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

   1 /*
   2  * AC-3 Audio Decoder
   3  * This code is developed as part of Google Summer of Code 2006 Program.
   4  *
   5  * Copyright (c) 2006 Kartikey Mahendra BHATT (bhattkm at gmail dot com).
   6  * Copyright (c) 2007 Justin Ruggles
   7  *
   8  * Portions of this code are derived from liba52
   9  * http://liba52.sourceforge.net
  10  * Copyright (C) 2000-2003 Michel Lespinasse <walken@zoy.org>
  11  * Copyright (C) 1999-2000 Aaron Holtzman <aholtzma@ess.engr.uvic.ca>
  12  *
  13  * This file is part of FFmpeg.
  14  *
  15  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  16  * modify it under the terms of the GNU General Public
  17  * License as published by the Free Software Foundation; either
  18  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
  19  *
  20  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  21  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  22  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  23  * General Public License for more details.
  24  *
  25  * You should have received a copy of the GNU General Public
  26  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  27  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  28  */
  29
  30 #include <stdio.h>
  31 #include <stddef.h>
  32 #include <math.h>
  33 #include <string.h>
  34
  35 #include "libavutil/crc.h"
  36 #include "libavutil/random.h"
  37 #include "avcodec.h"
  38 #include "ac3_parser.h"
  39 #include "bitstream.h"
  40 #include "dsputil.h"
  41
  42 /** Maximum possible frame size when the specification limit is ignored */
  43 #define AC3_MAX_FRAME_SIZE 21695
  44
  45 /**
  46  * Table of bin locations for rematrixing bands
  47  * reference: Section 7.5.2 Rematrixing : Frequency Band Definitions
  48  */
  49 static const uint8_t rematrix_band_tab[5] = { 13, 25, 37, 61, 253 };
  50
  51 /** table for grouping exponents */
  52 static uint8_t exp_ungroup_tab[128][3];
  53
  54
  55 /** tables for ungrouping mantissas */
  56 static int b1_mantissas[32][3];
  57 static int b2_mantissas[128][3];
  58 static int b3_mantissas[8];
  59 static int b4_mantissas[128][2];
  60 static int b5_mantissas[16];
  61
  62 /**
  63  * Quantization table: levels for symmetric. bits for asymmetric.
  64  * reference: Table 7.18 Mapping of bap to Quantizer
  65  */
  66 static const uint8_t quantization_tab[16] = {
  67     0, 3, 5, 7, 11, 15,
  68     5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 16
  69 };
  70
  71 /** dynamic range table. converts codes to scale factors. */
  72 static float dynamic_range_tab[256];
  73
  74 /** Adjustments in dB gain */
  75 #define LEVEL_MINUS_3DB         0.7071067811865476
  76 #define LEVEL_MINUS_4POINT5DB   0.5946035575013605
  77 #define LEVEL_MINUS_6DB         0.5000000000000000
  78 #define LEVEL_MINUS_9DB         0.3535533905932738
  79 #define LEVEL_ZERO              0.0000000000000000
  80 #define LEVEL_ONE               1.0000000000000000
  81
  82 static const float gain_levels[6] = {
  83     LEVEL_ZERO,
  84     LEVEL_ONE,
  85     LEVEL_MINUS_3DB,
  86     LEVEL_MINUS_4POINT5DB,
  87     LEVEL_MINUS_6DB,
  88     LEVEL_MINUS_9DB
  89 };
  90
  91 /**
  92  * Table for default stereo downmixing coefficients
  93  * reference: Section 7.8.2 Downmixing Into Two Channels
  94  */
  95 static const uint8_t ac3_default_coeffs[8][5][2] = {
  96     { { 1, 0 }, { 0, 1 },                               },
  97     { { 2, 2 },                                         },
  98     { { 1, 0 }, { 0, 1 },                               },
  99     { { 1, 0 }, { 3, 3 }, { 0, 1 },                     },
 100     { { 1, 0 }, { 0, 1 }, { 4, 4 },                     },
 101     { { 1, 0 }, { 3, 3 }, { 0, 1 }, { 5, 5 },           },
 102     { { 1, 0 }, { 0, 1 }, { 4, 0 }, { 0, 4 },           },
 103     { { 1, 0 }, { 3, 3 }, { 0, 1 }, { 4, 0 }, { 0, 4 }, },
 104 };
 105
 106 /* override ac3.h to include coupling channel */
 107 #undef AC3_MAX_CHANNELS
 108 #define AC3_MAX_CHANNELS 7
 109 #define CPL_CH 0
 110
 111 #define AC3_OUTPUT_LFEON  8
 112
 113 typedef struct {
 114     int channel_mode;                       ///< channel mode (acmod)
 115     int block_switch[AC3_MAX_CHANNELS];     ///< block switch flags
 116     int dither_flag[AC3_MAX_CHANNELS];      ///< dither flags
 117     int dither_all;                         ///< true if all channels are dithered
 118     int cpl_in_use;                         ///< coupling in use
 119     int channel_in_cpl[AC3_MAX_CHANNELS];   ///< channel in coupling
 120     int phase_flags_in_use;                 ///< phase flags in use
 121     int phase_flags[18];                    ///< phase flags
 122     int cpl_band_struct[18];                ///< coupling band structure
 123     int num_rematrixing_bands;              ///< number of rematrixing bands
 124     int rematrixing_flags[4];               ///< rematrixing flags
 125     int exp_strategy[AC3_MAX_CHANNELS];     ///< exponent strategies
 126     int snr_offset[AC3_MAX_CHANNELS];       ///< signal-to-noise ratio offsets
 127     int fast_gain[AC3_MAX_CHANNELS];        ///< fast gain values (signal-to-mask ratio)
 128     int dba_mode[AC3_MAX_CHANNELS];         ///< delta bit allocation mode
 129     int dba_nsegs[AC3_MAX_CHANNELS];        ///< number of delta segments
 130     uint8_t dba_offsets[AC3_MAX_CHANNELS][8]; ///< delta segment offsets
 131     uint8_t dba_lengths[AC3_MAX_CHANNELS][8]; ///< delta segment lengths
 132     uint8_t dba_values[AC3_MAX_CHANNELS][8];  ///< delta values for each segment
 133
 134     int sample_rate;                        ///< sample frequency, in Hz
 135     int bit_rate;                           ///< stream bit rate, in bits-per-second
 136     int frame_size;                         ///< current frame size, in bytes
 137
 138     int channels;                           ///< number of total channels
 139     int fbw_channels;                       ///< number of full-bandwidth channels
 140     int lfe_on;                             ///< lfe channel in use
 141     int lfe_ch;                             ///< index of LFE channel
 142     int output_mode;                        ///< output channel configuration
 143     int out_channels;                       ///< number of output channels
 144
 145     int center_mix_level;                   ///< Center mix level index
 146     int surround_mix_level;                 ///< Surround mix level index
 147     float downmix_coeffs[AC3_MAX_CHANNELS][2];  ///< stereo downmix coefficients
 148     float downmix_coeff_adjust[2];          ///< adjustment needed for each output channel when downmixing
 149     float dynamic_range[2];                 ///< dynamic range
 150     int   cpl_coords[AC3_MAX_CHANNELS][18]; ///< coupling coordinates
 151     int   num_cpl_bands;                    ///< number of coupling bands
 152     int   num_cpl_subbands;                 ///< number of coupling sub bands
 153     int   start_freq[AC3_MAX_CHANNELS];     ///< start frequency bin
 154     int   end_freq[AC3_MAX_CHANNELS];       ///< end frequency bin
 155     AC3BitAllocParameters bit_alloc_params; ///< bit allocation parameters
 156
 157     int8_t  dexps[AC3_MAX_CHANNELS][256];   ///< decoded exponents
 158     uint8_t bap[AC3_MAX_CHANNELS][256];     ///< bit allocation pointers
 159     int16_t psd[AC3_MAX_CHANNELS][256];     ///< scaled exponents
 160     int16_t band_psd[AC3_MAX_CHANNELS][50]; ///< interpolated exponents
 161     int16_t mask[AC3_MAX_CHANNELS][50];     ///< masking curve values
 162
 163     int fixed_coeffs[AC3_MAX_CHANNELS][256];    ///> fixed-point transform coefficients
 164     DECLARE_ALIGNED_16(float, transform_coeffs[AC3_MAX_CHANNELS][256]);  ///< transform coefficients
 165     int downmixed;                              ///< indicates if coeffs are currently downmixed
 166
 167     /* For IMDCT. */
 168     MDCTContext imdct_512;                  ///< for 512 sample IMDCT
 169     MDCTContext imdct_256;                  ///< for 256 sample IMDCT
 170     DSPContext  dsp;                        ///< for optimization
 171     float       add_bias;                   ///< offset for float_to_int16 conversion
 172     float       mul_bias;                   ///< scaling for float_to_int16 conversion
 173
 174     DECLARE_ALIGNED_16(float, output[AC3_MAX_CHANNELS][256]);       ///< output after imdct transform and windowing
 175     DECLARE_ALIGNED_16(short, int_output[AC3_MAX_CHANNELS-1][256]); ///< final 16-bit integer output
 176     DECLARE_ALIGNED_16(float, delay[AC3_MAX_CHANNELS][256]);        ///< delay - added to the next block
 177     DECLARE_ALIGNED_16(float, tmp_imdct[256]);                      ///< temporary storage for imdct transform
 178     DECLARE_ALIGNED_16(float, tmp_output[512]);                     ///< temporary storage for output before windowing
 179     DECLARE_ALIGNED_16(float, window[256]);                         ///< window coefficients
 180
 181     /* Miscellaneous. */
 182     GetBitContext gbc;                      ///< bitstream reader
 183     AVRandomState dith_state;               ///< for dither generation
 184     AVCodecContext *avctx;                  ///< parent context
 185     uint8_t *input_buffer;                  ///< temp buffer to prevent overread
 186 } AC3DecodeContext;
 187
 188 /**
 189  * Symmetrical Dequantization
 190  * reference: Section 7.3.3 Expansion of Mantissas for Symmetrical Quantization
 191  *            Tables 7.19 to 7.23
 192  */
 193 static inline int
 194 symmetric_dequant(int code, int levels)
 195 {
 196     return ((code - (levels >> 1)) << 24) / levels;
 197 }
 198
 199 /*
 200  * Initialize tables at runtime.
 201  */
 202 static av_cold void ac3_tables_init(void)
 203 {
 204     int i;
 205
 206     /* generate grouped mantissa tables
 207        reference: Section 7.3.5 Ungrouping of Mantissas */
 208     for(i=0; i<32; i++) {
 209         /* bap=1 mantissas */
 210         b1_mantissas[i][0] = symmetric_dequant( i / 9     , 3);
 211         b1_mantissas[i][1] = symmetric_dequant((i % 9) / 3, 3);
 212         b1_mantissas[i][2] = symmetric_dequant((i % 9) % 3, 3);
 213     }
 214     for(i=0; i<128; i++) {
 215         /* bap=2 mantissas */
 216         b2_mantissas[i][0] = symmetric_dequant( i / 25     , 5);
 217         b2_mantissas[i][1] = symmetric_dequant((i % 25) / 5, 5);
 218         b2_mantissas[i][2] = symmetric_dequant((i % 25) % 5, 5);
 219
 220         /* bap=4 mantissas */
 221         b4_mantissas[i][0] = symmetric_dequant(i / 11, 11);
 222         b4_mantissas[i][1] = symmetric_dequant(i % 11, 11);
 223     }
 224     /* generate ungrouped mantissa tables
 225        reference: Tables 7.21 and 7.23 */
 226     for(i=0; i<7; i++) {
 227         /* bap=3 mantissas */
 228         b3_mantissas[i] = symmetric_dequant(i, 7);
 229     }
 230     for(i=0; i<15; i++) {
 231         /* bap=5 mantissas */
 232         b5_mantissas[i] = symmetric_dequant(i, 15);
 233     }
 234
 235     /* generate dynamic range table
 236        reference: Section 7.7.1 Dynamic Range Control */
 237     for(i=0; i<256; i++) {
 238         int v = (i >> 5) - ((i >> 7) << 3) - 5;
 239         dynamic_range_tab[i] = powf(2.0f, v) * ((i & 0x1F) | 0x20);
 240     }
 241
 242     /* generate exponent tables
 243        reference: Section 7.1.3 Exponent Decoding */
 244     for(i=0; i<128; i++) {
 245         exp_ungroup_tab[i][0] =  i / 25;
 246         exp_ungroup_tab[i][1] = (i % 25) / 5;
 247         exp_ungroup_tab[i][2] = (i % 25) % 5;
 248     }
 249 }
 250
 251
 252 /**
 253  * AVCodec initialization
 254  */
 255 static av_cold int ac3_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 256 {
 257     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
 258     s->avctx = avctx;
 259
 260     ac3_common_init();
 261     ac3_tables_init();
 262     ff_mdct_init(&s->imdct_256, 8, 1);
 263     ff_mdct_init(&s->imdct_512, 9, 1);
 264     ff_kbd_window_init(s->window, 5.0, 256);
 265     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
 266     av_init_random(0, &s->dith_state);
 267
 268     /* set bias values for float to int16 conversion */
 269     if(s->dsp.float_to_int16 == ff_float_to_int16_c) {
 270         s->add_bias = 385.0f;
 271         s->mul_bias = 1.0f;
 272     } else {
 273         s->add_bias = 0.0f;
 274         s->mul_bias = 32767.0f;
 275     }
 276
 277     /* allow downmixing to stereo or mono */
 278     if (avctx->channels > 0 && avctx->request_channels > 0 &&
 279             avctx->request_channels < avctx->channels &&
 280             avctx->request_channels <= 2) {
 281         avctx->channels = avctx->request_channels;
 282     }
 283     s->downmixed = 1;
 284
 285     /* allocate context input buffer */
 286     if (avctx->error_resilience >= FF_ER_CAREFUL) {
 287         s->input_buffer = av_mallocz(AC3_MAX_FRAME_SIZE + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 288         if (!s->input_buffer)
 289             return AVERROR_NOMEM;
 290     }
 291
 292     return 0;
 293 }
 294
 295 /**
 296  * Parse the 'sync info' and 'bit stream info' from the AC-3 bitstream.
 297  * GetBitContext within AC3DecodeContext must point to
 298  * start of the synchronized ac3 bitstream.
 299  */
 300 static int ac3_parse_header(AC3DecodeContext *s)
 301 {
 302     AC3HeaderInfo hdr;
 303     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
 304     int err, i;
 305
 306     err = ff_ac3_parse_header(gbc, &hdr);
 307     if(err)
 308         return err;
 309
 310     if(hdr.bitstream_id > 10)
 311         return AC3_PARSE_ERROR_BSID;
 312
 313     /* get decoding parameters from header info */
 314     s->bit_alloc_params.sr_code     = hdr.sr_code;
 315     s->channel_mode                 = hdr.channel_mode;
 316     s->lfe_on                       = hdr.lfe_on;
 317     s->bit_alloc_params.sr_shift    = hdr.sr_shift;
 318     s->sample_rate                  = hdr.sample_rate;
 319     s->bit_rate                     = hdr.bit_rate;
 320     s->channels                     = hdr.channels;
 321     s->fbw_channels                 = s->channels - s->lfe_on;
 322     s->lfe_ch                       = s->fbw_channels + 1;
 323     s->frame_size                   = hdr.frame_size;
 324     s->center_mix_level             = hdr.center_mix_level;
 325     s->surround_mix_level           = hdr.surround_mix_level;
 326
 327     /* read the rest of the bsi. read twice for dual mono mode. */
 328     i = !(s->channel_mode);
 329     do {
 330         skip_bits(gbc, 5); // skip dialog normalization
 331         if (get_bits1(gbc))
 332             skip_bits(gbc, 8); //skip compression
 333         if (get_bits1(gbc))
 334             skip_bits(gbc, 8); //skip language code
 335         if (get_bits1(gbc))
 336             skip_bits(gbc, 7); //skip audio production information
 337     } while (i--);
 338
 339     skip_bits(gbc, 2); //skip copyright bit and original bitstream bit
 340
 341     /* skip the timecodes (or extra bitstream information for Alternate Syntax)
 342        TODO: read & use the xbsi1 downmix levels */
 343     if (get_bits1(gbc))
 344         skip_bits(gbc, 14); //skip timecode1 / xbsi1
 345     if (get_bits1(gbc))
 346         skip_bits(gbc, 14); //skip timecode2 / xbsi2
 347
 348     /* skip additional bitstream info */
 349     if (get_bits1(gbc)) {
 350         i = get_bits(gbc, 6);
 351         do {
 352             skip_bits(gbc, 8);
 353         } while(i--);
 354     }
 355
 356     return 0;
 357 }
 358
 359 /**
 360  * Set stereo downmixing coefficients based on frame header info.
 361  * reference: Section 7.8.2 Downmixing Into Two Channels
 362  */
 363 static void set_downmix_coeffs(AC3DecodeContext *s)
 364 {
 365     int i;
 366     float cmix = gain_levels[s->center_mix_level];
 367     float smix = gain_levels[s->surround_mix_level];
 368
 369     for(i=0; i<s->fbw_channels; i++) {
 370         s->downmix_coeffs[i][0] = gain_levels[ac3_default_coeffs[s->channel_mode][i][0]];
 371         s->downmix_coeffs[i][1] = gain_levels[ac3_default_coeffs[s->channel_mode][i][1]];
 372     }
 373     if(s->channel_mode > 1 && s->channel_mode & 1) {
 374         s->downmix_coeffs[1][0] = s->downmix_coeffs[1][1] = cmix;
 375     }
 376     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_2F1R || s->channel_mode == AC3_CHMODE_3F1R) {
 377         int nf = s->channel_mode - 2;
 378         s->downmix_coeffs[nf][0] = s->downmix_coeffs[nf][1] = smix * LEVEL_MINUS_3DB;
 379     }
 380     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_2F2R || s->channel_mode == AC3_CHMODE_3F2R) {
 381         int nf = s->channel_mode - 4;
 382         s->downmix_coeffs[nf][0] = s->downmix_coeffs[nf+1][1] = smix;
 383     }
 384
 385     /* calculate adjustment needed for each channel to avoid clipping */
 386     s->downmix_coeff_adjust[0] = s->downmix_coeff_adjust[1] = 0.0f;
 387     for(i=0; i<s->fbw_channels; i++) {
 388         s->downmix_coeff_adjust[0] += s->downmix_coeffs[i][0];
 389         s->downmix_coeff_adjust[1] += s->downmix_coeffs[i][1];
 390     }
 391     s->downmix_coeff_adjust[0] = 1.0f / s->downmix_coeff_adjust[0];
 392     s->downmix_coeff_adjust[1] = 1.0f / s->downmix_coeff_adjust[1];
 393 }
 394
 395 /**
 396  * Decode the grouped exponents according to exponent strategy.
 397  * reference: Section 7.1.3 Exponent Decoding
 398  */
 399 static void decode_exponents(GetBitContext *gbc, int exp_strategy, int ngrps,
 400                              uint8_t absexp, int8_t *dexps)
 401 {
 402     int i, j, grp, group_size;
 403     int dexp[256];
 404     int expacc, prevexp;
 405
 406     /* unpack groups */
 407     group_size = exp_strategy + (exp_strategy == EXP_D45);
 408     for(grp=0,i=0; grp<ngrps; grp++) {
 409         expacc = get_bits(gbc, 7);
 410         dexp[i++] = exp_ungroup_tab[expacc][0];
 411         dexp[i++] = exp_ungroup_tab[expacc][1];
 412         dexp[i++] = exp_ungroup_tab[expacc][2];
 413     }
 414
 415     /* convert to absolute exps and expand groups */
 416     prevexp = absexp;
 417     for(i=0; i<ngrps*3; i++) {
 418         prevexp = av_clip(prevexp + dexp[i]-2, 0, 24);
 419         for(j=0; j<group_size; j++) {
 420             dexps[(i*group_size)+j] = prevexp;
 421         }
 422     }
 423 }
 424
 425 /**
 426  * Generate transform coefficients for each coupled channel in the coupling
 427  * range using the coupling coefficients and coupling coordinates.
 428  * reference: Section 7.4.3 Coupling Coordinate Format
 429  */
 430 static void uncouple_channels(AC3DecodeContext *s)
 431 {
 432     int i, j, ch, bnd, subbnd;
 433
 434     subbnd = -1;
 435     i = s->start_freq[CPL_CH];
 436     for(bnd=0; bnd<s->num_cpl_bands; bnd++) {
 437         do {
 438             subbnd++;
 439             for(j=0; j<12; j++) {
 440                 for(ch=1; ch<=s->fbw_channels; ch++) {
 441                     if(s->channel_in_cpl[ch]) {
 442                         s->fixed_coeffs[ch][i] = ((int64_t)s->fixed_coeffs[CPL_CH][i] * (int64_t)s->cpl_coords[ch][bnd]) >> 23;
 443                         if (ch == 2 && s->phase_flags[bnd])
 444                             s->fixed_coeffs[ch][i] = -s->fixed_coeffs[ch][i];
 445                     }
 446                 }
 447                 i++;
 448             }
 449         } while(s->cpl_band_struct[subbnd]);
 450     }
 451 }
 452
 453 /**
 454  * Grouped mantissas for 3-level 5-level and 11-level quantization
 455  */
 456 typedef struct {
 457     int b1_mant[3];
 458     int b2_mant[3];
 459     int b4_mant[2];
 460     int b1ptr;
 461     int b2ptr;
 462     int b4ptr;
 463 } mant_groups;
 464
 465 /**
 466  * Get the transform coefficients for a particular channel
 467  * reference: Section 7.3 Quantization and Decoding of Mantissas
 468  */
 469 static int get_transform_coeffs_ch(AC3DecodeContext *s, int ch_index, mant_groups *m)
 470 {
 471     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
 472     int i, gcode, tbap, start, end;
 473     uint8_t *exps;
 474     uint8_t *bap;
 475     int *coeffs;
 476
 477     exps = s->dexps[ch_index];
 478     bap = s->bap[ch_index];
 479     coeffs = s->fixed_coeffs[ch_index];
 480     start = s->start_freq[ch_index];
 481     end = s->end_freq[ch_index];
 482
 483     for (i = start; i < end; i++) {
 484         tbap = bap[i];
 485         switch (tbap) {
 486             case 0:
 487                 coeffs[i] = (av_random(&s->dith_state) & 0x7FFFFF) - 4194304;
 488                 break;
 489
 490             case 1:
 491                 if(m->b1ptr > 2) {
 492                     gcode = get_bits(gbc, 5);
 493                     m->b1_mant[0] = b1_mantissas[gcode][0];
 494                     m->b1_mant[1] = b1_mantissas[gcode][1];
 495                     m->b1_mant[2] = b1_mantissas[gcode][2];
 496                     m->b1ptr = 0;
 497                 }
 498                 coeffs[i] = m->b1_mant[m->b1ptr++];
 499                 break;
 500
 501             case 2:
 502                 if(m->b2ptr > 2) {
 503                     gcode = get_bits(gbc, 7);
 504                     m->b2_mant[0] = b2_mantissas[gcode][0];
 505                     m->b2_mant[1] = b2_mantissas[gcode][1];
 506                     m->b2_mant[2] = b2_mantissas[gcode][2];
 507                     m->b2ptr = 0;
 508                 }
 509                 coeffs[i] = m->b2_mant[m->b2ptr++];
 510                 break;
 511
 512             case 3:
 513                 coeffs[i] = b3_mantissas[get_bits(gbc, 3)];
 514                 break;
 515
 516             case 4:
 517                 if(m->b4ptr > 1) {
 518                     gcode = get_bits(gbc, 7);
 519                     m->b4_mant[0] = b4_mantissas[gcode][0];
 520                     m->b4_mant[1] = b4_mantissas[gcode][1];
 521                     m->b4ptr = 0;
 522                 }
 523                 coeffs[i] = m->b4_mant[m->b4ptr++];
 524                 break;
 525
 526             case 5:
 527                 coeffs[i] = b5_mantissas[get_bits(gbc, 4)];
 528                 break;
 529
 530             default: {
 531                 /* asymmetric dequantization */
 532                 int qlevel = quantization_tab[tbap];
 533                 coeffs[i] = get_sbits(gbc, qlevel) << (24 - qlevel);
 534                 break;
 535             }
 536         }
 537         coeffs[i] >>= exps[i];
 538     }
 539
 540     return 0;
 541 }
 542
 543 /**
 544  * Remove random dithering from coefficients with zero-bit mantissas
 545  * reference: Section 7.3.4 Dither for Zero Bit Mantissas (bap=0)
 546  */
 547 static void remove_dithering(AC3DecodeContext *s) {
 548     int ch, i;
 549     int end=0;
 550     int *coeffs;
 551     uint8_t *bap;
 552
 553     for(ch=1; ch<=s->fbw_channels; ch++) {
 554         if(!s->dither_flag[ch]) {
 555             coeffs = s->fixed_coeffs[ch];
 556             bap = s->bap[ch];
 557             if(s->channel_in_cpl[ch])
 558                 end = s->start_freq[CPL_CH];
 559             else
 560                 end = s->end_freq[ch];
 561             for(i=0; i<end; i++) {
 562                 if(!bap[i])
 563                     coeffs[i] = 0;
 564             }
 565             if(s->channel_in_cpl[ch]) {
 566                 bap = s->bap[CPL_CH];
 567                 for(; i<s->end_freq[CPL_CH]; i++) {
 568                     if(!bap[i])
 569                         coeffs[i] = 0;
 570                 }
 571             }
 572         }
 573     }
 574 }
 575
 576 /**
 577  * Get the transform coefficients.
 578  */
 579 static int get_transform_coeffs(AC3DecodeContext *s)
 580 {
 581     int ch, end;
 582     int got_cplchan = 0;
 583     mant_groups m;
 584
 585     m.b1ptr = m.b2ptr = m.b4ptr = 3;
 586
 587     for (ch = 1; ch <= s->channels; ch++) {
 588         /* transform coefficients for full-bandwidth channel */
 589         if (get_transform_coeffs_ch(s, ch, &m))
 590             return -1;
 591         /* tranform coefficients for coupling channel come right after the
 592            coefficients for the first coupled channel*/
 593         if (s->channel_in_cpl[ch])  {
 594             if (!got_cplchan) {
 595                 if (get_transform_coeffs_ch(s, CPL_CH, &m)) {
 596                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "error in decoupling channels\n");
 597                     return -1;
 598                 }
 599                 uncouple_channels(s);
 600                 got_cplchan = 1;
 601             }
 602             end = s->end_freq[CPL_CH];
 603         } else {
 604             end = s->end_freq[ch];
 605         }
 606         do
 607             s->fixed_coeffs[ch][end] = 0;
 608         while(++end < 256);
 609     }
 610
 611     /* if any channel doesn't use dithering, zero appropriate coefficients */
 612     if(!s->dither_all)
 613         remove_dithering(s);
 614
 615     return 0;
 616 }
 617
 618 /**
 619  * Stereo rematrixing.
 620  * reference: Section 7.5.4 Rematrixing : Decoding Technique
 621  */
 622 static void do_rematrixing(AC3DecodeContext *s)
 623 {
 624     int bnd, i;
 625     int end, bndend;
 626     int tmp0, tmp1;
 627
 628     end = FFMIN(s->end_freq[1], s->end_freq[2]);
 629
 630     for(bnd=0; bnd<s->num_rematrixing_bands; bnd++) {
 631         if(s->rematrixing_flags[bnd]) {
 632             bndend = FFMIN(end, rematrix_band_tab[bnd+1]);
 633             for(i=rematrix_band_tab[bnd]; i<bndend; i++) {
 634                 tmp0 = s->fixed_coeffs[1][i];
 635                 tmp1 = s->fixed_coeffs[2][i];
 636                 s->fixed_coeffs[1][i] = tmp0 + tmp1;
 637                 s->fixed_coeffs[2][i] = tmp0 - tmp1;
 638             }
 639         }
 640     }
 641 }
 642
 643 /**
 644  * Perform the 256-point IMDCT
 645  */
 646 static void do_imdct_256(AC3DecodeContext *s, int chindex)
 647 {
 648     int i, k;
 649     DECLARE_ALIGNED_16(float, x[128]);
 650     FFTComplex z[2][64];
 651     float *o_ptr = s->tmp_output;
 652
 653     for(i=0; i<2; i++) {
 654         /* de-interleave coefficients */
 655         for(k=0; k<128; k++) {
 656             x[k] = s->transform_coeffs[chindex][2*k+i];
 657         }
 658
 659         /* run standard IMDCT */
 660         s->imdct_256.fft.imdct_calc(&s->imdct_256, o_ptr, x, s->tmp_imdct);
 661
 662         /* reverse the post-rotation & reordering from standard IMDCT */
 663         for(k=0; k<32; k++) {
 664             z[i][32+k].re = -o_ptr[128+2*k];
 665             z[i][32+k].im = -o_ptr[2*k];
 666             z[i][31-k].re =  o_ptr[2*k+1];
 667             z[i][31-k].im =  o_ptr[128+2*k+1];
 668         }
 669     }
 670
 671     /* apply AC-3 post-rotation & reordering */
 672     for(k=0; k<64; k++) {
 673         o_ptr[    2*k  ] = -z[0][   k].im;
 674         o_ptr[    2*k+1] =  z[0][63-k].re;
 675         o_ptr[128+2*k  ] = -z[0][   k].re;
 676         o_ptr[128+2*k+1] =  z[0][63-k].im;
 677         o_ptr[256+2*k  ] = -z[1][   k].re;
 678         o_ptr[256+2*k+1] =  z[1][63-k].im;
 679         o_ptr[384+2*k  ] =  z[1][   k].im;
 680         o_ptr[384+2*k+1] = -z[1][63-k].re;
 681     }
 682 }
 683
 684 /**
 685  * Inverse MDCT Transform.
 686  * Convert frequency domain coefficients to time-domain audio samples.
 687  * reference: Section 7.9.4 Transformation Equations
 688  */
 689 static inline void do_imdct(AC3DecodeContext *s, int channels)
 690 {
 691     int ch;
 692
 693     for (ch=1; ch<=channels; ch++) {
 694         if (s->block_switch[ch]) {
 695             do_imdct_256(s, ch);
 696         } else {
 697             s->imdct_512.fft.imdct_calc(&s->imdct_512, s->tmp_output,
 698                                         s->transform_coeffs[ch], s->tmp_imdct);
 699         }
 700         /* For the first half of the block, apply the window, add the delay
 701            from the previous block, and send to output */
 702         s->dsp.vector_fmul_add_add(s->output[ch-1], s->tmp_output,
 703                                      s->window, s->delay[ch-1], 0, 256, 1);
 704         /* For the second half of the block, apply the window and store the
 705            samples to delay, to be combined with the next block */
 706         s->dsp.vector_fmul_reverse(s->delay[ch-1], s->tmp_output+256,
 707                                    s->window, 256);
 708     }
 709 }
 710
 711 /**
 712  * Downmix the output to mono or stereo.
 713  */
 714 static void ac3_downmix(AC3DecodeContext *s,
 715                         float samples[AC3_MAX_CHANNELS][256], int ch_offset)
 716 {
 717     int i, j;
 718     float v0, v1;
 719
 720     for(i=0; i<256; i++) {
 721         v0 = v1 = 0.0f;
 722         for(j=0; j<s->fbw_channels; j++) {
 723             v0 += samples[j+ch_offset][i] * s->downmix_coeffs[j][0];
 724             v1 += samples[j+ch_offset][i] * s->downmix_coeffs[j][1];
 725         }
 726         v0 *= s->downmix_coeff_adjust[0];
 727         v1 *= s->downmix_coeff_adjust[1];
 728         if(s->output_mode == AC3_CHMODE_MONO) {
 729             samples[ch_offset][i] = (v0 + v1) * LEVEL_MINUS_3DB;
 730         } else if(s->output_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
 731             samples[  ch_offset][i] = v0;
 732             samples[1+ch_offset][i] = v1;
 733         }
 734     }
 735 }
 736
 737 /**
 738  * Upmix delay samples from stereo to original channel layout.
 739  */
 740 static void ac3_upmix_delay(AC3DecodeContext *s)
 741 {
 742     int channel_data_size = sizeof(s->delay[0]);
 743     switch(s->channel_mode) {
 744         case AC3_CHMODE_DUALMONO:
 745         case AC3_CHMODE_STEREO:
 746             /* upmix mono to stereo */
 747             memcpy(s->delay[1], s->delay[0], channel_data_size);
 748             break;
 749         case AC3_CHMODE_2F2R:
 750             memset(s->delay[3], 0, channel_data_size);
 751         case AC3_CHMODE_2F1R:
 752             memset(s->delay[2], 0, channel_data_size);
 753             break;
 754         case AC3_CHMODE_3F2R:
 755             memset(s->delay[4], 0, channel_data_size);
 756         case AC3_CHMODE_3F1R:
 757             memset(s->delay[3], 0, channel_data_size);
 758         case AC3_CHMODE_3F:
 759             memcpy(s->delay[2], s->delay[1], channel_data_size);
 760             memset(s->delay[1], 0, channel_data_size);
 761             break;
 762     }
 763 }
 764
 765 /**
 766  * Parse an audio block from AC-3 bitstream.
 767  */
 768 static int ac3_parse_audio_block(AC3DecodeContext *s, int blk)
 769 {
 770     int fbw_channels = s->fbw_channels;
 771     int channel_mode = s->channel_mode;
 772     int i, bnd, seg, ch;
 773     int different_transforms;
 774     int downmix_output;
 775     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
 776     uint8_t bit_alloc_stages[AC3_MAX_CHANNELS];
 777
 778     memset(bit_alloc_stages, 0, AC3_MAX_CHANNELS);
 779
 780     /* block switch flags */
 781     different_transforms = 0;
 782     for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
 783         s->block_switch[ch] = get_bits1(gbc);
 784         if(ch > 1 && s->block_switch[ch] != s->block_switch[1])
 785             different_transforms = 1;
 786     }
 787
 788     /* dithering flags */
 789     s->dither_all = 1;
 790     for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
 791         s->dither_flag[ch] = get_bits1(gbc);
 792         if(!s->dither_flag[ch])
 793             s->dither_all = 0;
 794     }
 795
 796     /* dynamic range */
 797     i = !(s->channel_mode);
 798     do {
 799         if(get_bits1(gbc)) {
 800             s->dynamic_range[i] = ((dynamic_range_tab[get_bits(gbc, 8)]-1.0) *
 801                                   s->avctx->drc_scale)+1.0;
 802         } else if(blk == 0) {
 803             s->dynamic_range[i] = 1.0f;
 804         }
 805     } while(i--);
 806
 807     /* coupling strategy */
 808     if (get_bits1(gbc)) {
 809         memset(bit_alloc_stages, 3, AC3_MAX_CHANNELS);
 810         s->cpl_in_use = get_bits1(gbc);
 811         if (s->cpl_in_use) {
 812             /* coupling in use */
 813             int cpl_begin_freq, cpl_end_freq;
 814
 815             if (channel_mode < AC3_CHMODE_STEREO) {
 816                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "coupling not allowed in mono or dual-mono\n");
 817                 return -1;
 818             }
 819
 820             /* determine which channels are coupled */
 821             for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++)
 822                 s->channel_in_cpl[ch] = get_bits1(gbc);
 823
 824             /* phase flags in use */
 825             if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
 826                 s->phase_flags_in_use = get_bits1(gbc);
 827
 828             /* coupling frequency range and band structure */
 829             cpl_begin_freq = get_bits(gbc, 4);
 830             cpl_end_freq = get_bits(gbc, 4);
 831             if (3 + cpl_end_freq - cpl_begin_freq < 0) {
 832                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "3+cplendf = %d < cplbegf = %d\n", 3+cpl_end_freq, cpl_begin_freq);
 833                 return -1;
 834             }
 835             s->num_cpl_bands = s->num_cpl_subbands = 3 + cpl_end_freq - cpl_begin_freq;
 836             s->start_freq[CPL_CH] = cpl_begin_freq * 12 + 37;
 837             s->end_freq[CPL_CH] = cpl_end_freq * 12 + 73;
 838             for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_subbands - 1; bnd++) {
 839                 if (get_bits1(gbc)) {
 840                     s->cpl_band_struct[bnd] = 1;
 841                     s->num_cpl_bands--;
 842                 }
 843             }
 844             s->cpl_band_struct[s->num_cpl_subbands-1] = 0;
 845         } else {
 846             /* coupling not in use */
 847             for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++)
 848                 s->channel_in_cpl[ch] = 0;
 849         }
 850     } else if (!blk) {
 851         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling strategy must be present in block 0\n");
 852         return -1;
 853     }
 854
 855     /* coupling coordinates */
 856     if (s->cpl_in_use) {
 857         int cpl_coords_exist = 0;
 858
 859         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
 860             if (s->channel_in_cpl[ch]) {
 861                 if (get_bits1(gbc)) {
 862                     int master_cpl_coord, cpl_coord_exp, cpl_coord_mant;
 863                     cpl_coords_exist = 1;
 864                     master_cpl_coord = 3 * get_bits(gbc, 2);
 865                     for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_bands; bnd++) {
 866                         cpl_coord_exp = get_bits(gbc, 4);
 867                         cpl_coord_mant = get_bits(gbc, 4);
 868                         if (cpl_coord_exp == 15)
 869                             s->cpl_coords[ch][bnd] = cpl_coord_mant << 22;
 870                         else
 871                             s->cpl_coords[ch][bnd] = (cpl_coord_mant + 16) << 21;
 872                         s->cpl_coords[ch][bnd] >>= (cpl_coord_exp + master_cpl_coord);
 873                     }
 874                 } else if (!blk) {
 875                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling coordinates must be present in block 0\n");
 876                     return -1;
 877                 }
 878             }
 879         }
 880         /* phase flags */
 881         if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO && cpl_coords_exist) {
 882             for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_bands; bnd++) {
 883                 s->phase_flags[bnd] = s->phase_flags_in_use? get_bits1(gbc) : 0;
 884             }
 885         }
 886     }
 887
 888     /* stereo rematrixing strategy and band structure */
 889     if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
 890         if (get_bits1(gbc)) {
 891             s->num_rematrixing_bands = 4;
 892             if(s->cpl_in_use && s->start_freq[CPL_CH] <= 61)
 893                 s->num_rematrixing_bands -= 1 + (s->start_freq[CPL_CH] == 37);
 894             for(bnd=0; bnd<s->num_rematrixing_bands; bnd++)
 895                 s->rematrixing_flags[bnd] = get_bits1(gbc);
 896         } else if (!blk) {
 897             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new rematrixing strategy must be present in block 0\n");
 898             return -1;
 899         }
 900     }
 901
 902     /* exponent strategies for each channel */
 903     s->exp_strategy[CPL_CH] = EXP_REUSE;
 904     s->exp_strategy[s->lfe_ch] = EXP_REUSE;
 905     for (ch = !s->cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
 906         if(ch == s->lfe_ch)
 907             s->exp_strategy[ch] = get_bits(gbc, 1);
 908         else
 909             s->exp_strategy[ch] = get_bits(gbc, 2);
 910         if(s->exp_strategy[ch] != EXP_REUSE)
 911             bit_alloc_stages[ch] = 3;
 912     }
 913
 914     /* channel bandwidth */
 915     for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
 916         s->start_freq[ch] = 0;
 917         if (s->exp_strategy[ch] != EXP_REUSE) {
 918             int prev = s->end_freq[ch];
 919             if (s->channel_in_cpl[ch])
 920                 s->end_freq[ch] = s->start_freq[CPL_CH];
 921             else {
 922                 int bandwidth_code = get_bits(gbc, 6);
 923                 if (bandwidth_code > 60) {
 924                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "bandwidth code = %d > 60", bandwidth_code);
 925                     return -1;
 926                 }
 927                 s->end_freq[ch] = bandwidth_code * 3 + 73;
 928             }
 929             if(blk > 0 && s->end_freq[ch] != prev)
 930                 memset(bit_alloc_stages, 3, AC3_MAX_CHANNELS);
 931         }
 932     }
 933     s->start_freq[s->lfe_ch] = 0;
 934     s->end_freq[s->lfe_ch] = 7;
 935
 936     /* decode exponents for each channel */
 937     for (ch = !s->cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
 938         if (s->exp_strategy[ch] != EXP_REUSE) {
 939             int group_size, num_groups;
 940             group_size = 3 << (s->exp_strategy[ch] - 1);
 941             if(ch == CPL_CH)
 942                 num_groups = (s->end_freq[ch] - s->start_freq[ch]) / group_size;
 943             else if(ch == s->lfe_ch)
 944                 num_groups = 2;
 945             else
 946                 num_groups = (s->end_freq[ch] + group_size - 4) / group_size;
 947             s->dexps[ch][0] = get_bits(gbc, 4) << !ch;
 948             decode_exponents(gbc, s->exp_strategy[ch], num_groups, s->dexps[ch][0],
 949                              &s->dexps[ch][s->start_freq[ch]+!!ch]);
 950             if(ch != CPL_CH && ch != s->lfe_ch)
 951                 skip_bits(gbc, 2); /* skip gainrng */
 952         }
 953     }
 954
 955     /* bit allocation information */
 956     if (get_bits1(gbc)) {
 957         s->bit_alloc_params.slow_decay = ff_ac3_slow_decay_tab[get_bits(gbc, 2)] >> s->bit_alloc_params.sr_shift;
 958         s->bit_alloc_params.fast_decay = ff_ac3_fast_decay_tab[get_bits(gbc, 2)] >> s->bit_alloc_params.sr_shift;
 959         s->bit_alloc_params.slow_gain  = ff_ac3_slow_gain_tab[get_bits(gbc, 2)];
 960         s->bit_alloc_params.db_per_bit = ff_ac3_db_per_bit_tab[get_bits(gbc, 2)];
 961         s->bit_alloc_params.floor  = ff_ac3_floor_tab[get_bits(gbc, 3)];
 962         for(ch=!s->cpl_in_use; ch<=s->channels; ch++) {
 963             bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
 964         }
 965     } else if (!blk) {
 966         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new bit allocation info must be present in block 0\n");
 967         return -1;
 968     }
 969
 970     /* signal-to-noise ratio offsets and fast gains (signal-to-mask ratios) */
 971     if (get_bits1(gbc)) {
 972         int csnr;
 973         csnr = (get_bits(gbc, 6) - 15) << 4;
 974         for (ch = !s->cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) { /* snr offset and fast gain */
 975             s->snr_offset[ch] = (csnr + get_bits(gbc, 4)) << 2;
 976             s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[get_bits(gbc, 3)];
 977         }
 978         memset(bit_alloc_stages, 3, AC3_MAX_CHANNELS);
 979     } else if (!blk) {
 980         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new snr offsets must be present in block 0\n");
 981         return -1;
 982     }
 983
 984     /* coupling leak information */
 985     if (s->cpl_in_use) {
 986         if (get_bits1(gbc)) {
 987             s->bit_alloc_params.cpl_fast_leak = get_bits(gbc, 3);
 988             s->bit_alloc_params.cpl_slow_leak = get_bits(gbc, 3);
 989             bit_alloc_stages[CPL_CH] = FFMAX(bit_alloc_stages[CPL_CH], 2);
 990         } else if (!blk) {
 991             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling leak info must be present in block 0\n");
 992             return -1;
 993         }
 994     }
 995
 996     /* delta bit allocation information */
 997     if (get_bits1(gbc)) {
 998         /* delta bit allocation exists (strategy) */
 999         for (ch = !s->cpl_in_use; ch <= fbw_channels; ch++) {
1000             s->dba_mode[ch] = get_bits(gbc, 2);
1001             if (s->dba_mode[ch] == DBA_RESERVED) {
1002                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "delta bit allocation strategy reserved\n");
1003                 return -1;
1004             }
1005             bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1006         }
1007         /* channel delta offset, len and bit allocation */
1008         for (ch = !s->cpl_in_use; ch <= fbw_channels; ch++) {
1009             if (s->dba_mode[ch] == DBA_NEW) {
1010                 s->dba_nsegs[ch] = get_bits(gbc, 3);
1011                 for (seg = 0; seg <= s->dba_nsegs[ch]; seg++) {
1012                     s->dba_offsets[ch][seg] = get_bits(gbc, 5);
1013                     s->dba_lengths[ch][seg] = get_bits(gbc, 4);
1014                     s->dba_values[ch][seg] = get_bits(gbc, 3);
1015                 }
1016             }
1017         }
1018     } else if(blk == 0) {
1019         for(ch=0; ch<=s->channels; ch++) {
1020             s->dba_mode[ch] = DBA_NONE;
1021         }
1022     }
1023
1024     /* Bit allocation */
1025     for(ch=!s->cpl_in_use; ch<=s->channels; ch++) {
1026         if(bit_alloc_stages[ch] > 2) {
1027             /* Exponent mapping into PSD and PSD integration */
1028             ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(s->dexps[ch],
1029                                       s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1030                                       s->psd[ch], s->band_psd[ch]);
1031         }
1032         if(bit_alloc_stages[ch] > 1) {
1033             /* Compute excitation function, Compute masking curve, and
1034                Apply delta bit allocation */
1035             ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(&s->bit_alloc_params, s->band_psd[ch],
1036                                        s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1037                                        s->fast_gain[ch], (ch == s->lfe_ch),
1038                                        s->dba_mode[ch], s->dba_nsegs[ch],
1039                                        s->dba_offsets[ch], s->dba_lengths[ch],
1040                                        s->dba_values[ch], s->mask[ch]);
1041         }
1042         if(bit_alloc_stages[ch] > 0) {
1043             /* Compute bit allocation */
1044             ff_ac3_bit_alloc_calc_bap(s->mask[ch], s->psd[ch],
1045                                       s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1046                                       s->snr_offset[ch],
1047                                       s->bit_alloc_params.floor,
1048                                       s->bap[ch]);
1049         }
1050     }
1051
1052     /* unused dummy data */
1053     if (get_bits1(gbc)) {
1054         int skipl = get_bits(gbc, 9);
1055         while(skipl--)
1056             skip_bits(gbc, 8);
1057     }
1058
1059     /* unpack the transform coefficients
1060        this also uncouples channels if coupling is in use. */
1061     if (get_transform_coeffs(s)) {
1062         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Error in routine get_transform_coeffs\n");
1063         return -1;
1064     }
1065
1066     /* recover coefficients if rematrixing is in use */
1067     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
1068         do_rematrixing(s);
1069
1070     /* apply scaling to coefficients (headroom, dynrng) */
1071     for(ch=1; ch<=s->channels; ch++) {
1072         float gain = s->mul_bias / 4194304.0f;
1073         if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_DUALMONO) {
1074             gain *= s->dynamic_range[ch-1];
1075         } else {
1076             gain *= s->dynamic_range[0];
1077         }
1078         for(i=0; i<256; i++) {
1079             s->transform_coeffs[ch][i] = s->fixed_coeffs[ch][i] * gain;
1080         }
1081     }
1082
1083     /* downmix and MDCT. order depends on whether block switching is used for
1084        any channel in this block. this is because coefficients for the long
1085        and short transforms cannot be mixed. */
1086     downmix_output = s->channels != s->out_channels &&
1087                      !((s->output_mode & AC3_OUTPUT_LFEON) &&
1088                      s->fbw_channels == s->out_channels);
1089     if(different_transforms) {
1090         /* the delay samples have already been downmixed, so we upmix the delay
1091            samples in order to reconstruct all channels before downmixing. */
1092         if(s->downmixed) {
1093             s->downmixed = 0;
1094             ac3_upmix_delay(s);
1095         }
1096
1097         do_imdct(s, s->channels);
1098
1099         if(downmix_output) {
1100             ac3_downmix(s, s->output, 0);
1101         }
1102     } else {
1103         if(downmix_output) {
1104             ac3_downmix(s, s->transform_coeffs, 1);
1105         }
1106
1107         if(!s->downmixed) {
1108             s->downmixed = 1;
1109             ac3_downmix(s, s->delay, 0);
1110         }
1111
1112         do_imdct(s, s->out_channels);
1113     }
1114
1115     /* convert float to 16-bit integer */
1116     for(ch=0; ch<s->out_channels; ch++) {
1117         for(i=0; i<256; i++) {
1118             s->output[ch][i] += s->add_bias;
1119         }
1120         s->dsp.float_to_int16(s->int_output[ch], s->output[ch], 256);
1121     }
1122
1123     return 0;
1124 }
1125
1126 /**
1127  * Decode a single AC-3 frame.
1128  */
1129 static int ac3_decode_frame(AVCodecContext * avctx, void *data, int *data_size,
1130                             const uint8_t *buf, int buf_size)
1131 {
1132     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
1133     int16_t *out_samples = (int16_t *)data;
1134     int i, blk, ch, err;
1135
1136     /* initialize the GetBitContext with the start of valid AC-3 Frame */
1137     if (s->input_buffer) {
1138         /* copy input buffer to decoder context to avoid reading past the end
1139            of the buffer, which can be caused by a damaged input stream. */
1140         memcpy(s->input_buffer, buf, FFMIN(buf_size, AC3_MAX_FRAME_SIZE));
1141         init_get_bits(&s->gbc, s->input_buffer, buf_size * 8);
1142     } else {
1143         init_get_bits(&s->gbc, buf, buf_size * 8);
1144     }
1145
1146     /* parse the syncinfo */
1147     err = ac3_parse_header(s);
1148     if(err) {
1149         switch(err) {
1150             case AC3_PARSE_ERROR_SYNC:
1151                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "frame sync error : cannot use error concealment\n");
1152                 return -1;
1153             case AC3_PARSE_ERROR_BSID:
1154                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid bitstream id\n");
1155                 break;
1156             case AC3_PARSE_ERROR_SAMPLE_RATE:
1157                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sample rate\n");
1158                 break;
1159             case AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE:
1160                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid frame size\n");
1161                 break;
1162             case AC3_PARSE_ERROR_FRAME_TYPE:
1163                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid frame type\n");
1164                 break;
1165             default:
1166                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid header\n");
1167                 break;
1168         }
1169     }
1170
1171     /* check that reported frame size fits in input buffer */
1172     if(s->frame_size > buf_size) {
1173         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "incomplete frame\n");
1174         return -1;
1175     }
1176
1177     /* check for crc mismatch */
1178     if(!err && avctx->error_resilience >= FF_ER_CAREFUL) {
1179         if(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0, &buf[2], s->frame_size-2)) {
1180             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "frame CRC mismatch\n");
1181             err = 1;
1182         }
1183     }
1184
1185     /* if frame is ok, set audio parameters */
1186     if (!err) {
1187         avctx->sample_rate = s->sample_rate;
1188         avctx->bit_rate = s->bit_rate;
1189
1190         /* channel config */
1191         s->out_channels = s->channels;
1192         s->output_mode = s->channel_mode;
1193         if(s->lfe_on)
1194             s->output_mode |= AC3_OUTPUT_LFEON;
1195         if (avctx->request_channels > 0 && avctx->request_channels <= 2 &&
1196                 avctx->request_channels < s->channels) {
1197             s->out_channels = avctx->request_channels;
1198             s->output_mode  = avctx->request_channels == 1 ? AC3_CHMODE_MONO : AC3_CHMODE_STEREO;
1199         }
1200         avctx->channels = s->out_channels;
1201
1202         /* set downmixing coefficients if needed */
1203         if(s->channels != s->out_channels && !((s->output_mode & AC3_OUTPUT_LFEON) &&
1204                 s->fbw_channels == s->out_channels)) {
1205             set_downmix_coeffs(s);
1206         }
1207     } else if (!s->out_channels) {
1208         s->out_channels = avctx->channels;
1209         if(s->out_channels < s->channels)
1210             s->output_mode  = s->out_channels == 1 ? AC3_CHMODE_MONO : AC3_CHMODE_STEREO;
1211     }
1212
1213     /* parse the audio blocks */
1214     for (blk = 0; blk < NB_BLOCKS; blk++) {
1215         if (!err && ac3_parse_audio_block(s, blk)) {
1216             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "error parsing the audio block\n");
1217         }
1218         for (i = 0; i < 256; i++)
1219             for (ch = 0; ch < s->out_channels; ch++)
1220                 *(out_samples++) = s->int_output[ch][i];
1221     }
1222     *data_size = NB_BLOCKS * 256 * avctx->channels * sizeof (int16_t);
1223     return s->frame_size;
1224 }
1225
1226 /**
1227  * Uninitialize the AC-3 decoder.
1228  */
1229 static av_cold int ac3_decode_end(AVCodecContext *avctx)
1230 {
1231     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
1232     ff_mdct_end(&s->imdct_512);
1233     ff_mdct_end(&s->imdct_256);
1234
1235     av_freep(&s->input_buffer);
1236
1237     return 0;
1238 }
1239
1240 AVCodec ac3_decoder = {
1241     .name = "ac3",
1242     .type = CODEC_TYPE_AUDIO,
1243     .id = CODEC_ID_AC3,
1244     .priv_data_size = sizeof (AC3DecodeContext),
1245     .init = ac3_decode_init,
1246     .close = ac3_decode_end,
1247     .decode = ac3_decode_frame,
1248     .long_name = "ATSC A/52 / AC-3",
1249 };