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

   1 /*
   2  * Atrac 3 compatible decoder
   3  * Copyright (c) 2006-2007 Maxim Poliakovski
   4  * Copyright (c) 2006-2007 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 atrac3.c
  25  * Atrac 3 compatible decoder.
  26  * This decoder handles RealNetworks, RealAudio atrc data.
  27  * Atrac 3 is identified by the codec name atrc in RealMedia files.
  28  *
  29  * To use this decoder, a calling application must supply the extradata
  30  * bytes provided from the RealMedia container: 10 bytes or 14 bytes
  31  * from the WAV container.
  32  */
  33
  34 #include <math.h>
  35 #include <stddef.h>
  36 #include <stdio.h>
  37
  38 #include "avcodec.h"
  39 #include "bitstream.h"
  40 #include "dsputil.h"
  41 #include "bytestream.h"
  42
  43 #include "atrac3data.h"
  44
  45 #define JOINT_STEREO    0x12
  46 #define STEREO          0x2
  47
  48
  49 /* These structures are needed to store the parsed gain control data. */
  50 typedef struct {
  51     int   num_gain_data;
  52     int   levcode[8];
  53     int   loccode[8];
  54 } gain_info;
  55
  56 typedef struct {
  57     gain_info   gBlock[4];
  58 } gain_block;
  59
  60 typedef struct {
  61     int     pos;
  62     int     numCoefs;
  63     float   coef[8];
  64 } tonal_component;
  65
  66 typedef struct {
  67     int               bandsCoded;
  68     int               numComponents;
  69     tonal_component   components[64];
  70     float             prevFrame[1024];
  71     int               gcBlkSwitch;
  72     gain_block        gainBlock[2];
  73
  74     DECLARE_ALIGNED_16(float, spectrum[1024]);
  75     DECLARE_ALIGNED_16(float, IMDCT_buf[1024]);
  76
  77     float             delayBuf1[46]; ///<qmf delay buffers
  78     float             delayBuf2[46];
  79     float             delayBuf3[46];
  80 } channel_unit;
  81
  82 typedef struct {
  83     GetBitContext       gb;
  84     //@{
  85     /** stream data */
  86     int                 channels;
  87     int                 codingMode;
  88     int                 bit_rate;
  89     int                 sample_rate;
  90     int                 samples_per_channel;
  91     int                 samples_per_frame;
  92
  93     int                 bits_per_frame;
  94     int                 bytes_per_frame;
  95     int                 pBs;
  96     channel_unit*       pUnits;
  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     float               outSamples[2048];
 108     uint8_t*            decoded_bytes_buffer;
 109     float               tempBuf[1070];
 110     DECLARE_ALIGNED_16(float,mdct_tmp[512]);
 111     //@}
 112     //@{
 113     /** extradata */
 114     int                 atrac3version;
 115     int                 delay;
 116     int                 scrambled_stream;
 117     int                 frame_factor;
 118     //@}
 119 } ATRAC3Context;
 120
 121 static DECLARE_ALIGNED_16(float,mdct_window[512]);
 122 static float            qmf_window[48];
 123 static VLC              spectral_coeff_tab[7];
 124 static float            SFTable[64];
 125 static float            gain_tab1[16];
 126 static float            gain_tab2[31];
 127 static MDCTContext      mdct_ctx;
 128 static DSPContext       dsp;
 129
 130
 131 /* quadrature mirror synthesis filter */
 132
 133 /**
 134  * Quadrature mirror synthesis filter.
 135  *
 136  * @param inlo      lower part of spectrum
 137  * @param inhi      higher part of spectrum
 138  * @param nIn       size of spectrum buffer
 139  * @param pOut      out buffer
 140  * @param delayBuf  delayBuf buffer
 141  * @param temp      temp buffer
 142  */
 143
 144
 145 static void iqmf (float *inlo, float *inhi, unsigned int nIn, float *pOut, float *delayBuf, float *temp)
 146 {
 147     int   i, j;
 148     float   *p1, *p3;
 149
 150     memcpy(temp, delayBuf, 46*sizeof(float));
 151
 152     p3 = temp + 46;
 153
 154     /* loop1 */
 155     for(i=0; i<nIn; i+=2){
 156         p3[2*i+0] = inlo[i  ] + inhi[i  ];
 157         p3[2*i+1] = inlo[i  ] - inhi[i  ];
 158         p3[2*i+2] = inlo[i+1] + inhi[i+1];
 159         p3[2*i+3] = inlo[i+1] - inhi[i+1];
 160     }
 161
 162     /* loop2 */
 163     p1 = temp;
 164     for (j = nIn; j != 0; j--) {
 165         float s1 = 0.0;
 166         float s2 = 0.0;
 167
 168         for (i = 0; i < 48; i += 2) {
 169             s1 += p1[i] * qmf_window[i];
 170             s2 += p1[i+1] * qmf_window[i+1];
 171         }
 172
 173         pOut[0] = s2;
 174         pOut[1] = s1;
 175
 176         p1 += 2;
 177         pOut += 2;
 178     }
 179
 180     /* Update the delay buffer. */
 181     memcpy(delayBuf, temp + nIn*2, 46*sizeof(float));
 182 }
 183
 184 /**
 185  * Regular 512 points IMDCT without overlapping, with the exception of the swapping of odd bands
 186  * caused by the reverse spectra of the QMF.
 187  *
 188  * @param pInput    float input
 189  * @param pOutput   float output
 190  * @param odd_band  1 if the band is an odd band
 191  * @param mdct_tmp  aligned temporary buffer for the mdct
 192  */
 193
 194 static void IMLT(float *pInput, float *pOutput, int odd_band, float* mdct_tmp)
 195 {
 196     int     i;
 197
 198     if (odd_band) {
 199         /**
 200         * Reverse the odd bands before IMDCT, this is an effect of the QMF transform
 201         * or it gives better compression to do it this way.
 202         * FIXME: It should be possible to handle this in ff_imdct_calc
 203         * for that to happen a modification of the prerotation step of
 204         * all SIMD code and C code is needed.
 205         * Or fix the functions before so they generate a pre reversed spectrum.
 206         */
 207
 208         for (i=0; i<128; i++)
 209             FFSWAP(float, pInput[i], pInput[255-i]);
 210     }
 211
 212     mdct_ctx.fft.imdct_calc(&mdct_ctx,pOutput,pInput,mdct_tmp);
 213
 214     /* Perform windowing on the output. */
 215     dsp.vector_fmul(pOutput,mdct_window,512);
 216
 217 }
 218
 219
 220 /**
 221  * Atrac 3 indata descrambling, only used for data coming from the rm container
 222  *
 223  * @param in        pointer to 8 bit array of indata
 224  * @param bits      amount of bits
 225  * @param out       pointer to 8 bit array of outdata
 226  */
 227
 228 static int decode_bytes(uint8_t* inbuffer, uint8_t* out, int bytes){
 229     int i, off;
 230     uint32_t c;
 231     uint32_t* buf;
 232     uint32_t* obuf = (uint32_t*) out;
 233
 234     off = (int)((long)inbuffer & 3);
 235     buf = (uint32_t*) (inbuffer - off);
 236     c = be2me_32((0x537F6103 >> (off*8)) | (0x537F6103 << (32-(off*8))));
 237     bytes += 3 + off;
 238     for (i = 0; i < bytes/4; i++)
 239         obuf[i] = c ^ buf[i];
 240
 241     if (off)
 242         av_log(NULL,AV_LOG_DEBUG,"Offset of %d not handled, post sample on ffmpeg-dev.\n",off);
 243
 244     return off;
 245 }
 246
 247
 248 static void init_atrac3_transforms(ATRAC3Context *q) {
 249     float enc_window[256];
 250     float s;
 251     int i;
 252
 253     /* Generate the mdct window, for details see
 254      * http://wiki.multimedia.cx/index.php?title=RealAudio_atrc#Windows */
 255     for (i=0 ; i<256; i++)
 256         enc_window[i] = (sin(((i + 0.5) / 256.0 - 0.5) * M_PI) + 1.0) * 0.5;
 257
 258     if (!mdct_window[0])
 259         for (i=0 ; i<256; i++) {
 260             mdct_window[i] = enc_window[i]/(enc_window[i]*enc_window[i] + enc_window[255-i]*enc_window[255-i]);
 261             mdct_window[511-i] = mdct_window[i];
 262         }
 263
 264     /* Generate the QMF window. */
 265     for (i=0 ; i<24; i++) {
 266         s = qmf_48tap_half[i] * 2.0;
 267         qmf_window[i] = s;
 268         qmf_window[47 - i] = s;
 269     }
 270
 271     /* Initialize the MDCT transform. */
 272     ff_mdct_init(&mdct_ctx, 9, 1);
 273 }
 274
 275 /**
 276  * Atrac3 uninit, free all allocated memory
 277  */
 278
 279 static int atrac3_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 280 {
 281     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
 282
 283     av_free(q->pUnits);
 284     av_free(q->decoded_bytes_buffer);
 285
 286     return 0;
 287 }
 288
 289 /**
 290 / * Mantissa decoding
 291  *
 292  * @param gb            the GetBit context
 293  * @param selector      what table is the output values coded with
 294  * @param codingFlag    constant length coding or variable length coding
 295  * @param mantissas     mantissa output table
 296  * @param numCodes      amount of values to get
 297  */
 298
 299 static void readQuantSpectralCoeffs (GetBitContext *gb, int selector, int codingFlag, int* mantissas, int numCodes)
 300 {
 301     int   numBits, cnt, code, huffSymb;
 302
 303     if (selector == 1)
 304         numCodes /= 2;
 305
 306     if (codingFlag != 0) {
 307         /* constant length coding (CLC) */
 308         //FIXME we don't have any samples coded in CLC mode
 309         numBits = CLCLengthTab[selector];
 310
 311         if (selector > 1) {
 312             for (cnt = 0; cnt < numCodes; cnt++) {
 313                 if (numBits)
 314                     code = get_sbits(gb, numBits);
 315                 else
 316                     code = 0;
 317                 mantissas[cnt] = code;
 318             }
 319         } else {
 320             for (cnt = 0; cnt < numCodes; cnt++) {
 321                 if (numBits)
 322                     code = get_bits(gb, numBits); //numBits is always 4 in this case
 323                 else
 324                     code = 0;
 325                 mantissas[cnt*2] = seTab_0[code >> 2];
 326                 mantissas[cnt*2+1] = seTab_0[code & 3];
 327             }
 328         }
 329     } else {
 330         /* variable length coding (VLC) */
 331         if (selector != 1) {
 332             for (cnt = 0; cnt < numCodes; cnt++) {
 333                 huffSymb = get_vlc2(gb, spectral_coeff_tab[selector-1].table, spectral_coeff_tab[selector-1].bits, 3);
 334                 huffSymb += 1;
 335                 code = huffSymb >> 1;
 336                 if (huffSymb & 1)
 337                     code = -code;
 338                 mantissas[cnt] = code;
 339             }
 340         } else {
 341             for (cnt = 0; cnt < numCodes; cnt++) {
 342                 huffSymb = get_vlc2(gb, spectral_coeff_tab[selector-1].table, spectral_coeff_tab[selector-1].bits, 3);
 343                 mantissas[cnt*2] = decTable1[huffSymb*2];
 344                 mantissas[cnt*2+1] = decTable1[huffSymb*2+1];
 345             }
 346         }
 347     }
 348 }
 349
 350 /**
 351  * Restore the quantized band spectrum coefficients
 352  *
 353  * @param gb            the GetBit context
 354  * @param pOut          decoded band spectrum
 355  * @return outSubbands   subband counter, fix for broken specification/files
 356  */
 357
 358 static int decodeSpectrum (GetBitContext *gb, float *pOut)
 359 {
 360     int   numSubbands, codingMode, cnt, first, last, subbWidth, *pIn;
 361     int   subband_vlc_index[32], SF_idxs[32];
 362     int   mantissas[128];
 363     float SF;
 364
 365     numSubbands = get_bits(gb, 5); // number of coded subbands
 366     codingMode = get_bits(gb, 1); // coding Mode: 0 - VLC/ 1-CLC
 367
 368     /* Get the VLC selector table for the subbands, 0 means not coded. */
 369     for (cnt = 0; cnt <= numSubbands; cnt++)
 370         subband_vlc_index[cnt] = get_bits(gb, 3);
 371
 372     /* Read the scale factor indexes from the stream. */
 373     for (cnt = 0; cnt <= numSubbands; cnt++) {
 374         if (subband_vlc_index[cnt] != 0)
 375             SF_idxs[cnt] = get_bits(gb, 6);
 376     }
 377
 378     for (cnt = 0; cnt <= numSubbands; cnt++) {
 379         first = subbandTab[cnt];
 380         last = subbandTab[cnt+1];
 381
 382         subbWidth = last - first;
 383
 384         if (subband_vlc_index[cnt] != 0) {
 385             /* Decode spectral coefficients for this subband. */
 386             /* TODO: This can be done faster is several blocks share the
 387              * same VLC selector (subband_vlc_index) */
 388             readQuantSpectralCoeffs (gb, subband_vlc_index[cnt], codingMode, mantissas, subbWidth);
 389
 390             /* Decode the scale factor for this subband. */
 391             SF = SFTable[SF_idxs[cnt]] * iMaxQuant[subband_vlc_index[cnt]];
 392
 393             /* Inverse quantize the coefficients. */
 394             for (pIn=mantissas ; first<last; first++, pIn++)
 395                 pOut[first] = *pIn * SF;
 396         } else {
 397             /* This subband was not coded, so zero the entire subband. */
 398             memset(pOut+first, 0, subbWidth*sizeof(float));
 399         }
 400     }
 401
 402     /* Clear the subbands that were not coded. */
 403     first = subbandTab[cnt];
 404     memset(pOut+first, 0, (1024 - first) * sizeof(float));
 405     return numSubbands;
 406 }
 407
 408 /**
 409  * Restore the quantized tonal components
 410  *
 411  * @param gb            the GetBit context
 412  * @param numComponents tonal components to report back
 413  * @param pComponent    tone component
 414  * @param numBands      amount of coded bands
 415  */
 416
 417 static int decodeTonalComponents (GetBitContext *gb, int *numComponents, tonal_component *pComponent, int numBands)
 418 {
 419     int i,j,k,cnt;
 420     int   component_count, components, coding_mode_selector, coding_mode, coded_values_per_component;
 421     int   sfIndx, coded_values, max_coded_values, quant_step_index, coded_components;
 422     int   band_flags[4], mantissa[8];
 423     float  *pCoef;
 424     float  scalefactor;
 425
 426     component_count = 0;
 427     *numComponents = 0;
 428
 429     components = get_bits(gb,5);
 430
 431     /* no tonal components */
 432     if (components == 0)
 433         return 0;
 434
 435     coding_mode_selector = get_bits(gb,2);
 436     if (coding_mode_selector == 2)
 437         return -1;
 438
 439     coding_mode = coding_mode_selector & 1;
 440
 441     for (i = 0; i < components; i++) {
 442         for (cnt = 0; cnt <= numBands; cnt++)
 443             band_flags[cnt] = get_bits1(gb);
 444
 445         coded_values_per_component = get_bits(gb,3);
 446
 447         quant_step_index = get_bits(gb,3);
 448         if (quant_step_index <= 1)
 449             return -1;
 450
 451         if (coding_mode_selector == 3)
 452             coding_mode = get_bits1(gb);
 453
 454         for (j = 0; j < (numBands + 1) * 4; j++) {
 455             if (band_flags[j >> 2] == 0)
 456                 continue;
 457
 458             coded_components = get_bits(gb,3);
 459
 460             for (k=0; k<coded_components; k++) {
 461                 sfIndx = get_bits(gb,6);
 462                 pComponent[component_count].pos = j * 64 + (get_bits(gb,6));
 463                 max_coded_values = 1024 - pComponent[component_count].pos;
 464                 coded_values = coded_values_per_component + 1;
 465                 coded_values = FFMIN(max_coded_values,coded_values);
 466
 467                 scalefactor = SFTable[sfIndx] * iMaxQuant[quant_step_index];
 468
 469                 readQuantSpectralCoeffs(gb, quant_step_index, coding_mode, mantissa, coded_values);
 470
 471                 pComponent[component_count].numCoefs = coded_values;
 472
 473                 /* inverse quant */
 474                 pCoef = pComponent[k].coef;
 475                 for (cnt = 0; cnt < coded_values; cnt++)
 476                     pCoef[cnt] = mantissa[cnt] * scalefactor;
 477
 478                 component_count++;
 479             }
 480         }
 481     }
 482
 483     *numComponents = component_count;
 484
 485     return 0;
 486 }
 487
 488 /**
 489  * Decode gain parameters for the coded bands
 490  *
 491  * @param gb            the GetBit context
 492  * @param pGb           the gainblock for the current band
 493  * @param numBands      amount of coded bands
 494  */
 495
 496 static int decodeGainControl (GetBitContext *gb, gain_block *pGb, int numBands)
 497 {
 498     int   i, cf, numData;
 499     int   *pLevel, *pLoc;
 500
 501     gain_info   *pGain = pGb->gBlock;
 502
 503     for (i=0 ; i<=numBands; i++)
 504     {
 505         numData = get_bits(gb,3);
 506         pGain[i].num_gain_data = numData;
 507         pLevel = pGain[i].levcode;
 508         pLoc = pGain[i].loccode;
 509
 510         for (cf = 0; cf < numData; cf++){
 511             pLevel[cf]= get_bits(gb,4);
 512             pLoc  [cf]= get_bits(gb,5);
 513             if(cf && pLoc[cf] <= pLoc[cf-1])
 514                 return -1;
 515         }
 516     }
 517
 518     /* Clear the unused blocks. */
 519     for (; i<4 ; i++)
 520         pGain[i].num_gain_data = 0;
 521
 522     return 0;
 523 }
 524
 525 /**
 526  * Apply gain parameters and perform the MDCT overlapping part
 527  *
 528  * @param pIn           input float buffer
 529  * @param pPrev         previous float buffer to perform overlap against
 530  * @param pOut          output float buffer
 531  * @param pGain1        current band gain info
 532  * @param pGain2        next band gain info
 533  */
 534
 535 static void gainCompensateAndOverlap (float *pIn, float *pPrev, float *pOut, gain_info *pGain1, gain_info *pGain2)
 536 {
 537     /* gain compensation function */
 538     float  gain1, gain2, gain_inc;
 539     int   cnt, numdata, nsample, startLoc, endLoc;
 540
 541
 542     if (pGain2->num_gain_data == 0)
 543         gain1 = 1.0;
 544     else
 545         gain1 = gain_tab1[pGain2->levcode[0]];
 546
 547     if (pGain1->num_gain_data == 0) {
 548         for (cnt = 0; cnt < 256; cnt++)
 549             pOut[cnt] = pIn[cnt] * gain1 + pPrev[cnt];
 550     } else {
 551         numdata = pGain1->num_gain_data;
 552         pGain1->loccode[numdata] = 32;
 553         pGain1->levcode[numdata] = 4;
 554
 555         nsample = 0; // current sample = 0
 556
 557         for (cnt = 0; cnt < numdata; cnt++) {
 558             startLoc = pGain1->loccode[cnt] * 8;
 559             endLoc = startLoc + 8;
 560
 561             gain2 = gain_tab1[pGain1->levcode[cnt]];
 562             gain_inc = gain_tab2[(pGain1->levcode[cnt+1] - pGain1->levcode[cnt])+15];
 563
 564             /* interpolate */
 565             for (; nsample < startLoc; nsample++)
 566                 pOut[nsample] = (pIn[nsample] * gain1 + pPrev[nsample]) * gain2;
 567
 568             /* interpolation is done over eight samples */
 569             for (; nsample < endLoc; nsample++) {
 570                 pOut[nsample] = (pIn[nsample] * gain1 + pPrev[nsample]) * gain2;
 571                 gain2 *= gain_inc;
 572             }
 573         }
 574
 575         for (; nsample < 256; nsample++)
 576             pOut[nsample] = (pIn[nsample] * gain1) + pPrev[nsample];
 577     }
 578
 579     /* Delay for the overlapping part. */
 580     memcpy(pPrev, &pIn[256], 256*sizeof(float));
 581 }
 582
 583 /**
 584  * Combine the tonal band spectrum and regular band spectrum
 585  *
 586  * @param pSpectrum     output spectrum buffer
 587  * @param numComponents amount of tonal components
 588  * @param pComponent    tonal components for this band
 589  */
 590
 591 static void addTonalComponents (float *pSpectrum, int numComponents, tonal_component *pComponent)
 592 {
 593     int   cnt, i;
 594     float   *pIn, *pOut;
 595
 596     for (cnt = 0; cnt < numComponents; cnt++){
 597         pIn = pComponent[cnt].coef;
 598         pOut = &(pSpectrum[pComponent[cnt].pos]);
 599
 600         for (i=0 ; i<pComponent[cnt].numCoefs ; i++)
 601             pOut[i] += pIn[i];
 602     }
 603 }
 604
 605
 606 #define INTERPOLATE(old,new,nsample) ((old) + (nsample)*0.125*((new)-(old)))
 607
 608 static void reverseMatrixing(float *su1, float *su2, int *pPrevCode, int *pCurrCode)
 609 {
 610     int    i, band, nsample, s1, s2;
 611     float    c1, c2;
 612     float    mc1_l, mc1_r, mc2_l, mc2_r;
 613
 614     for (i=0,band = 0; band < 4*256; band+=256,i++) {
 615         s1 = pPrevCode[i];
 616         s2 = pCurrCode[i];
 617         nsample = 0;
 618
 619         if (s1 != s2) {
 620             /* Selector value changed, interpolation needed. */
 621             mc1_l = matrixCoeffs[s1*2];
 622             mc1_r = matrixCoeffs[s1*2+1];
 623             mc2_l = matrixCoeffs[s2*2];
 624             mc2_r = matrixCoeffs[s2*2+1];
 625
 626             /* Interpolation is done over the first eight samples. */
 627             for(; nsample < 8; nsample++) {
 628                 c1 = su1[band+nsample];
 629                 c2 = su2[band+nsample];
 630                 c2 = c1 * INTERPOLATE(mc1_l,mc2_l,nsample) + c2 * INTERPOLATE(mc1_r,mc2_r,nsample);
 631                 su1[band+nsample] = c2;
 632                 su2[band+nsample] = c1 * 2.0 - c2;
 633             }
 634         }
 635
 636         /* Apply the matrix without interpolation. */
 637         switch (s2) {
 638             case 0:     /* M/S decoding */
 639                 for (; nsample < 256; nsample++) {
 640                     c1 = su1[band+nsample];
 641                     c2 = su2[band+nsample];
 642                     su1[band+nsample] = c2 * 2.0;
 643                     su2[band+nsample] = (c1 - c2) * 2.0;
 644                 }
 645                 break;
 646
 647             case 1:
 648                 for (; nsample < 256; nsample++) {
 649                     c1 = su1[band+nsample];
 650                     c2 = su2[band+nsample];
 651                     su1[band+nsample] = (c1 + c2) * 2.0;
 652                     su2[band+nsample] = c2 * -2.0;
 653                 }
 654                 break;
 655             case 2:
 656             case 3:
 657                 for (; nsample < 256; nsample++) {
 658                     c1 = su1[band+nsample];
 659                     c2 = su2[band+nsample];
 660                     su1[band+nsample] = c1 + c2;
 661                     su2[band+nsample] = c1 - c2;
 662                 }
 663                 break;
 664             default:
 665                 assert(0);
 666         }
 667     }
 668 }
 669
 670 static void getChannelWeights (int indx, int flag, float ch[2]){
 671
 672     if (indx == 7) {
 673         ch[0] = 1.0;
 674         ch[1] = 1.0;
 675     } else {
 676         ch[0] = (float)(indx & 7) / 7.0;
 677         ch[1] = sqrt(2 - ch[0]*ch[0]);
 678         if(flag)
 679             FFSWAP(float, ch[0], ch[1]);
 680     }
 681 }
 682
 683 static void channelWeighting (float *su1, float *su2, int *p3)
 684 {
 685     int   band, nsample;
 686     /* w[x][y] y=0 is left y=1 is right */
 687     float w[2][2];
 688
 689     if (p3[1] != 7 || p3[3] != 7){
 690         getChannelWeights(p3[1], p3[0], w[0]);
 691         getChannelWeights(p3[3], p3[2], w[1]);
 692
 693         for(band = 1; band < 4; band++) {
 694             /* scale the channels by the weights */
 695             for(nsample = 0; nsample < 8; nsample++) {
 696                 su1[band*256+nsample] *= INTERPOLATE(w[0][0], w[0][1], nsample);
 697                 su2[band*256+nsample] *= INTERPOLATE(w[1][0], w[1][1], nsample);
 698             }
 699
 700             for(; nsample < 256; nsample++) {
 701                 su1[band*256+nsample] *= w[1][0];
 702                 su2[band*256+nsample] *= w[1][1];
 703             }
 704         }
 705     }
 706 }
 707
 708
 709 /**
 710  * Decode a Sound Unit
 711  *
 712  * @param gb            the GetBit context
 713  * @param pSnd          the channel unit to be used
 714  * @param pOut          the decoded samples before IQMF in float representation
 715  * @param channelNum    channel number
 716  * @param codingMode    the coding mode (JOINT_STEREO or regular stereo/mono)
 717  */
 718
 719
 720 static int decodeChannelSoundUnit (ATRAC3Context *q, GetBitContext *gb, channel_unit *pSnd, float *pOut, int channelNum, int codingMode)
 721 {
 722     int   band, result=0, numSubbands, numBands;
 723
 724     if (codingMode == JOINT_STEREO && channelNum == 1) {
 725         if (get_bits(gb,2) != 3) {
 726             av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"JS mono Sound Unit id != 3.\n");
 727             return -1;
 728         }
 729     } else {
 730         if (get_bits(gb,6) != 0x28) {
 731             av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"Sound Unit id != 0x28.\n");
 732             return -1;
 733         }
 734     }
 735
 736     /* number of coded QMF bands */
 737     pSnd->bandsCoded = get_bits(gb,2);
 738
 739     result = decodeGainControl (gb, &(pSnd->gainBlock[pSnd->gcBlkSwitch]), pSnd->bandsCoded);
 740     if (result) return result;
 741
 742     result = decodeTonalComponents (gb, &pSnd->numComponents, pSnd->components, pSnd->bandsCoded);
 743     if (result) return result;
 744
 745     numSubbands = decodeSpectrum (gb, pSnd->spectrum);
 746
 747     /* Merge the decoded spectrum and tonal components. */
 748     addTonalComponents (pSnd->spectrum, pSnd->numComponents, pSnd->components);
 749
 750
 751     /* Convert number of subbands into number of MLT/QMF bands */
 752     numBands = (subbandTab[numSubbands] - 1) >> 8;
 753
 754
 755     /* Reconstruct time domain samples. */
 756     for (band=0; band<4; band++) {
 757         /* Perform the IMDCT step without overlapping. */
 758         if (band <= numBands) {
 759             IMLT(&(pSnd->spectrum[band*256]), pSnd->IMDCT_buf, band&1,q->mdct_tmp);
 760         } else
 761             memset(pSnd->IMDCT_buf, 0, 512 * sizeof(float));
 762
 763         /* gain compensation and overlapping */
 764         gainCompensateAndOverlap (pSnd->IMDCT_buf, &(pSnd->prevFrame[band*256]), &(pOut[band*256]),
 765                                     &((pSnd->gainBlock[1 - (pSnd->gcBlkSwitch)]).gBlock[band]),
 766                                     &((pSnd->gainBlock[pSnd->gcBlkSwitch]).gBlock[band]));
 767     }
 768
 769     /* Swap the gain control buffers for the next frame. */
 770     pSnd->gcBlkSwitch ^= 1;
 771
 772     return 0;
 773 }
 774
 775 /**
 776  * Frame handling
 777  *
 778  * @param q             Atrac3 private context
 779  * @param databuf       the input data
 780  */
 781
 782 static int decodeFrame(ATRAC3Context *q, uint8_t* databuf)
 783 {
 784     int   result, i;
 785     float   *p1, *p2, *p3, *p4;
 786     uint8_t    *ptr1, *ptr2;
 787
 788     if (q->codingMode == JOINT_STEREO) {
 789
 790         /* channel coupling mode */
 791         /* decode Sound Unit 1 */
 792         init_get_bits(&q->gb,databuf,q->bits_per_frame);
 793
 794         result = decodeChannelSoundUnit(q,&q->gb, q->pUnits, q->outSamples, 0, JOINT_STEREO);
 795         if (result != 0)
 796             return (result);
 797
 798         /* Framedata of the su2 in the joint-stereo mode is encoded in
 799          * reverse byte order so we need to swap it first. */
 800         ptr1 = databuf;
 801         ptr2 = databuf+q->bytes_per_frame-1;
 802         for (i = 0; i < (q->bytes_per_frame/2); i++, ptr1++, ptr2--) {
 803             FFSWAP(uint8_t,*ptr1,*ptr2);
 804         }
 805
 806         /* Skip the sync codes (0xF8). */
 807         ptr1 = databuf;
 808         for (i = 4; *ptr1 == 0xF8; i++, ptr1++) {
 809             if (i >= q->bytes_per_frame)
 810                 return -1;
 811         }
 812
 813
 814         /* set the bitstream reader at the start of the second Sound Unit*/
 815         init_get_bits(&q->gb,ptr1,q->bits_per_frame);
 816
 817         /* Fill the Weighting coeffs delay buffer */
 818         memmove(q->weighting_delay,&(q->weighting_delay[2]),4*sizeof(int));
 819         q->weighting_delay[4] = get_bits(&q->gb,1);
 820         q->weighting_delay[5] = get_bits(&q->gb,3);
 821
 822         for (i = 0; i < 4; i++) {
 823             q->matrix_coeff_index_prev[i] = q->matrix_coeff_index_now[i];
 824             q->matrix_coeff_index_now[i] = q->matrix_coeff_index_next[i];
 825             q->matrix_coeff_index_next[i] = get_bits(&q->gb,2);
 826         }
 827
 828         /* Decode Sound Unit 2. */
 829         result = decodeChannelSoundUnit(q,&q->gb, &q->pUnits[1], &q->outSamples[1024], 1, JOINT_STEREO);
 830         if (result != 0)
 831             return (result);
 832
 833         /* Reconstruct the channel coefficients. */
 834         reverseMatrixing(q->outSamples, &q->outSamples[1024], q->matrix_coeff_index_prev, q->matrix_coeff_index_now);
 835
 836         channelWeighting(q->outSamples, &q->outSamples[1024], q->weighting_delay);
 837
 838     } else {
 839         /* normal stereo mode or mono */
 840         /* Decode the channel sound units. */
 841         for (i=0 ; i<q->channels ; i++) {
 842
 843             /* Set the bitstream reader at the start of a channel sound unit. */
 844             init_get_bits(&q->gb, databuf+((i*q->bytes_per_frame)/q->channels), (q->bits_per_frame)/q->channels);
 845
 846             result = decodeChannelSoundUnit(q,&q->gb, &q->pUnits[i], &q->outSamples[i*1024], i, q->codingMode);
 847             if (result != 0)
 848                 return (result);
 849         }
 850     }
 851
 852     /* Apply the iQMF synthesis filter. */
 853     p1= q->outSamples;
 854     for (i=0 ; i<q->channels ; i++) {
 855         p2= p1+256;
 856         p3= p2+256;
 857         p4= p3+256;
 858         iqmf (p1, p2, 256, p1, q->pUnits[i].delayBuf1, q->tempBuf);
 859         iqmf (p4, p3, 256, p3, q->pUnits[i].delayBuf2, q->tempBuf);
 860         iqmf (p1, p3, 512, p1, q->pUnits[i].delayBuf3, q->tempBuf);
 861         p1 +=1024;
 862     }
 863
 864     return 0;
 865 }
 866
 867
 868 /**
 869  * Atrac frame decoding
 870  *
 871  * @param avctx     pointer to the AVCodecContext
 872  */
 873
 874 static int atrac3_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 875             void *data, int *data_size,
 876             uint8_t *buf, int buf_size) {
 877     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
 878     int result = 0, i;
 879     uint8_t* databuf;
 880     int16_t* samples = data;
 881
 882     if (buf_size < avctx->block_align)
 883         return buf_size;
 884
 885     /* Check if we need to descramble and what buffer to pass on. */
 886     if (q->scrambled_stream) {
 887         decode_bytes(buf, q->decoded_bytes_buffer, avctx->block_align);
 888         databuf = q->decoded_bytes_buffer;
 889     } else {
 890         databuf = buf;
 891     }
 892
 893     result = decodeFrame(q, databuf);
 894
 895     if (result != 0) {
 896         av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"Frame decoding error!\n");
 897         return -1;
 898     }
 899
 900     if (q->channels == 1) {
 901         /* mono */
 902         for (i = 0; i<1024; i++)
 903             samples[i] = av_clip(round(q->outSamples[i]), -32768, 32767);
 904         *data_size = 1024 * sizeof(int16_t);
 905     } else {
 906         /* stereo */
 907         for (i = 0; i < 1024; i++) {
 908             samples[i*2] = av_clip(round(q->outSamples[i]), -32768, 32767);
 909             samples[i*2+1] = av_clip(round(q->outSamples[1024+i]), -32768, 32767);
 910         }
 911         *data_size = 2048 * sizeof(int16_t);
 912     }
 913
 914     return avctx->block_align;
 915 }
 916
 917
 918 /**
 919  * Atrac3 initialization
 920  *
 921  * @param avctx     pointer to the AVCodecContext
 922  */
 923
 924 static int atrac3_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 925 {
 926     int i;
 927     uint8_t *edata_ptr = avctx->extradata;
 928     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
 929
 930     /* Take data from the AVCodecContext (RM container). */
 931     q->sample_rate = avctx->sample_rate;
 932     q->channels = avctx->channels;
 933     q->bit_rate = avctx->bit_rate;
 934     q->bits_per_frame = avctx->block_align * 8;
 935     q->bytes_per_frame = avctx->block_align;
 936
 937     /* Take care of the codec-specific extradata. */
 938     if (avctx->extradata_size == 14) {
 939         /* Parse the extradata, WAV format */
 940         av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"[0-1] %d\n",bytestream_get_le16(&edata_ptr));  //Unknown value always 1
 941         q->samples_per_channel = bytestream_get_le32(&edata_ptr);
 942         q->codingMode = bytestream_get_le16(&edata_ptr);
 943         av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"[8-9] %d\n",bytestream_get_le16(&edata_ptr));  //Dupe of coding mode
 944         q->frame_factor = bytestream_get_le16(&edata_ptr);  //Unknown always 1
 945         av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"[12-13] %d\n",bytestream_get_le16(&edata_ptr));  //Unknown always 0
 946
 947         /* setup */
 948         q->samples_per_frame = 1024 * q->channels;
 949         q->atrac3version = 4;
 950         q->delay = 0x88E;
 951         if (q->codingMode)
 952             q->codingMode = JOINT_STEREO;
 953         else
 954             q->codingMode = STEREO;
 955
 956         q->scrambled_stream = 0;
 957
 958         if ((q->bytes_per_frame == 96*q->channels*q->frame_factor) || (q->bytes_per_frame == 152*q->channels*q->frame_factor) || (q->bytes_per_frame == 192*q->channels*q->frame_factor)) {
 959         } else {
 960             av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Unknown frame/channel/frame_factor configuration %d/%d/%d\n", q->bytes_per_frame, q->channels, q->frame_factor);
 961             return -1;
 962         }
 963
 964     } else if (avctx->extradata_size == 10) {
 965         /* Parse the extradata, RM format. */
 966         q->atrac3version = bytestream_get_be32(&edata_ptr);
 967         q->samples_per_frame = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
 968         q->delay = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
 969         q->codingMode = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
 970
 971         q->samples_per_channel = q->samples_per_frame / q->channels;
 972         q->scrambled_stream = 1;
 973
 974     } else {
 975         av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"Unknown extradata size %d.\n",avctx->extradata_size);
 976     }
 977     /* Check the extradata. */
 978
 979     if (q->atrac3version != 4) {
 980         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Version %d != 4.\n",q->atrac3version);
 981         return -1;
 982     }
 983
 984     if (q->samples_per_frame != 1024 && q->samples_per_frame != 2048) {
 985         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Unknown amount of samples per frame %d.\n",q->samples_per_frame);
 986         return -1;
 987     }
 988
 989     if (q->delay != 0x88E) {
 990         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Unknown amount of delay %x != 0x88E.\n",q->delay);
 991         return -1;
 992     }
 993
 994     if (q->codingMode == STEREO) {
 995         av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"Normal stereo detected.\n");
 996     } else if (q->codingMode == JOINT_STEREO) {
 997         av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"Joint stereo detected.\n");
 998     } else {
 999         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Unknown channel coding mode %x!\n",q->codingMode);
1000         return -1;
1001     }
1002
1003     if (avctx->channels <= 0 || avctx->channels > 2 /*|| ((avctx->channels * 1024) != q->samples_per_frame)*/) {
1004         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Channel configuration error!\n");
1005         return -1;
1006     }
1007
1008
1009     if(avctx->block_align >= UINT_MAX/2)
1010         return -1;
1011
1012     /* Pad the data buffer with FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE,
1013      * this is for the bitstream reader. */
1014     if ((q->decoded_bytes_buffer = av_mallocz((avctx->block_align+(4-avctx->block_align%4) + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE)))  == NULL)
1015         return -1;
1016
1017
1018     /* Initialize the VLC tables. */
1019     for (i=0 ; i<7 ; i++) {
1020         init_vlc (&spectral_coeff_tab[i], 9, huff_tab_sizes[i],
1021             huff_bits[i], 1, 1,
1022             huff_codes[i], 1, 1, INIT_VLC_USE_STATIC);
1023     }
1024
1025     init_atrac3_transforms(q);
1026
1027     /* Generate the scale factors. */
1028     for (i=0 ; i<64 ; i++)
1029         SFTable[i] = pow(2.0, (i - 15) / 3.0);
1030
1031     /* Generate gain tables. */
1032     for (i=0 ; i<16 ; i++)
1033         gain_tab1[i] = powf (2.0, (4 - i));
1034
1035     for (i=-15 ; i<16 ; i++)
1036         gain_tab2[i+15] = powf (2.0, i * -0.125);
1037
1038     /* init the joint-stereo decoding data */
1039     q->weighting_delay[0] = 0;
1040     q->weighting_delay[1] = 7;
1041     q->weighting_delay[2] = 0;
1042     q->weighting_delay[3] = 7;
1043     q->weighting_delay[4] = 0;
1044     q->weighting_delay[5] = 7;
1045
1046     for (i=0; i<4; i++) {
1047         q->matrix_coeff_index_prev[i] = 3;
1048         q->matrix_coeff_index_now[i] = 3;
1049         q->matrix_coeff_index_next[i] = 3;
1050     }
1051
1052     dsputil_init(&dsp, avctx);
1053
1054     q->pUnits = av_mallocz(sizeof(channel_unit)*q->channels);
1055
1056     return 0;
1057 }
1058
1059
1060 AVCodec atrac3_decoder =
1061 {
1062     .name = "atrac 3",
1063     .type = CODEC_TYPE_AUDIO,
1064     .id = CODEC_ID_ATRAC3,
1065     .priv_data_size = sizeof(ATRAC3Context),
1066     .init = atrac3_decode_init,
1067     .close = atrac3_decode_close,
1068     .decode = atrac3_decode_frame,
1069 };