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 i, j, ch, bnd;
 416
 417     i = s->start_freq[CPL_CH];
 418     for(bnd=0; bnd<s->num_cpl_bands; bnd++) {
 419         for (j = 0; j < s->cpl_band_sizes[bnd]; j++,i++) {
 420                 for(ch=1; ch<=s->fbw_channels; ch++) {
 421                     if(s->channel_in_cpl[ch]) {
 422                         s->fixed_coeffs[ch][i] = ((int64_t)s->fixed_coeffs[CPL_CH][i] * (int64_t)s->cpl_coords[ch][bnd]) >> 23;
 423                         if (ch == 2 && s->phase_flags[bnd])
 424                             s->fixed_coeffs[ch][i] = -s->fixed_coeffs[ch][i];
 425                     }
 426                 }
 427         }
 428     }
 429 }
 430
 431 /**
 432  * Grouped mantissas for 3-level 5-level and 11-level quantization
 433  */
 434 typedef struct {
 435     int b1_mant[2];
 436     int b2_mant[2];
 437     int b4_mant;
 438     int b1;
 439     int b2;
 440     int b4;
 441 } mant_groups;
 442
 443 /**
 444  * Decode the transform coefficients for a particular channel
 445  * reference: Section 7.3 Quantization and Decoding of Mantissas
 446  */
 447 static void ac3_decode_transform_coeffs_ch(AC3DecodeContext *s, int ch_index, mant_groups *m)
 448 {
 449     int start_freq = s->start_freq[ch_index];
 450     int end_freq = s->end_freq[ch_index];
 451     uint8_t *baps = s->bap[ch_index];
 452     int8_t *exps = s->dexps[ch_index];
 453     int *coeffs = s->fixed_coeffs[ch_index];
 454     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
 455     int freq;
 456
 457     for(freq = start_freq; freq < end_freq; freq++){
 458         int bap = baps[freq];
 459         int mantissa;
 460         switch(bap){
 461             case 0:
 462                 mantissa = (av_lfg_get(&s->dith_state) & 0x7FFFFF) - 0x400000;
 463                 break;
 464             case 1:
 465                 if(m->b1){
 466                     m->b1--;
 467                     mantissa = m->b1_mant[m->b1];
 468                 }
 469                 else{
 470                     int bits      = get_bits(gbc, 5);
 471                     mantissa      = b1_mantissas[bits][0];
 472                     m->b1_mant[1] = b1_mantissas[bits][1];
 473                     m->b1_mant[0] = b1_mantissas[bits][2];
 474                     m->b1         = 2;
 475                 }
 476                 break;
 477             case 2:
 478                 if(m->b2){
 479                     m->b2--;
 480                     mantissa = m->b2_mant[m->b2];
 481                 }
 482                 else{
 483                     int bits      = get_bits(gbc, 7);
 484                     mantissa      = b2_mantissas[bits][0];
 485                     m->b2_mant[1] = b2_mantissas[bits][1];
 486                     m->b2_mant[0] = b2_mantissas[bits][2];
 487                     m->b2         = 2;
 488                 }
 489                 break;
 490             case 3:
 491                 mantissa = b3_mantissas[get_bits(gbc, 3)];
 492                 break;
 493             case 4:
 494                 if(m->b4){
 495                     m->b4 = 0;
 496                     mantissa = m->b4_mant;
 497                 }
 498                 else{
 499                     int bits   = get_bits(gbc, 7);
 500                     mantissa   = b4_mantissas[bits][0];
 501                     m->b4_mant = b4_mantissas[bits][1];
 502                     m->b4      = 1;
 503                 }
 504                 break;
 505             case 5:
 506                 mantissa = b5_mantissas[get_bits(gbc, 4)];
 507                 break;
 508             default: /* 6 to 15 */
 509                 mantissa = get_bits(gbc, quantization_tab[bap]);
 510                 /* Shift mantissa and sign-extend it. */
 511                 mantissa = (mantissa << (32-quantization_tab[bap]))>>8;
 512                 break;
 513         }
 514         coeffs[freq] = mantissa >> exps[freq];
 515     }
 516 }
 517
 518 /**
 519  * Remove random dithering from coefficients with zero-bit mantissas
 520  * reference: Section 7.3.4 Dither for Zero Bit Mantissas (bap=0)
 521  */
 522 static void remove_dithering(AC3DecodeContext *s) {
 523     int ch, i;
 524     int end=0;
 525     int *coeffs;
 526     uint8_t *bap;
 527
 528     for(ch=1; ch<=s->fbw_channels; ch++) {
 529         if(!s->dither_flag[ch]) {
 530             coeffs = s->fixed_coeffs[ch];
 531             bap = s->bap[ch];
 532             if(s->channel_in_cpl[ch])
 533                 end = s->start_freq[CPL_CH];
 534             else
 535                 end = s->end_freq[ch];
 536             for(i=0; i<end; i++) {
 537                 if(!bap[i])
 538                     coeffs[i] = 0;
 539             }
 540             if(s->channel_in_cpl[ch]) {
 541                 bap = s->bap[CPL_CH];
 542                 for(; i<s->end_freq[CPL_CH]; i++) {
 543                     if(!bap[i])
 544                         coeffs[i] = 0;
 545                 }
 546             }
 547         }
 548     }
 549 }
 550
 551 static void decode_transform_coeffs_ch(AC3DecodeContext *s, int blk, int ch,
 552                                     mant_groups *m)
 553 {
 554     if (!s->channel_uses_aht[ch]) {
 555         ac3_decode_transform_coeffs_ch(s, ch, m);
 556     } else {
 557         /* if AHT is used, mantissas for all blocks are encoded in the first
 558            block of the frame. */
 559         int bin;
 560         if (!blk && CONFIG_EAC3_DECODER)
 561             ff_eac3_decode_transform_coeffs_aht_ch(s, ch);
 562         for (bin = s->start_freq[ch]; bin < s->end_freq[ch]; bin++) {
 563             s->fixed_coeffs[ch][bin] = s->pre_mantissa[ch][bin][blk] >> s->dexps[ch][bin];
 564         }
 565     }
 566 }
 567
 568 /**
 569  * Decode the transform coefficients.
 570  */
 571 static void decode_transform_coeffs(AC3DecodeContext *s, int blk)
 572 {
 573     int ch, end;
 574     int got_cplchan = 0;
 575     mant_groups m;
 576
 577     m.b1 = m.b2 = m.b4 = 0;
 578
 579     for (ch = 1; ch <= s->channels; ch++) {
 580         /* transform coefficients for full-bandwidth channel */
 581         decode_transform_coeffs_ch(s, blk, ch, &m);
 582         /* tranform coefficients for coupling channel come right after the
 583            coefficients for the first coupled channel*/
 584         if (s->channel_in_cpl[ch])  {
 585             if (!got_cplchan) {
 586                 decode_transform_coeffs_ch(s, blk, CPL_CH, &m);
 587                 calc_transform_coeffs_cpl(s);
 588                 got_cplchan = 1;
 589             }
 590             end = s->end_freq[CPL_CH];
 591         } else {
 592             end = s->end_freq[ch];
 593         }
 594         do
 595             s->fixed_coeffs[ch][end] = 0;
 596         while(++end < 256);
 597     }
 598
 599     /* zero the dithered coefficients for appropriate channels */
 600     remove_dithering(s);
 601 }
 602
 603 /**
 604  * Stereo rematrixing.
 605  * reference: Section 7.5.4 Rematrixing : Decoding Technique
 606  */
 607 static void do_rematrixing(AC3DecodeContext *s)
 608 {
 609     int bnd, i;
 610     int end, bndend;
 611     int tmp0, tmp1;
 612
 613     end = FFMIN(s->end_freq[1], s->end_freq[2]);
 614
 615     for(bnd=0; bnd<s->num_rematrixing_bands; bnd++) {
 616         if(s->rematrixing_flags[bnd]) {
 617             bndend = FFMIN(end, ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd+1]);
 618             for(i=ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd]; i<bndend; i++) {
 619                 tmp0 = s->fixed_coeffs[1][i];
 620                 tmp1 = s->fixed_coeffs[2][i];
 621                 s->fixed_coeffs[1][i] = tmp0 + tmp1;
 622                 s->fixed_coeffs[2][i] = tmp0 - tmp1;
 623             }
 624         }
 625     }
 626 }
 627
 628 /**
 629  * Inverse MDCT Transform.
 630  * Convert frequency domain coefficients to time-domain audio samples.
 631  * reference: Section 7.9.4 Transformation Equations
 632  */
 633 static inline void do_imdct(AC3DecodeContext *s, int channels)
 634 {
 635     int ch;
 636     float add_bias = s->add_bias;
 637     if(s->out_channels==1 && channels>1)
 638         add_bias *= LEVEL_MINUS_3DB; // compensate for the gain in downmix
 639
 640     for (ch=1; ch<=channels; ch++) {
 641         if (s->block_switch[ch]) {
 642             int i;
 643             float *x = s->tmp_output+128;
 644             for(i=0; i<128; i++)
 645                 x[i] = s->transform_coeffs[ch][2*i];
 646             ff_imdct_half(&s->imdct_256, s->tmp_output, x);
 647             s->dsp.vector_fmul_window(s->output[ch-1], s->delay[ch-1], s->tmp_output, s->window, add_bias, 128);
 648             for(i=0; i<128; i++)
 649                 x[i] = s->transform_coeffs[ch][2*i+1];
 650             ff_imdct_half(&s->imdct_256, s->delay[ch-1], x);
 651         } else {
 652             ff_imdct_half(&s->imdct_512, s->tmp_output, s->transform_coeffs[ch]);
 653             s->dsp.vector_fmul_window(s->output[ch-1], s->delay[ch-1], s->tmp_output, s->window, add_bias, 128);
 654             memcpy(s->delay[ch-1], s->tmp_output+128, 128*sizeof(float));
 655         }
 656     }
 657 }
 658
 659 /**
 660  * Downmix the output to mono or stereo.
 661  */
 662 void ff_ac3_downmix_c(float (*samples)[256], float (*matrix)[2], int out_ch, int in_ch, int len)
 663 {
 664     int i, j;
 665     float v0, v1;
 666     if(out_ch == 2) {
 667         for(i=0; i<len; i++) {
 668             v0 = v1 = 0.0f;
 669             for(j=0; j<in_ch; j++) {
 670                 v0 += samples[j][i] * matrix[j][0];
 671                 v1 += samples[j][i] * matrix[j][1];
 672             }
 673             samples[0][i] = v0;
 674             samples[1][i] = v1;
 675         }
 676     } else if(out_ch == 1) {
 677         for(i=0; i<len; i++) {
 678             v0 = 0.0f;
 679             for(j=0; j<in_ch; j++)
 680                 v0 += samples[j][i] * matrix[j][0];
 681             samples[0][i] = v0;
 682         }
 683     }
 684 }
 685
 686 /**
 687  * Upmix delay samples from stereo to original channel layout.
 688  */
 689 static void ac3_upmix_delay(AC3DecodeContext *s)
 690 {
 691     int channel_data_size = sizeof(s->delay[0]);
 692     switch(s->channel_mode) {
 693         case AC3_CHMODE_DUALMONO:
 694         case AC3_CHMODE_STEREO:
 695             /* upmix mono to stereo */
 696             memcpy(s->delay[1], s->delay[0], channel_data_size);
 697             break;
 698         case AC3_CHMODE_2F2R:
 699             memset(s->delay[3], 0, channel_data_size);
 700         case AC3_CHMODE_2F1R:
 701             memset(s->delay[2], 0, channel_data_size);
 702             break;
 703         case AC3_CHMODE_3F2R:
 704             memset(s->delay[4], 0, channel_data_size);
 705         case AC3_CHMODE_3F1R:
 706             memset(s->delay[3], 0, channel_data_size);
 707         case AC3_CHMODE_3F:
 708             memcpy(s->delay[2], s->delay[1], channel_data_size);
 709             memset(s->delay[1], 0, channel_data_size);
 710             break;
 711     }
 712 }
 713
 714 /**
 715  * Decode band structure for coupling, spectral extension, or enhanced coupling.
 716  * The band structure defines how many subbands are in each band.  For each
 717  * subband in the range, 1 means it is combined with the previous band, and 0
 718  * means that it starts a new band.
 719  *
 720  * @param[in] gbc bit reader context
 721  * @param[in] blk block number
 722  * @param[in] eac3 flag to indicate E-AC-3
 723  * @param[in] ecpl flag to indicate enhanced coupling
 724  * @param[in] start_subband subband number for start of range
 725  * @param[in] end_subband subband number for end of range
 726  * @param[in] default_band_struct default band structure table
 727  * @param[out] num_bands number of bands (optionally NULL)
 728  * @param[out] band_sizes array containing the number of bins in each band (optionally NULL)
 729  */
 730 static void decode_band_structure(GetBitContext *gbc, int blk, int eac3,
 731                                   int ecpl, int start_subband, int end_subband,
 732                                   const uint8_t *default_band_struct,
 733                                   int *num_bands, uint8_t *band_sizes)
 734 {
 735     int subbnd, bnd, n_subbands, n_bands=0;
 736     uint8_t bnd_sz[22];
 737     uint8_t coded_band_struct[22];
 738     const uint8_t *band_struct;
 739
 740     n_subbands = end_subband - start_subband;
 741
 742     /* decode band structure from bitstream or use default */
 743     if (!eac3 || get_bits1(gbc)) {
 744         for (subbnd = 0; subbnd < n_subbands - 1; subbnd++) {
 745             coded_band_struct[subbnd] = get_bits1(gbc);
 746         }
 747         band_struct = coded_band_struct;
 748     } else if (!blk) {
 749         band_struct = &default_band_struct[start_subband+1];
 750     } else {
 751         /* no change in band structure */
 752         return;
 753     }
 754
 755     /* calculate number of bands and band sizes based on band structure.
 756        note that the first 4 subbands in enhanced coupling span only 6 bins
 757        instead of 12. */
 758     if (num_bands || band_sizes ) {
 759         n_bands = n_subbands;
 760         bnd_sz[0] = ecpl ? 6 : 12;
 761         for (bnd = 0, subbnd = 1; subbnd < n_subbands; subbnd++) {
 762             int subbnd_size = (ecpl && subbnd < 4) ? 6 : 12;
 763             if (band_struct[subbnd-1]) {
 764                 n_bands--;
 765                 bnd_sz[bnd] += subbnd_size;
 766             } else {
 767                 bnd_sz[++bnd] = subbnd_size;
 768             }
 769         }
 770     }
 771
 772     /* set optional output params */
 773     if (num_bands)
 774         *num_bands = n_bands;
 775     if (band_sizes)
 776         memcpy(band_sizes, bnd_sz, n_bands);
 777 }
 778
 779 /**
 780  * Decode a single audio block from the AC-3 bitstream.
 781  */
 782 static int decode_audio_block(AC3DecodeContext *s, int blk)
 783 {
 784     int fbw_channels = s->fbw_channels;
 785     int channel_mode = s->channel_mode;
 786     int i, bnd, seg, ch;
 787     int different_transforms;
 788     int downmix_output;
 789     int cpl_in_use;
 790     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
 791     uint8_t bit_alloc_stages[AC3_MAX_CHANNELS];
 792
 793     memset(bit_alloc_stages, 0, AC3_MAX_CHANNELS);
 794
 795     /* block switch flags */
 796     different_transforms = 0;
 797     if (s->block_switch_syntax) {
 798         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
 799             s->block_switch[ch] = get_bits1(gbc);
 800             if(ch > 1 && s->block_switch[ch] != s->block_switch[1])
 801                 different_transforms = 1;
 802         }
 803     }
 804
 805     /* dithering flags */
 806     if (s->dither_flag_syntax) {
 807         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
 808             s->dither_flag[ch] = get_bits1(gbc);
 809         }
 810     }
 811
 812     /* dynamic range */
 813     i = !(s->channel_mode);
 814     do {
 815         if(get_bits1(gbc)) {
 816             s->dynamic_range[i] = ((dynamic_range_tab[get_bits(gbc, 8)]-1.0) *
 817                                   s->avctx->drc_scale)+1.0;
 818         } else if(blk == 0) {
 819             s->dynamic_range[i] = 1.0f;
 820         }
 821     } while(i--);
 822
 823     /* spectral extension strategy */
 824     if (s->eac3 && (!blk || get_bits1(gbc))) {
 825         if (get_bits1(gbc)) {
 826             av_log_missing_feature(s->avctx, "Spectral extension", 1);
 827             return -1;
 828         }
 829         /* TODO: parse spectral extension strategy info */
 830     }
 831
 832     /* TODO: spectral extension coordinates */
 833
 834     /* coupling strategy */
 835     if (s->eac3 ? s->cpl_strategy_exists[blk] : get_bits1(gbc)) {
 836         memset(bit_alloc_stages, 3, AC3_MAX_CHANNELS);
 837         if (!s->eac3)
 838             s->cpl_in_use[blk] = get_bits1(gbc);
 839         if (s->cpl_in_use[blk]) {
 840             /* coupling in use */
 841             int cpl_start_subband, cpl_end_subband;
 842
 843             if (channel_mode < AC3_CHMODE_STEREO) {
 844                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "coupling not allowed in mono or dual-mono\n");
 845                 return -1;
 846             }
 847
 848             /* check for enhanced coupling */
 849             if (s->eac3 && get_bits1(gbc)) {
 850                 /* TODO: parse enhanced coupling strategy info */
 851                 av_log_missing_feature(s->avctx, "Enhanced coupling", 1);
 852                 return -1;
 853             }
 854
 855             /* determine which channels are coupled */
 856             if (s->eac3 && s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
 857                 s->channel_in_cpl[1] = 1;
 858                 s->channel_in_cpl[2] = 1;
 859             } else {
 860                 for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++)
 861                     s->channel_in_cpl[ch] = get_bits1(gbc);
 862             }
 863
 864             /* phase flags in use */
 865             if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
 866                 s->phase_flags_in_use = get_bits1(gbc);
 867
 868             /* coupling frequency range */
 869             /* TODO: modify coupling end freq if spectral extension is used */
 870             cpl_start_subband = get_bits(gbc, 4);
 871             cpl_end_subband   = get_bits(gbc, 4) + 3;
 872             if (cpl_start_subband >= cpl_end_subband) {
 873                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid coupling range (%d >= %d)\n",
 874                        cpl_start_subband, cpl_end_subband);
 875                 return -1;
 876             }
 877             s->start_freq[CPL_CH] = cpl_start_subband * 12 + 37;
 878             s->end_freq[CPL_CH]   = cpl_end_subband   * 12 + 37;
 879
 880             decode_band_structure(gbc, blk, s->eac3, 0, cpl_start_subband,
 881                                   cpl_end_subband,
 882                                   ff_eac3_default_cpl_band_struct,
 883                                   &s->num_cpl_bands, s->cpl_band_sizes);
 884         } else {
 885             /* coupling not in use */
 886             for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
 887                 s->channel_in_cpl[ch] = 0;
 888                 s->first_cpl_coords[ch] = 1;
 889             }
 890             s->first_cpl_leak = s->eac3;
 891             s->phase_flags_in_use = 0;
 892         }
 893     } else if (!s->eac3) {
 894         if(!blk) {
 895             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling strategy must be present in block 0\n");
 896             return -1;
 897         } else {
 898             s->cpl_in_use[blk] = s->cpl_in_use[blk-1];
 899         }
 900     }
 901     cpl_in_use = s->cpl_in_use[blk];
 902
 903     /* coupling coordinates */
 904     if (cpl_in_use) {
 905         int cpl_coords_exist = 0;
 906
 907         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
 908             if (s->channel_in_cpl[ch]) {
 909                 if ((s->eac3 && s->first_cpl_coords[ch]) || get_bits1(gbc)) {
 910                     int master_cpl_coord, cpl_coord_exp, cpl_coord_mant;
 911                     s->first_cpl_coords[ch] = 0;
 912                     cpl_coords_exist = 1;
 913                     master_cpl_coord = 3 * get_bits(gbc, 2);
 914                     for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_bands; bnd++) {
 915                         cpl_coord_exp = get_bits(gbc, 4);
 916                         cpl_coord_mant = get_bits(gbc, 4);
 917                         if (cpl_coord_exp == 15)
 918                             s->cpl_coords[ch][bnd] = cpl_coord_mant << 22;
 919                         else
 920                             s->cpl_coords[ch][bnd] = (cpl_coord_mant + 16) << 21;
 921                         s->cpl_coords[ch][bnd] >>= (cpl_coord_exp + master_cpl_coord);
 922                     }
 923                 } else if (!blk) {
 924                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling coordinates must be present in block 0\n");
 925                     return -1;
 926                 }
 927             } else {
 928                 /* channel not in coupling */
 929                 s->first_cpl_coords[ch] = 1;
 930             }
 931         }
 932         /* phase flags */
 933         if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO && cpl_coords_exist) {
 934             for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_bands; bnd++) {
 935                 s->phase_flags[bnd] = s->phase_flags_in_use? get_bits1(gbc) : 0;
 936             }
 937         }
 938     }
 939
 940     /* stereo rematrixing strategy and band structure */
 941     if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
 942         if ((s->eac3 && !blk) || get_bits1(gbc)) {
 943             s->num_rematrixing_bands = 4;
 944             if(cpl_in_use && s->start_freq[CPL_CH] <= 61)
 945                 s->num_rematrixing_bands -= 1 + (s->start_freq[CPL_CH] == 37);
 946             for(bnd=0; bnd<s->num_rematrixing_bands; bnd++)
 947                 s->rematrixing_flags[bnd] = get_bits1(gbc);
 948         } else if (!blk) {
 949             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new rematrixing strategy must be present in block 0\n");
 950             return -1;
 951         }
 952     }
 953
 954     /* exponent strategies for each channel */
 955     for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
 956         if (!s->eac3)
 957             s->exp_strategy[blk][ch] = get_bits(gbc, 2 - (ch == s->lfe_ch));
 958         if(s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE)
 959             bit_alloc_stages[ch] = 3;
 960     }
 961
 962     /* channel bandwidth */
 963     for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
 964         s->start_freq[ch] = 0;
 965         if (s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE) {
 966             int group_size;
 967             int prev = s->end_freq[ch];
 968             if (s->channel_in_cpl[ch])
 969                 s->end_freq[ch] = s->start_freq[CPL_CH];
 970             else {
 971                 int bandwidth_code = get_bits(gbc, 6);
 972                 if (bandwidth_code > 60) {
 973                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "bandwidth code = %d > 60\n", bandwidth_code);
 974                     return -1;
 975                 }
 976                 s->end_freq[ch] = bandwidth_code * 3 + 73;
 977             }
 978             group_size = 3 << (s->exp_strategy[blk][ch] - 1);
 979             s->num_exp_groups[ch] = (s->end_freq[ch]+group_size-4) / group_size;
 980             if(blk > 0 && s->end_freq[ch] != prev)
 981                 memset(bit_alloc_stages, 3, AC3_MAX_CHANNELS);
 982         }
 983     }
 984     if (cpl_in_use && s->exp_strategy[blk][CPL_CH] != EXP_REUSE) {
 985         s->num_exp_groups[CPL_CH] = (s->end_freq[CPL_CH] - s->start_freq[CPL_CH]) /
 986                                     (3 << (s->exp_strategy[blk][CPL_CH] - 1));
 987     }
 988
 989     /* decode exponents for each channel */
 990     for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
 991         if (s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE) {
 992             s->dexps[ch][0] = get_bits(gbc, 4) << !ch;
 993             if (decode_exponents(gbc, s->exp_strategy[blk][ch],
 994                                  s->num_exp_groups[ch], s->dexps[ch][0],
 995                                  &s->dexps[ch][s->start_freq[ch]+!!ch])) {
 996                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "exponent out-of-range\n");
 997                 return -1;
 998             }
 999             if(ch != CPL_CH && ch != s->lfe_ch)
1000                 skip_bits(gbc, 2); /* skip gainrng */
1001         }
1002     }
1003
1004     /* bit allocation information */
1005     if (s->bit_allocation_syntax) {
1006         if (get_bits1(gbc)) {
1007             s->bit_alloc_params.slow_decay = ff_ac3_slow_decay_tab[get_bits(gbc, 2)] >> s->bit_alloc_params.sr_shift;
1008             s->bit_alloc_params.fast_decay = ff_ac3_fast_decay_tab[get_bits(gbc, 2)] >> s->bit_alloc_params.sr_shift;
1009             s->bit_alloc_params.slow_gain  = ff_ac3_slow_gain_tab[get_bits(gbc, 2)];
1010             s->bit_alloc_params.db_per_bit = ff_ac3_db_per_bit_tab[get_bits(gbc, 2)];
1011             s->bit_alloc_params.floor  = ff_ac3_floor_tab[get_bits(gbc, 3)];
1012             for(ch=!cpl_in_use; ch<=s->channels; ch++)
1013                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1014         } else if (!blk) {
1015             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new bit allocation info must be present in block 0\n");
1016             return -1;
1017         }
1018     }
1019
1020     /* signal-to-noise ratio offsets and fast gains (signal-to-mask ratios) */
1021     if(!s->eac3 || !blk){
1022         if(s->snr_offset_strategy && get_bits1(gbc)) {
1023             int snr = 0;
1024             int csnr;
1025             csnr = (get_bits(gbc, 6) - 15) << 4;
1026             for (i = ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1027                 /* snr offset */
1028                 if (ch == i || s->snr_offset_strategy == 2)
1029                     snr = (csnr + get_bits(gbc, 4)) << 2;
1030                 /* run at least last bit allocation stage if snr offset changes */
1031                 if(blk && s->snr_offset[ch] != snr) {
1032                     bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 1);
1033                 }
1034                 s->snr_offset[ch] = snr;
1035
1036                 /* fast gain (normal AC-3 only) */
1037                 if (!s->eac3) {
1038                     int prev = s->fast_gain[ch];
1039                     s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[get_bits(gbc, 3)];
1040                     /* run last 2 bit allocation stages if fast gain changes */
1041                     if(blk && prev != s->fast_gain[ch])
1042                         bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1043                 }
1044             }
1045         } else if (!s->eac3 && !blk) {
1046             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new snr offsets must be present in block 0\n");
1047             return -1;
1048         }
1049     }
1050
1051     /* fast gain (E-AC-3 only) */
1052     if (s->fast_gain_syntax && get_bits1(gbc)) {
1053         for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1054             int prev = s->fast_gain[ch];
1055             s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[get_bits(gbc, 3)];
1056             /* run last 2 bit allocation stages if fast gain changes */
1057             if(blk && prev != s->fast_gain[ch])
1058                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1059         }
1060     } else if (s->eac3 && !blk) {
1061         for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++)
1062             s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[4];
1063     }
1064
1065     /* E-AC-3 to AC-3 converter SNR offset */
1066     if (s->frame_type == EAC3_FRAME_TYPE_INDEPENDENT && get_bits1(gbc)) {
1067         skip_bits(gbc, 10); // skip converter snr offset
1068     }
1069
1070     /* coupling leak information */
1071     if (cpl_in_use) {
1072         if (s->first_cpl_leak || get_bits1(gbc)) {
1073             int fl = get_bits(gbc, 3);
1074             int sl = get_bits(gbc, 3);
1075             /* run last 2 bit allocation stages for coupling channel if
1076                coupling leak changes */
1077             if(blk && (fl != s->bit_alloc_params.cpl_fast_leak ||
1078                        sl != s->bit_alloc_params.cpl_slow_leak)) {
1079                 bit_alloc_stages[CPL_CH] = FFMAX(bit_alloc_stages[CPL_CH], 2);
1080             }
1081             s->bit_alloc_params.cpl_fast_leak = fl;
1082             s->bit_alloc_params.cpl_slow_leak = sl;
1083         } else if (!s->eac3 && !blk) {
1084             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling leak info must be present in block 0\n");
1085             return -1;
1086         }
1087         s->first_cpl_leak = 0;
1088     }
1089
1090     /* delta bit allocation information */
1091     if (s->dba_syntax && get_bits1(gbc)) {
1092         /* delta bit allocation exists (strategy) */
1093         for (ch = !cpl_in_use; ch <= fbw_channels; ch++) {
1094             s->dba_mode[ch] = get_bits(gbc, 2);
1095             if (s->dba_mode[ch] == DBA_RESERVED) {
1096                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "delta bit allocation strategy reserved\n");
1097                 return -1;
1098             }
1099             bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1100         }
1101         /* channel delta offset, len and bit allocation */
1102         for (ch = !cpl_in_use; ch <= fbw_channels; ch++) {
1103             if (s->dba_mode[ch] == DBA_NEW) {
1104                 s->dba_nsegs[ch] = get_bits(gbc, 3);
1105                 for (seg = 0; seg <= s->dba_nsegs[ch]; seg++) {
1106                     s->dba_offsets[ch][seg] = get_bits(gbc, 5);
1107                     s->dba_lengths[ch][seg] = get_bits(gbc, 4);
1108                     s->dba_values[ch][seg] = get_bits(gbc, 3);
1109                 }
1110                 /* run last 2 bit allocation stages if new dba values */
1111                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1112             }
1113         }
1114     } else if(blk == 0) {
1115         for(ch=0; ch<=s->channels; ch++) {
1116             s->dba_mode[ch] = DBA_NONE;
1117         }
1118     }
1119
1120     /* Bit allocation */
1121     for(ch=!cpl_in_use; ch<=s->channels; ch++) {
1122         if(bit_alloc_stages[ch] > 2) {
1123             /* Exponent mapping into PSD and PSD integration */
1124             ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(s->dexps[ch],
1125                                       s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1126                                       s->psd[ch], s->band_psd[ch]);
1127         }
1128         if(bit_alloc_stages[ch] > 1) {
1129             /* Compute excitation function, Compute masking curve, and
1130                Apply delta bit allocation */
1131             if (ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(&s->bit_alloc_params, s->band_psd[ch],
1132                                            s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1133                                            s->fast_gain[ch], (ch == s->lfe_ch),
1134                                            s->dba_mode[ch], s->dba_nsegs[ch],
1135                                            s->dba_offsets[ch], s->dba_lengths[ch],
1136                                            s->dba_values[ch], s->mask[ch])) {
1137                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "error in bit allocation\n");
1138                 return -1;
1139             }
1140         }
1141         if(bit_alloc_stages[ch] > 0) {
1142             /* Compute bit allocation */
1143             const uint8_t *bap_tab = s->channel_uses_aht[ch] ?
1144                                      ff_eac3_hebap_tab : ff_ac3_bap_tab;
1145             ff_ac3_bit_alloc_calc_bap(s->mask[ch], s->psd[ch],
1146                                       s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1147                                       s->snr_offset[ch],
1148                                       s->bit_alloc_params.floor,
1149                                       bap_tab, s->bap[ch]);
1150         }
1151     }
1152
1153     /* unused dummy data */
1154     if (s->skip_syntax && get_bits1(gbc)) {
1155         int skipl = get_bits(gbc, 9);
1156         while(skipl--)
1157             skip_bits(gbc, 8);
1158     }
1159
1160     /* unpack the transform coefficients
1161        this also uncouples channels if coupling is in use. */
1162     decode_transform_coeffs(s, blk);
1163
1164     /* TODO: generate enhanced coupling coordinates and uncouple */
1165
1166     /* TODO: apply spectral extension */
1167
1168     /* recover coefficients if rematrixing is in use */
1169     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
1170         do_rematrixing(s);
1171
1172     /* apply scaling to coefficients (headroom, dynrng) */
1173     for(ch=1; ch<=s->channels; ch++) {
1174         float gain = s->mul_bias / 4194304.0f;
1175         if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_DUALMONO) {
1176             gain *= s->dynamic_range[ch-1];
1177         } else {
1178             gain *= s->dynamic_range[0];
1179         }
1180         s->dsp.int32_to_float_fmul_scalar(s->transform_coeffs[ch], s->fixed_coeffs[ch], gain, 256);
1181     }
1182
1183     /* downmix and MDCT. order depends on whether block switching is used for
1184        any channel in this block. this is because coefficients for the long
1185        and short transforms cannot be mixed. */
1186     downmix_output = s->channels != s->out_channels &&
1187                      !((s->output_mode & AC3_OUTPUT_LFEON) &&
1188                      s->fbw_channels == s->out_channels);
1189     if(different_transforms) {
1190         /* the delay samples have already been downmixed, so we upmix the delay
1191            samples in order to reconstruct all channels before downmixing. */
1192         if(s->downmixed) {
1193             s->downmixed = 0;
1194             ac3_upmix_delay(s);
1195         }
1196
1197         do_imdct(s, s->channels);
1198
1199         if(downmix_output) {
1200             s->dsp.ac3_downmix(s->output, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 256);
1201         }
1202     } else {
1203         if(downmix_output) {
1204             s->dsp.ac3_downmix(s->transform_coeffs+1, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 256);
1205         }
1206
1207         if(downmix_output && !s->downmixed) {
1208             s->downmixed = 1;
1209             s->dsp.ac3_downmix(s->delay, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 128);
1210         }
1211
1212         do_imdct(s, s->out_channels);
1213     }
1214
1215     return 0;
1216 }
1217
1218 /**
1219  * Decode a single AC-3 frame.
1220  */
1221 static int ac3_decode_frame(AVCodecContext * avctx, void *data, int *data_size,
1222                             AVPacket *avpkt)
1223 {
1224     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1225     int buf_size = avpkt->size;
1226     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
1227     int16_t *out_samples = (int16_t *)data;
1228     int blk, ch, err;
1229     const uint8_t *channel_map;
1230     const float *output[AC3_MAX_CHANNELS];
1231
1232     /* initialize the GetBitContext with the start of valid AC-3 Frame */
1233     if (s->input_buffer) {
1234         /* copy input buffer to decoder context to avoid reading past the end
1235            of the buffer, which can be caused by a damaged input stream. */
1236         memcpy(s->input_buffer, buf, FFMIN(buf_size, AC3_FRAME_BUFFER_SIZE));
1237         init_get_bits(&s->gbc, s->input_buffer, buf_size * 8);
1238     } else {
1239         init_get_bits(&s->gbc, buf, buf_size * 8);
1240     }
1241
1242     /* parse the syncinfo */
1243     *data_size = 0;
1244     err = parse_frame_header(s);
1245
1246     /* check that reported frame size fits in input buffer */
1247     if(s->frame_size > buf_size) {
1248         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "incomplete frame\n");
1249         err = AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE;
1250     }
1251
1252     /* check for crc mismatch */
1253     if(err != AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE && avctx->error_recognition >= FF_ER_CAREFUL) {
1254         if(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0, &buf[2], s->frame_size-2)) {
1255             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "frame CRC mismatch\n");
1256             err = AAC_AC3_PARSE_ERROR_CRC;
1257         }
1258     }
1259
1260     if(err && err != AAC_AC3_PARSE_ERROR_CRC) {
1261         switch(err) {
1262             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_SYNC:
1263                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "frame sync error\n");
1264                 return -1;
1265             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_BSID:
1266                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid bitstream id\n");
1267                 break;
1268             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_SAMPLE_RATE:
1269                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sample rate\n");
1270                 break;
1271             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE:
1272                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid frame size\n");
1273                 break;
1274             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_TYPE:
1275                 /* skip frame if CRC is ok. otherwise use error concealment. */
1276                 /* TODO: add support for substreams and dependent frames */
1277                 if(s->frame_type == EAC3_FRAME_TYPE_DEPENDENT || s->substreamid) {
1278                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported frame type : skipping frame\n");
1279                     return s->frame_size;
1280                 } else {
1281                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid frame type\n");
1282                 }
1283                 break;
1284             default:
1285                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid header\n");
1286                 break;
1287         }
1288     }
1289
1290     /* if frame is ok, set audio parameters */
1291     if (!err) {
1292         avctx->sample_rate = s->sample_rate;
1293         avctx->bit_rate = s->bit_rate;
1294
1295         /* channel config */
1296         s->out_channels = s->channels;
1297         s->output_mode = s->channel_mode;
1298         if(s->lfe_on)
1299             s->output_mode |= AC3_OUTPUT_LFEON;
1300         if (avctx->request_channels > 0 && avctx->request_channels <= 2 &&
1301                 avctx->request_channels < s->channels) {
1302             s->out_channels = avctx->request_channels;
1303             s->output_mode  = avctx->request_channels == 1 ? AC3_CHMODE_MONO : AC3_CHMODE_STEREO;
1304             s->channel_layout = ff_ac3_channel_layout_tab[s->output_mode];
1305         }
1306         avctx->channels = s->out_channels;
1307         avctx->channel_layout = s->channel_layout;
1308
1309         /* set downmixing coefficients if needed */
1310         if(s->channels != s->out_channels && !((s->output_mode & AC3_OUTPUT_LFEON) &&
1311                 s->fbw_channels == s->out_channels)) {
1312             set_downmix_coeffs(s);
1313         }
1314     } else if (!s->out_channels) {
1315         s->out_channels = avctx->channels;
1316         if(s->out_channels < s->channels)
1317             s->output_mode  = s->out_channels == 1 ? AC3_CHMODE_MONO : AC3_CHMODE_STEREO;
1318     }
1319
1320     /* decode the audio blocks */
1321     channel_map = ff_ac3_dec_channel_map[s->output_mode & ~AC3_OUTPUT_LFEON][s->lfe_on];
1322     for (ch = 0; ch < s->out_channels; ch++)
1323         output[ch] = s->output[channel_map[ch]];
1324     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
1325         if (!err && decode_audio_block(s, blk)) {
1326             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "error decoding the audio block\n");
1327             err = 1;
1328         }
1329         s->dsp.float_to_int16_interleave(out_samples, output, 256, s->out_channels);
1330         out_samples += 256 * s->out_channels;
1331     }
1332     *data_size = s->num_blocks * 256 * avctx->channels * sizeof (int16_t);
1333     return s->frame_size;
1334 }
1335
1336 /**
1337  * Uninitialize the AC-3 decoder.
1338  */
1339 static av_cold int ac3_decode_end(AVCodecContext *avctx)
1340 {
1341     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
1342     ff_mdct_end(&s->imdct_512);
1343     ff_mdct_end(&s->imdct_256);
1344
1345     av_freep(&s->input_buffer);
1346
1347     return 0;
1348 }
1349
1350 AVCodec ac3_decoder = {
1351     .name = "ac3",
1352     .type = CODEC_TYPE_AUDIO,
1353     .id = CODEC_ID_AC3,
1354     .priv_data_size = sizeof (AC3DecodeContext),
1355     .init = ac3_decode_init,
1356     .close = ac3_decode_end,
1357     .decode = ac3_decode_frame,
1358     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATSC A/52A (AC-3)"),
1359 };
1360
1361 #if CONFIG_EAC3_DECODER
1362 AVCodec eac3_decoder = {
1363     .name = "eac3",
1364     .type = CODEC_TYPE_AUDIO,
1365     .id = CODEC_ID_EAC3,
1366     .priv_data_size = sizeof (AC3DecodeContext),
1367     .init = ac3_decode_init,
1368     .close = ac3_decode_end,
1369     .decode = ac3_decode_frame,
1370     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATSC A/52B (AC-3, E-AC-3)"),
1371 };
1372 #endif