS];
1224
1225     /* initialize the GetBitContext with the start of valid AC-3 Frame */
1226     if (s->input_buffer) {
1227         /* copy input buffer to decoder context to avoid reading past the end
1228            of the buffer, which can be caused by a damaged input stream. */
1229         memcpy(s->input_buffer, buf, FFMIN(buf_size, AC3_FRAME_BUFFER_SIZE));
1230         init_get_bits(&s->gbc, s->input_buffer, buf_size * 8);
1231     } else {
1232         init_get_bits(&s->gbc, buf, buf_size * 8);
1233     }
1234
1235     /* parse the syncinfo */
1236     *data_size = 0;
1237     err = parse_frame_header(s);
1238
1239     if (err) {
1240         switch(err) {
1241             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_SYNC:
1242                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "frame sync error\n");
1243                 return -1;
1244             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_BSID:
1245                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid bitstream id\n");
1246                 break;
1247             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_SAMPLE_RATE:
1248                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sample rate\n");
1249                 break;
1250             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE:
1251                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid frame size\n");
1252                 break;
1253             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_TYPE:
1254                 /* skip frame if CRC is ok. otherwise use error concealment. */
1255                 /* TODO: add support for substreams and dependent frames */
1256                 if(s->frame_type == EAC3_FRAME_TYPE_DEPENDENT || s->substreamid) {
1257                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported frame type : skipping frame\n");
1258                     return s->frame_size;
1259                 } else {
1260                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid frame type\n");
1261                 }
1262                 break;
1263             default:
1264                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid header\n");
1265                 break;
1266         }
1267     } else {
1268         /* check that reported frame size fits in input buffer */
1269         if (s->frame_size > buf_size) {
1270             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "incomplete frame\n");
1271             err = AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE;
1272         } else if (avctx->error_recognition >= FF_ER_CAREFUL) {
1273             /* check for crc mismatch */
1274             if (av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0, &buf[2], s->frame_size-2)) {
1275                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "frame CRC mismatch\n");
1276                 err = AAC_AC3_PARSE_ERROR_CRC;
1277             }
1278         }
1279     }
1280
1281     /* if frame is ok, set audio parameters */
1282     if (!err) {
1283         avctx->sample_rate = s->sample_rate;
1284         avctx->bit_rate = s->bit_rate;
1285
1286         /* channel config */
1287         s->out_channels = s->channels;
1288         s->output_mode = s->channel_mode;
1289         if(s->lfe_on)
1290             s->output_mode |= AC3_OUTPUT_LFEON;
1291         if (avctx->request_channels > 0 && avctx->request_channels <= 2 &&
1292                 avctx->request_channels < s->channels) {
1293             s->out_channels = avctx->request_channels;
1294             s->output_mode  = avctx->request_channels == 1 ? AC3_CHMODE_MONO : AC3_CHMODE_STEREO;
1295             s->channel_layout = ff_ac3_channel_layout_tab[s->output_mode];
1296         }
1297         avctx->channels = s->out_channels;
1298         avctx->channel_layout = s->channel_layout;
1299
1300         /* set downmixing coefficients if needed */
1301         if(s->channels != s->out_channels && !((s->output_mode & AC3_OUTPUT_LFEON) &&
1302                 s->fbw_channels == s->out_channels)) {
1303             set_downmix_coeffs(s);
1304         }
1305     } else if (!s->out_channels) {
1306         s->out_channels = avctx->channels;
1307         if(s->out_channels < s->channels)
1308             s->output_mode  = s->out_channels == 1 ? AC3_CHMODE_MONO : AC3_CHMODE_STEREO;
1309     }
1310
1311     /* decode the audio blocks */
1312     channel_map = ff_ac3_dec_channel_map[s->output_mode & ~AC3_OUTPUT_LFEON][s->lfe_on];
1313     for (ch = 0; ch < s->out_channels; ch++)
1314         output[ch] = s->output[channel_map[ch]];
1315     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
1316         if (!err && decode_audio_block(s, blk)) {
1317             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "error decoding the audio block\n");
1318             err = 1;
1319         }
1320         s->dsp.float_to_int16_interleave(out_samples, output, 256, s->out_channels);
1321         out_samples += 256 * s->out_channels;
1322     }
1323     *data_size = s->num_blocks * 256 * avctx->channels * sizeof (int16_t);
1324     return s->frame_size;
1325 }
1326
1327 /**
1328  * Uninitialize the AC-3 decoder.
1329  */
1330 static av_cold int ac3_decode_end(AVCodecContext *avctx)
1331 {
1332     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
1333     ff_mdct_end(&s->imdct_512);
1334     ff_mdct_end(&s->imdct_256);
1335
1336     av_freep(&s->input_buffer);
1337
1338     return 0;
1339 }
1340
1341 AVCodec ac3_decoder = {
1342     .name = "ac3",
1343     .type = CODEC_TYPE_AUDIO,
1344     .id = CODEC_ID_AC3,
1345     .priv_data_size = sizeof (AC3DecodeContext),
1346     .init = ac3_decode_init,
1347     .close = ac3_decode_end,
1348     .decode = ac3_decode_frame,
1349     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATSC A/52A (AC-3)"),
1350 };
1351
1352 #if CONFIG_EAC3_DECODER
1353 AVCodec eac3_decoder = {
1354     .name = "eac3",
1355     .type = CODEC_TYPE_AUDIO,
1356     .id = CODEC_ID_EAC3,
1357     .priv_data_size = sizeof (AC3DecodeContext),
1358     .init = ac3_decode_init,
1359     .close = ac3_decode_end,
1360     .decode = ac3_decode_frame,
1361     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATSC A/52B (AC-3, E-AC-3)"),
1362 };
1363 #endif