git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/atrac3.c

   1 /*
   2  * Atrac 3 compatible decoder
   3  * Copyright (c) 2006-2008 Maxim Poliakovski
   4  * Copyright (c) 2006-2008 Benjamin Larsson
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 /**
  24  * @file
  25  * Atrac 3 compatible decoder.
  26  * This decoder handles Sony's ATRAC3 data.
  27  *
  28  * Container formats used to store atrac 3 data:
  29  * RealMedia (.rm), RIFF WAV (.wav, .at3), Sony OpenMG (.oma, .aa3).
  30  *
  31  * To use this decoder, a calling application must supply the extradata
  32  * bytes provided in the containers above.
  33  */
  34
  35 #include <math.h>
  36 #include <stddef.h>
  37 #include <stdio.h>
  38
  39 #include "libavutil/attributes.h"
  40 #include "libavutil/float_dsp.h"
  41 #include "libavutil/libm.h"
  42 #include "avcodec.h"
  43 #include "bytestream.h"
  44 #include "fft.h"
  45 #include "fmtconvert.h"
  46 #include "get_bits.h"
  47 #include "internal.h"
  48
  49 #include "atrac.h"
  50 #include "atrac3data.h"
  51
  52 #define JOINT_STEREO    0x12
  53 #define STEREO          0x2
  54
  55 #define SAMPLES_PER_FRAME 1024
  56 #define MDCT_SIZE          512
  57
  58 typedef struct GainInfo {
  59     int num_gain_data;
  60     int lev_code[8];
  61     int loc_code[8];
  62 } GainInfo;
  63
  64 typedef struct GainBlock {
  65     GainInfo g_block[4];
  66 } GainBlock;
  67
  68 typedef struct TonalComponent {
  69     int pos;
  70     int num_coefs;
  71     float coef[8];
  72 } TonalComponent;
  73
  74 typedef struct ChannelUnit {
  75     int            bands_coded;
  76     int            num_components;
  77     float          prev_frame[SAMPLES_PER_FRAME];
  78     int            gc_blk_switch;
  79     TonalComponent components[64];
  80     GainBlock      gain_block[2];
  81
  82     DECLARE_ALIGNED(32, float, spectrum)[SAMPLES_PER_FRAME];
  83     DECLARE_ALIGNED(32, float, imdct_buf)[SAMPLES_PER_FRAME];
  84
  85     float          delay_buf1[46]; ///<qmf delay buffers
  86     float          delay_buf2[46];
  87     float          delay_buf3[46];
  88 } ChannelUnit;
  89
  90 typedef struct ATRAC3Context {
  91     GetBitContext gb;
  92     //@{
  93     /** stream data */
  94     int coding_mode;
  95
  96     ChannelUnit *units;
  97     //@}
  98     //@{
  99     /** joint-stereo related variables */
 100     int matrix_coeff_index_prev[4];
 101     int matrix_coeff_index_now[4];
 102     int matrix_coeff_index_next[4];
 103     int weighting_delay[6];
 104     //@}
 105     //@{
 106     /** data buffers */
 107     uint8_t *decoded_bytes_buffer;
 108     float temp_buf[1070];
 109     //@}
 110     //@{
 111     /** extradata */
 112     int scrambled_stream;
 113     //@}
 114
 115     FFTContext mdct_ctx;
 116     FmtConvertContext fmt_conv;
 117     AVFloatDSPContext fdsp;
 118 } ATRAC3Context;
 119
 120 static DECLARE_ALIGNED(32, float, mdct_window)[MDCT_SIZE];
 121 static VLC_TYPE atrac3_vlc_table[4096][2];
 122 static VLC   spectral_coeff_tab[7];
 123 static float gain_tab1[16];
 124 static float gain_tab2[31];
 125
 126
 127 /**
 128  * Regular 512 points IMDCT without overlapping, with the exception of the
 129  * swapping of odd bands caused by the reverse spectra of the QMF.
 130  *
 131  * @param odd_band  1 if the band is an odd band
 132  */
 133 static void imlt(ATRAC3Context *q, float *input, float *output, int odd_band)
 134 {
 135     int i;
 136
 137     if (odd_band) {
 138         /**
 139          * Reverse the odd bands before IMDCT, this is an effect of the QMF
 140          * transform or it gives better compression to do it this way.
 141          * FIXME: It should be possible to handle this in imdct_calc
 142          * for that to happen a modification of the prerotation step of
 143          * all SIMD code and C code is needed.
 144          * Or fix the functions before so they generate a pre reversed spectrum.
 145          */
 146         for (i = 0; i < 128; i++)
 147             FFSWAP(float, input[i], input[255 - i]);
 148     }
 149
 150     q->mdct_ctx.imdct_calc(&q->mdct_ctx, output, input);
 151
 152     /* Perform windowing on the output. */
 153     q->fdsp.vector_fmul(output, output, mdct_window, MDCT_SIZE);
 154 }
 155
 156 /*
 157  * indata descrambling, only used for data coming from the rm container
 158  */
 159 static int decode_bytes(const uint8_t *input, uint8_t *out, int bytes)
 160 {
 161     int i, off;
 162     uint32_t c;
 163     const uint32_t *buf;
 164     uint32_t *output = (uint32_t *)out;
 165
 166     off = (intptr_t)input & 3;
 167     buf = (const uint32_t *)(input - off);
 168     if (off)
 169         c = av_be2ne32((0x537F6103U >> (off * 8)) | (0x537F6103U << (32 - (off * 8))));
 170     else
 171         c = av_be2ne32(0x537F6103U);
 172     bytes += 3 + off;
 173     for (i = 0; i < bytes / 4; i++)
 174         output[i] = c ^ buf[i];
 175
 176     if (off)
 177         avpriv_request_sample(NULL, "Offset of %d", off);
 178
 179     return off;
 180 }
 181
 182 static av_cold void init_atrac3_window(void)
 183 {
 184     int i, j;
 185
 186     /* generate the mdct window, for details see
 187      * http://wiki.multimedia.cx/index.php?title=RealAudio_atrc#Windows */
 188     for (i = 0, j = 255; i < 128; i++, j--) {
 189         float wi = sin(((i + 0.5) / 256.0 - 0.5) * M_PI) + 1.0;
 190         float wj = sin(((j + 0.5) / 256.0 - 0.5) * M_PI) + 1.0;
 191         float w  = 0.5 * (wi * wi + wj * wj);
 192         mdct_window[i] = mdct_window[511 - i] = wi / w;
 193         mdct_window[j] = mdct_window[511 - j] = wj / w;
 194     }
 195 }
 196
 197 static av_cold int atrac3_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 198 {
 199     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
 200
 201     av_free(q->units);
 202     av_free(q->decoded_bytes_buffer);
 203
 204     ff_mdct_end(&q->mdct_ctx);
 205
 206     return 0;
 207 }
 208
 209 /**
 210  * Mantissa decoding
 211  *
 212  * @param selector     which table the output values are coded with
 213  * @param coding_flag  constant length coding or variable length coding
 214  * @param mantissas    mantissa output table
 215  * @param num_codes    number of values to get
 216  */
 217 static void read_quant_spectral_coeffs(GetBitContext *gb, int selector,
 218                                        int coding_flag, int *mantissas,
 219                                        int num_codes)
 220 {
 221     int i, code, huff_symb;
 222
 223     if (selector == 1)
 224         num_codes /= 2;
 225
 226     if (coding_flag != 0) {
 227         /* constant length coding (CLC) */
 228         int num_bits = clc_length_tab[selector];
 229
 230         if (selector > 1) {
 231             for (i = 0; i < num_codes; i++) {
 232                 if (num_bits)
 233                     code = get_sbits(gb, num_bits);
 234                 else
 235                     code = 0;
 236                 mantissas[i] = code;
 237             }
 238         } else {
 239             for (i = 0; i < num_codes; i++) {
 240                 if (num_bits)
 241                     code = get_bits(gb, num_bits); // num_bits is always 4 in this case
 242                 else
 243                     code = 0;
 244                 mantissas[i * 2    ] = mantissa_clc_tab[code >> 2];
 245                 mantissas[i * 2 + 1] = mantissa_clc_tab[code &  3];
 246             }
 247         }
 248     } else {
 249         /* variable length coding (VLC) */
 250         if (selector != 1) {
 251             for (i = 0; i < num_codes; i++) {
 252                 huff_symb = get_vlc2(gb, spectral_coeff_tab[selector-1].table,
 253                                      spectral_coeff_tab[selector-1].bits, 3);
 254                 huff_symb += 1;
 255                 code = huff_symb >> 1;
 256                 if (huff_symb & 1)
 257                     code = -code;
 258                 mantissas[i] = code;
 259             }
 260         } else {
 261             for (i = 0; i < num_codes; i++) {
 262                 huff_symb = get_vlc2(gb, spectral_coeff_tab[selector - 1].table,
 263                                      spectral_coeff_tab[selector - 1].bits, 3);
 264                 mantissas[i * 2    ] = mantissa_vlc_tab[huff_symb * 2    ];
 265                 mantissas[i * 2 + 1] = mantissa_vlc_tab[huff_symb * 2 + 1];
 266             }
 267         }
 268     }
 269 }
 270
 271 /**
 272  * Restore the quantized band spectrum coefficients
 273  *
 274  * @return subband count, fix for broken specification/files
 275  */
 276 static int decode_spectrum(GetBitContext *gb, float *output)
 277 {
 278     int num_subbands, coding_mode, i, j, first, last, subband_size;
 279     int subband_vlc_index[32], sf_index[32];
 280     int mantissas[128];
 281     float scale_factor;
 282
 283     num_subbands = get_bits(gb, 5);  // number of coded subbands
 284     coding_mode  = get_bits1(gb);    // coding Mode: 0 - VLC/ 1-CLC
 285
 286     /* get the VLC selector table for the subbands, 0 means not coded */
 287     for (i = 0; i <= num_subbands; i++)
 288         subband_vlc_index[i] = get_bits(gb, 3);
 289
 290     /* read the scale factor indexes from the stream */
 291     for (i = 0; i <= num_subbands; i++) {
 292         if (subband_vlc_index[i] != 0)
 293             sf_index[i] = get_bits(gb, 6);
 294     }
 295
 296     for (i = 0; i <= num_subbands; i++) {
 297         first = subband_tab[i    ];
 298         last  = subband_tab[i + 1];
 299
 300         subband_size = last - first;
 301
 302         if (subband_vlc_index[i] != 0) {
 303             /* decode spectral coefficients for this subband */
 304             /* TODO: This can be done faster is several blocks share the
 305              * same VLC selector (subband_vlc_index) */
 306             read_quant_spectral_coeffs(gb, subband_vlc_index[i], coding_mode,
 307                                        mantissas, subband_size);
 308
 309             /* decode the scale factor for this subband */
 310             scale_factor = ff_atrac_sf_table[sf_index[i]] *
 311                            inv_max_quant[subband_vlc_index[i]];
 312
 313             /* inverse quantize the coefficients */
 314             for (j = 0; first < last; first++, j++)
 315                 output[first] = mantissas[j] * scale_factor;
 316         } else {
 317             /* this subband was not coded, so zero the entire subband */
 318             memset(output + first, 0, subband_size * sizeof(*output));
 319         }
 320     }
 321
 322     /* clear the subbands that were not coded */
 323     first = subband_tab[i];
 324     memset(output + first, 0, (SAMPLES_PER_FRAME - first) * sizeof(*output));
 325     return num_subbands;
 326 }
 327
 328 /**
 329  * Restore the quantized tonal components
 330  *
 331  * @param components tonal components
 332  * @param num_bands  number of coded bands
 333  */
 334 static int decode_tonal_components(GetBitContext *gb,
 335                                    TonalComponent *components, int num_bands)
 336 {
 337     int i, b, c, m;
 338     int nb_components, coding_mode_selector, coding_mode;
 339     int band_flags[4], mantissa[8];
 340     int component_count = 0;
 341
 342     nb_components = get_bits(gb, 5);
 343
 344     /* no tonal components */
 345     if (nb_components == 0)
 346         return 0;
 347
 348     coding_mode_selector = get_bits(gb, 2);
 349     if (coding_mode_selector == 2)
 350         return AVERROR_INVALIDDATA;
 351
 352     coding_mode = coding_mode_selector & 1;
 353
 354     for (i = 0; i < nb_components; i++) {
 355         int coded_values_per_component, quant_step_index;
 356
 357         for (b = 0; b <= num_bands; b++)
 358             band_flags[b] = get_bits1(gb);
 359
 360         coded_values_per_component = get_bits(gb, 3);
 361
 362         quant_step_index = get_bits(gb, 3);
 363         if (quant_step_index <= 1)
 364             return AVERROR_INVALIDDATA;
 365
 366         if (coding_mode_selector == 3)
 367             coding_mode = get_bits1(gb);
 368
 369         for (b = 0; b < (num_bands + 1) * 4; b++) {
 370             int coded_components;
 371
 372             if (band_flags[b >> 2] == 0)
 373                 continue;
 374
 375             coded_components = get_bits(gb, 3);
 376
 377             for (c = 0; c < coded_components; c++) {
 378                 TonalComponent *cmp = &components[component_count];
 379                 int sf_index, coded_values, max_coded_values;
 380                 float scale_factor;
 381
 382                 sf_index = get_bits(gb, 6);
 383                 if (component_count >= 64)
 384                     return AVERROR_INVALIDDATA;
 385
 386                 cmp->pos = b * 64 + get_bits(gb, 6);
 387
 388                 max_coded_values = SAMPLES_PER_FRAME - cmp->pos;
 389                 coded_values     = coded_values_per_component + 1;
 390                 coded_values     = FFMIN(max_coded_values, coded_values);
 391
 392                 scale_factor = ff_atrac_sf_table[sf_index] *
 393                                inv_max_quant[quant_step_index];
 394
 395                 read_quant_spectral_coeffs(gb, quant_step_index, coding_mode,
 396                                            mantissa, coded_values);
 397
 398                 cmp->num_coefs = coded_values;
 399
 400                 /* inverse quant */
 401                 for (m = 0; m < coded_values; m++)
 402                     cmp->coef[m] = mantissa[m] * scale_factor;
 403
 404                 component_count++;
 405             }
 406         }
 407     }
 408
 409     return component_count;
 410 }
 411
 412 /**
 413  * Decode gain parameters for the coded bands
 414  *
 415  * @param block      the gainblock for the current band
 416  * @param num_bands  amount of coded bands
 417  */
 418 static int decode_gain_control(GetBitContext *gb, GainBlock *block,
 419                                int num_bands)
 420 {
 421     int i, cf, num_data;
 422     int *level, *loc;
 423
 424     GainInfo *gain = block->g_block;
 425
 426     for (i = 0; i <= num_bands; i++) {
 427         num_data              = get_bits(gb, 3);
 428         gain[i].num_gain_data = num_data;
 429         level                 = gain[i].lev_code;
 430         loc                   = gain[i].loc_code;
 431
 432         for (cf = 0; cf < gain[i].num_gain_data; cf++) {
 433             level[cf] = get_bits(gb, 4);
 434             loc  [cf] = get_bits(gb, 5);
 435             if (cf && loc[cf] <= loc[cf - 1])
 436                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 437         }
 438     }
 439
 440     /* Clear the unused blocks. */
 441     for (; i < 4 ; i++)
 442         gain[i].num_gain_data = 0;
 443
 444     return 0;
 445 }
 446
 447 /**
 448  * Apply gain parameters and perform the MDCT overlapping part
 449  *
 450  * @param input   input buffer
 451  * @param prev    previous buffer to perform overlap against
 452  * @param output  output buffer
 453  * @param gain1   current band gain info
 454  * @param gain2   next band gain info
 455  */
 456 static void gain_compensate_and_overlap(float *input, float *prev,
 457                                         float *output, GainInfo *gain1,
 458                                         GainInfo *gain2)
 459 {
 460     float g1, g2, gain_inc;
 461     int i, j, num_data, start_loc, end_loc;
 462
 463
 464     if (gain2->num_gain_data == 0)
 465         g1 = 1.0;
 466     else
 467         g1 = gain_tab1[gain2->lev_code[0]];
 468
 469     if (gain1->num_gain_data == 0) {
 470         for (i = 0; i < 256; i++)
 471             output[i] = input[i] * g1 + prev[i];
 472     } else {
 473         num_data = gain1->num_gain_data;
 474         gain1->loc_code[num_data] = 32;
 475         gain1->lev_code[num_data] = 4;
 476
 477         for (i = 0, j = 0; i < num_data; i++) {
 478             start_loc = gain1->loc_code[i] * 8;
 479             end_loc   = start_loc + 8;
 480
 481             g2       = gain_tab1[gain1->lev_code[i]];
 482             gain_inc = gain_tab2[gain1->lev_code[i + 1] -
 483                                  gain1->lev_code[i    ] + 15];
 484
 485             /* interpolate */
 486             for (; j < start_loc; j++)
 487                 output[j] = (input[j] * g1 + prev[j]) * g2;
 488
 489             /* interpolation is done over eight samples */
 490             for (; j < end_loc; j++) {
 491                 output[j] = (input[j] * g1 + prev[j]) * g2;
 492                 g2 *= gain_inc;
 493             }
 494         }
 495
 496         for (; j < 256; j++)
 497             output[j] = input[j] * g1 + prev[j];
 498     }
 499
 500     /* Delay for the overlapping part. */
 501     memcpy(prev, &input[256], 256 * sizeof(*prev));
 502 }
 503
 504 /**
 505  * Combine the tonal band spectrum and regular band spectrum
 506  *
 507  * @param spectrum        output spectrum buffer
 508  * @param num_components  number of tonal components
 509  * @param components      tonal components for this band
 510  * @return                position of the last tonal coefficient
 511  */
 512 static int add_tonal_components(float *spectrum, int num_components,
 513                                 TonalComponent *components)
 514 {
 515     int i, j, last_pos = -1;
 516     float *input, *output;
 517
 518     for (i = 0; i < num_components; i++) {
 519         last_pos = FFMAX(components[i].pos + components[i].num_coefs, last_pos);
 520         input    = components[i].coef;
 521         output   = &spectrum[components[i].pos];
 522
 523         for (j = 0; j < components[i].num_coefs; j++)
 524             output[j] += input[j];
 525     }
 526
 527     return last_pos;
 528 }
 529
 530 #define INTERPOLATE(old, new, nsample) \
 531     ((old) + (nsample) * 0.125 * ((new) - (old)))
 532
 533 static void reverse_matrixing(float *su1, float *su2, int *prev_code,
 534                               int *curr_code)
 535 {
 536     int i, nsample, band;
 537     float mc1_l, mc1_r, mc2_l, mc2_r;
 538
 539     for (i = 0, band = 0; band < 4 * 256; band += 256, i++) {
 540         int s1 = prev_code[i];
 541         int s2 = curr_code[i];
 542         nsample = band;
 543
 544         if (s1 != s2) {
 545             /* Selector value changed, interpolation needed. */
 546             mc1_l = matrix_coeffs[s1 * 2    ];
 547             mc1_r = matrix_coeffs[s1 * 2 + 1];
 548             mc2_l = matrix_coeffs[s2 * 2    ];
 549             mc2_r = matrix_coeffs[s2 * 2 + 1];
 550
 551             /* Interpolation is done over the first eight samples. */
 552             for (; nsample < band + 8; nsample++) {
 553                 float c1 = su1[nsample];
 554                 float c2 = su2[nsample];
 555                 c2 = c1 * INTERPOLATE(mc1_l, mc2_l, nsample - band) +
 556                      c2 * INTERPOLATE(mc1_r, mc2_r, nsample - band);
 557                 su1[nsample] = c2;
 558                 su2[nsample] = c1 * 2.0 - c2;
 559             }
 560         }
 561
 562         /* Apply the matrix without interpolation. */
 563         switch (s2) {
 564         case 0:     /* M/S decoding */
 565             for (; nsample < band + 256; nsample++) {
 566                 float c1 = su1[nsample];
 567                 float c2 = su2[nsample];
 568                 su1[nsample] =  c2       * 2.0;
 569                 su2[nsample] = (c1 - c2) * 2.0;
 570             }
 571             break;
 572         case 1:
 573             for (; nsample < band + 256; nsample++) {
 574                 float c1 = su1[nsample];
 575                 float c2 = su2[nsample];
 576                 su1[nsample] = (c1 + c2) *  2.0;
 577                 su2[nsample] =  c2       * -2.0;
 578             }
 579             break;
 580         case 2:
 581         case 3:
 582             for (; nsample < band + 256; nsample++) {
 583                 float c1 = su1[nsample];
 584                 float c2 = su2[nsample];
 585                 su1[nsample] = c1 + c2;
 586                 su2[nsample] = c1 - c2;
 587             }
 588             break;
 589         default:
 590             av_assert1(0);
 591         }
 592     }
 593 }
 594
 595 static void get_channel_weights(int index, int flag, float ch[2])
 596 {
 597     if (index == 7) {
 598         ch[0] = 1.0;
 599         ch[1] = 1.0;
 600     } else {
 601         ch[0] = (index & 7) / 7.0;
 602         ch[1] = sqrt(2 - ch[0] * ch[0]);
 603         if (flag)
 604             FFSWAP(float, ch[0], ch[1]);
 605     }
 606 }
 607
 608 static void channel_weighting(float *su1, float *su2, int *p3)
 609 {
 610     int band, nsample;
 611     /* w[x][y] y=0 is left y=1 is right */
 612     float w[2][2];
 613
 614     if (p3[1] != 7 || p3[3] != 7) {
 615         get_channel_weights(p3[1], p3[0], w[0]);
 616         get_channel_weights(p3[3], p3[2], w[1]);
 617
 618         for (band = 256; band < 4 * 256; band += 256) {
 619             for (nsample = band; nsample < band + 8; nsample++) {
 620                 su1[nsample] *= INTERPOLATE(w[0][0], w[0][1], nsample - band);
 621                 su2[nsample] *= INTERPOLATE(w[1][0], w[1][1], nsample - band);
 622             }
 623             for(; nsample < band + 256; nsample++) {
 624                 su1[nsample] *= w[1][0];
 625                 su2[nsample] *= w[1][1];
 626             }
 627         }
 628     }
 629 }
 630
 631 /**
 632  * Decode a Sound Unit
 633  *
 634  * @param snd           the channel unit to be used
 635  * @param output        the decoded samples before IQMF in float representation
 636  * @param channel_num   channel number
 637  * @param coding_mode   the coding mode (JOINT_STEREO or regular stereo/mono)
 638  */
 639 static int decode_channel_sound_unit(ATRAC3Context *q, GetBitContext *gb,
 640                                      ChannelUnit *snd, float *output,
 641                                      int channel_num, int coding_mode)
 642 {
 643     int band, ret, num_subbands, last_tonal, num_bands;
 644     GainBlock *gain1 = &snd->gain_block[    snd->gc_blk_switch];
 645     GainBlock *gain2 = &snd->gain_block[1 - snd->gc_blk_switch];
 646
 647     if (coding_mode == JOINT_STEREO && channel_num == 1) {
 648         if (get_bits(gb, 2) != 3) {
 649             av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"JS mono Sound Unit id != 3.\n");
 650             return AVERROR_INVALIDDATA;
 651         }
 652     } else {
 653         if (get_bits(gb, 6) != 0x28) {
 654             av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"Sound Unit id != 0x28.\n");
 655             return AVERROR_INVALIDDATA;
 656         }
 657     }
 658
 659     /* number of coded QMF bands */
 660     snd->bands_coded = get_bits(gb, 2);
 661
 662     ret = decode_gain_control(gb, gain2, snd->bands_coded);
 663     if (ret)
 664         return ret;
 665
 666     snd->num_components = decode_tonal_components(gb, snd->components,
 667                                                   snd->bands_coded);
 668     if (snd->num_components == -1)
 669         return -1;
 670
 671     num_subbands = decode_spectrum(gb, snd->spectrum);
 672
 673     /* Merge the decoded spectrum and tonal components. */
 674     last_tonal = add_tonal_components(snd->spectrum, snd->num_components,
 675                                       snd->components);
 676
 677
 678     /* calculate number of used MLT/QMF bands according to the amount of coded
 679        spectral lines */
 680     num_bands = (subband_tab[num_subbands] - 1) >> 8;
 681     if (last_tonal >= 0)
 682         num_bands = FFMAX((last_tonal + 256) >> 8, num_bands);
 683
 684
 685     /* Reconstruct time domain samples. */
 686     for (band = 0; band < 4; band++) {
 687         /* Perform the IMDCT step without overlapping. */
 688         if (band <= num_bands)
 689             imlt(q, &snd->spectrum[band * 256], snd->imdct_buf, band & 1);
 690         else
 691             memset(snd->imdct_buf, 0, 512 * sizeof(*snd->imdct_buf));
 692
 693         /* gain compensation and overlapping */
 694         gain_compensate_and_overlap(snd->imdct_buf,
 695                                     &snd->prev_frame[band * 256],
 696                                     &output[band * 256],
 697                                     &gain1->g_block[band],
 698                                     &gain2->g_block[band]);
 699     }
 700
 701     /* Swap the gain control buffers for the next frame. */
 702     snd->gc_blk_switch ^= 1;
 703
 704     return 0;
 705 }
 706
 707 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx, const uint8_t *databuf,
 708                         float **out_samples)
 709 {
 710     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
 711     int ret, i;
 712     uint8_t *ptr1;
 713
 714     if (q->coding_mode == JOINT_STEREO) {
 715         /* channel coupling mode */
 716         /* decode Sound Unit 1 */
 717         init_get_bits(&q->gb, databuf, avctx->block_align * 8);
 718
 719         ret = decode_channel_sound_unit(q, &q->gb, q->units, out_samples[0], 0,
 720                                         JOINT_STEREO);
 721         if (ret != 0)
 722             return ret;
 723
 724         /* Framedata of the su2 in the joint-stereo mode is encoded in
 725          * reverse byte order so we need to swap it first. */
 726         if (databuf == q->decoded_bytes_buffer) {
 727             uint8_t *ptr2 = q->decoded_bytes_buffer + avctx->block_align - 1;
 728             ptr1          = q->decoded_bytes_buffer;
 729             for (i = 0; i < avctx->block_align / 2; i++, ptr1++, ptr2--)
 730                 FFSWAP(uint8_t, *ptr1, *ptr2);
 731         } else {
 732             const uint8_t *ptr2 = databuf + avctx->block_align - 1;
 733             for (i = 0; i < avctx->block_align; i++)
 734                 q->decoded_bytes_buffer[i] = *ptr2--;
 735         }
 736
 737         /* Skip the sync codes (0xF8). */
 738         ptr1 = q->decoded_bytes_buffer;
 739         for (i = 4; *ptr1 == 0xF8; i++, ptr1++) {
 740             if (i >= avctx->block_align)
 741                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 742         }
 743
 744
 745         /* set the bitstream reader at the start of the second Sound Unit*/
 746         init_get_bits8(&q->gb, ptr1, q->decoded_bytes_buffer + avctx->block_align - ptr1);
 747
 748         /* Fill the Weighting coeffs delay buffer */
 749         memmove(q->weighting_delay, &q->weighting_delay[2],
 750                 4 * sizeof(*q->weighting_delay));
 751         q->weighting_delay[4] = get_bits1(&q->gb);
 752         q->weighting_delay[5] = get_bits(&q->gb, 3);
 753
 754         for (i = 0; i < 4; i++) {
 755             q->matrix_coeff_index_prev[i] = q->matrix_coeff_index_now[i];
 756             q->matrix_coeff_index_now[i]  = q->matrix_coeff_index_next[i];
 757             q->matrix_coeff_index_next[i] = get_bits(&q->gb, 2);
 758         }
 759
 760         /* Decode Sound Unit 2. */
 761         ret = decode_channel_sound_unit(q, &q->gb, &q->units[1],
 762                                         out_samples[1], 1, JOINT_STEREO);
 763         if (ret != 0)
 764             return ret;
 765
 766         /* Reconstruct the channel coefficients. */
 767         reverse_matrixing(out_samples[0], out_samples[1],
 768                           q->matrix_coeff_index_prev,
 769                           q->matrix_coeff_index_now);
 770
 771         channel_weighting(out_samples[0], out_samples[1], q->weighting_delay);
 772     } else {
 773         /* normal stereo mode or mono */
 774         /* Decode the channel sound units. */
 775         for (i = 0; i < avctx->channels; i++) {
 776             /* Set the bitstream reader at the start of a channel sound unit. */
 777             init_get_bits(&q->gb,
 778                           databuf + i * avctx->block_align / avctx->channels,
 779                           avctx->block_align * 8 / avctx->channels);
 780
 781             ret = decode_channel_sound_unit(q, &q->gb, &q->units[i],
 782                                             out_samples[i], i, q->coding_mode);
 783             if (ret != 0)
 784                 return ret;
 785         }
 786     }
 787
 788     /* Apply the iQMF synthesis filter. */
 789     for (i = 0; i < avctx->channels; i++) {
 790         float *p1 = out_samples[i];
 791         float *p2 = p1 + 256;
 792         float *p3 = p2 + 256;
 793         float *p4 = p3 + 256;
 794         ff_atrac_iqmf(p1, p2, 256, p1, q->units[i].delay_buf1, q->temp_buf);
 795         ff_atrac_iqmf(p4, p3, 256, p3, q->units[i].delay_buf2, q->temp_buf);
 796         ff_atrac_iqmf(p1, p3, 512, p1, q->units[i].delay_buf3, q->temp_buf);
 797     }
 798
 799     return 0;
 800 }
 801
 802 static int atrac3_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 803                                int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
 804 {
 805     AVFrame *frame     = data;
 806     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 807     int buf_size = avpkt->size;
 808     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
 809     int ret;
 810     const uint8_t *databuf;
 811
 812     if (buf_size < avctx->block_align) {
 813         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 814                "Frame too small (%d bytes). Truncated file?\n", buf_size);
 815         return AVERROR_INVALIDDATA;
 816     }
 817
 818     /* get output buffer */
 819     frame->nb_samples = SAMPLES_PER_FRAME;
 820     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
 821         return ret;
 822
 823     /* Check if we need to descramble and what buffer to pass on. */
 824     if (q->scrambled_stream) {
 825         decode_bytes(buf, q->decoded_bytes_buffer, avctx->block_align);
 826         databuf = q->decoded_bytes_buffer;
 827     } else {
 828         databuf = buf;
 829     }
 830
 831     ret = decode_frame(avctx, databuf, (float **)frame->extended_data);
 832     if (ret) {
 833         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Frame decoding error!\n");
 834         return ret;
 835     }
 836
 837     *got_frame_ptr = 1;
 838
 839     return avctx->block_align;
 840 }
 841
 842 static av_cold void atrac3_init_static_data(void)
 843 {
 844     int i;
 845
 846     init_atrac3_window();
 847     ff_atrac_generate_tables();
 848
 849     /* Initialize the VLC tables. */
 850     for (i = 0; i < 7; i++) {
 851         spectral_coeff_tab[i].table = &atrac3_vlc_table[atrac3_vlc_offs[i]];
 852         spectral_coeff_tab[i].table_allocated = atrac3_vlc_offs[i + 1] -
 853                                                 atrac3_vlc_offs[i    ];
 854         init_vlc(&spectral_coeff_tab[i], 9, huff_tab_sizes[i],
 855                  huff_bits[i],  1, 1,
 856                  huff_codes[i], 1, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC);
 857     }
 858
 859     /* Generate gain tables */
 860     for (i = 0; i < 16; i++)
 861         gain_tab1[i] = exp2f (4 - i);
 862
 863     for (i = -15; i < 16; i++)
 864         gain_tab2[i + 15] = exp2f (i * -0.125);
 865 }
 866
 867 static av_cold int atrac3_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 868 {
 869     static int static_init_done;
 870     int i, ret;
 871     int version, delay, samples_per_frame, frame_factor;
 872     const uint8_t *edata_ptr = avctx->extradata;
 873     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
 874
 875     if (avctx->channels <= 0 || avctx->channels > 2) {
 876         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Channel configuration error!\n");
 877         return AVERROR(EINVAL);
 878     }
 879
 880     if (!static_init_done)
 881         atrac3_init_static_data();
 882     static_init_done = 1;
 883
 884     /* Take care of the codec-specific extradata. */
 885     if (avctx->extradata_size == 14) {
 886         /* Parse the extradata, WAV format */
 887         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "[0-1] %d\n",
 888                bytestream_get_le16(&edata_ptr));  // Unknown value always 1
 889         edata_ptr += 4;                             // samples per channel
 890         q->coding_mode = bytestream_get_le16(&edata_ptr);
 891         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG,"[8-9] %d\n",
 892                bytestream_get_le16(&edata_ptr));  //Dupe of coding mode
 893         frame_factor = bytestream_get_le16(&edata_ptr);  // Unknown always 1
 894         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG,"[12-13] %d\n",
 895                bytestream_get_le16(&edata_ptr));  // Unknown always 0
 896
 897         /* setup */
 898         samples_per_frame    = SAMPLES_PER_FRAME * avctx->channels;
 899         version              = 4;
 900         delay                = 0x88E;
 901         q->coding_mode       = q->coding_mode ? JOINT_STEREO : STEREO;
 902         q->scrambled_stream  = 0;
 903
 904         if (avctx->block_align !=  96 * avctx->channels * frame_factor &&
 905             avctx->block_align != 152 * avctx->channels * frame_factor &&
 906             avctx->block_align != 192 * avctx->channels * frame_factor) {
 907             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown frame/channel/frame_factor "
 908                    "configuration %d/%d/%d\n", avctx->block_align,
 909                    avctx->channels, frame_factor);
 910             return AVERROR_INVALIDDATA;
 911         }
 912     } else if (avctx->extradata_size == 12 || avctx->extradata_size == 10) {
 913         /* Parse the extradata, RM format. */
 914         version                = bytestream_get_be32(&edata_ptr);
 915         samples_per_frame      = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
 916         delay                  = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
 917         q->coding_mode         = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
 918         q->scrambled_stream    = 1;
 919
 920     } else {
 921         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Unknown extradata size %d.\n",
 922                avctx->extradata_size);
 923         return AVERROR(EINVAL);
 924     }
 925
 926     if (q->coding_mode == JOINT_STEREO && avctx->channels < 2) {
 927         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid coding mode\n");
 928         return AVERROR_INVALIDDATA;
 929     }
 930
 931     /* Check the extradata */
 932
 933     if (version != 4) {
 934         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Version %d != 4.\n", version);
 935         return AVERROR_INVALIDDATA;
 936     }
 937
 938     if (samples_per_frame != SAMPLES_PER_FRAME &&
 939         samples_per_frame != SAMPLES_PER_FRAME * 2) {
 940         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown amount of samples per frame %d.\n",
 941                samples_per_frame);
 942         return AVERROR_INVALIDDATA;
 943     }
 944
 945     if (delay != 0x88E) {
 946         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown amount of delay %x != 0x88E.\n",
 947                delay);
 948         return AVERROR_INVALIDDATA;
 949     }
 950
 951     if (q->coding_mode == STEREO)
 952         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Normal stereo detected.\n");
 953     else if (q->coding_mode == JOINT_STEREO)
 954         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Joint stereo detected.\n");
 955     else {
 956         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown channel coding mode %x!\n",
 957                q->coding_mode);
 958         return AVERROR_INVALIDDATA;
 959     }
 960
 961     if (avctx->block_align >= UINT_MAX / 2)
 962         return AVERROR(EINVAL);
 963
 964     q->decoded_bytes_buffer = av_mallocz(FFALIGN(avctx->block_align, 4) +
 965                                          FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 966     if (q->decoded_bytes_buffer == NULL)
 967         return AVERROR(ENOMEM);
 968
 969     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLTP;
 970
 971     /* initialize the MDCT transform */
 972     if ((ret = ff_mdct_init(&q->mdct_ctx, 9, 1, 1.0 / 32768)) < 0) {
 973         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error initializing MDCT\n");
 974         av_freep(&q->decoded_bytes_buffer);
 975         return ret;
 976     }
 977
 978     /* init the joint-stereo decoding data */
 979     q->weighting_delay[0] = 0;
 980     q->weighting_delay[1] = 7;
 981     q->weighting_delay[2] = 0;
 982     q->weighting_delay[3] = 7;
 983     q->weighting_delay[4] = 0;
 984     q->weighting_delay[5] = 7;
 985
 986     for (i = 0; i < 4; i++) {
 987         q->matrix_coeff_index_prev[i] = 3;
 988         q->matrix_coeff_index_now[i]  = 3;
 989         q->matrix_coeff_index_next[i] = 3;
 990     }
 991
 992     avpriv_float_dsp_init(&q->fdsp, avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT);
 993     ff_fmt_convert_init(&q->fmt_conv, avctx);
 994
 995     q->units = av_mallocz(sizeof(*q->units) * avctx->channels);
 996     if (!q->units) {
 997         atrac3_decode_close(avctx);
 998         return AVERROR(ENOMEM);
 999     }
1000
1001     return 0;
1002 }
1003
1004 AVCodec ff_atrac3_decoder = {
1005     .name             = "atrac3",
1006     .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1007     .id               = AV_CODEC_ID_ATRAC3,
1008     .priv_data_size   = sizeof(ATRAC3Context),
1009     .init             = atrac3_decode_init,
1010     .close            = atrac3_decode_close,
1011     .decode           = atrac3_decode_frame,
1012     .capabilities     = CODEC_CAP_SUBFRAMES | CODEC_CAP_DR1,
1013     .long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Atrac 3 (Adaptive TRansform Acoustic Coding 3)"),
1014     .sample_fmts      = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
1015                                                         AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1016 };