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/float_dsp.h"
  40 #include "libavutil/libm.h"
  41 #include "avcodec.h"
  42 #include "bytestream.h"
  43 #include "fft.h"
  44 #include "fmtconvert.h"
  45 #include "get_bits.h"
  46 #include "internal.h"
  47
  48 #include "atrac.h"
  49 #include "atrac3data.h"
  50
  51 #define JOINT_STEREO    0x12
  52 #define STEREO          0x2
  53
  54 #define SAMPLES_PER_FRAME 1024
  55 #define MDCT_SIZE          512
  56
  57 typedef struct GainInfo {
  58     int num_gain_data;
  59     int lev_code[8];
  60     int loc_code[8];
  61 } GainInfo;
  62
  63 typedef struct GainBlock {
  64     GainInfo g_block[4];
  65 } GainBlock;
  66
  67 typedef struct TonalComponent {
  68     int pos;
  69     int num_coefs;
  70     float coef[8];
  71 } TonalComponent;
  72
  73 typedef struct ChannelUnit {
  74     int            bands_coded;
  75     int            num_components;
  76     float          prev_frame[SAMPLES_PER_FRAME];
  77     int            gc_blk_switch;
  78     TonalComponent components[64];
  79     GainBlock      gain_block[2];
  80
  81     DECLARE_ALIGNED(32, float, spectrum)[SAMPLES_PER_FRAME];
  82     DECLARE_ALIGNED(32, float, imdct_buf)[SAMPLES_PER_FRAME];
  83
  84     float          delay_buf1[46]; ///<qmf delay buffers
  85     float          delay_buf2[46];
  86     float          delay_buf3[46];
  87 } ChannelUnit;
  88
  89 typedef struct ATRAC3Context {
  90     AVFrame frame;
  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     c   = av_be2ne32((0x537F6103 >> (off * 8)) | (0x537F6103 << (32 - (off * 8))));
 169     bytes += 3 + off;
 170     for (i = 0; i < bytes / 4; i++)
 171         output[i] = c ^ buf[i];
 172
 173     if (off)
 174         av_log_ask_for_sample(NULL, "Offset of %d not handled.\n", off);
 175
 176     return off;
 177 }
 178
 179 static av_cold void init_atrac3_window(void)
 180 {
 181     int i, j;
 182
 183     /* generate the mdct window, for details see
 184      * http://wiki.multimedia.cx/index.php?title=RealAudio_atrc#Windows */
 185     for (i = 0, j = 255; i < 128; i++, j--) {
 186         float wi = sin(((i + 0.5) / 256.0 - 0.5) * M_PI) + 1.0;
 187         float wj = sin(((j + 0.5) / 256.0 - 0.5) * M_PI) + 1.0;
 188         float w  = 0.5 * (wi * wi + wj * wj);
 189         mdct_window[i] = mdct_window[511 - i] = wi / w;
 190         mdct_window[j] = mdct_window[511 - j] = wj / w;
 191     }
 192 }
 193
 194 static av_cold int atrac3_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 195 {
 196     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
 197
 198     av_free(q->units);
 199     av_free(q->decoded_bytes_buffer);
 200
 201     ff_mdct_end(&q->mdct_ctx);
 202
 203     return 0;
 204 }
 205
 206 /**
 207  * Mantissa decoding
 208  *
 209  * @param selector     which table the output values are coded with
 210  * @param coding_flag  constant length coding or variable length coding
 211  * @param mantissas    mantissa output table
 212  * @param num_codes    number of values to get
 213  */
 214 static void read_quant_spectral_coeffs(GetBitContext *gb, int selector,
 215                                        int coding_flag, int *mantissas,
 216                                        int num_codes)
 217 {
 218     int i, code, huff_symb;
 219
 220     if (selector == 1)
 221         num_codes /= 2;
 222
 223     if (coding_flag != 0) {
 224         /* constant length coding (CLC) */
 225         int num_bits = clc_length_tab[selector];
 226
 227         if (selector > 1) {
 228             for (i = 0; i < num_codes; i++) {
 229                 if (num_bits)
 230                     code = get_sbits(gb, num_bits);
 231                 else
 232                     code = 0;
 233                 mantissas[i] = code;
 234             }
 235         } else {
 236             for (i = 0; i < num_codes; i++) {
 237                 if (num_bits)
 238                     code = get_bits(gb, num_bits); // num_bits is always 4 in this case
 239                 else
 240                     code = 0;
 241                 mantissas[i * 2    ] = mantissa_clc_tab[code >> 2];
 242                 mantissas[i * 2 + 1] = mantissa_clc_tab[code &  3];
 243             }
 244         }
 245     } else {
 246         /* variable length coding (VLC) */
 247         if (selector != 1) {
 248             for (i = 0; i < num_codes; i++) {
 249                 huff_symb = get_vlc2(gb, spectral_coeff_tab[selector-1].table,
 250                                      spectral_coeff_tab[selector-1].bits, 3);
 251                 huff_symb += 1;
 252                 code = huff_symb >> 1;
 253                 if (huff_symb & 1)
 254                     code = -code;
 255                 mantissas[i] = code;
 256             }
 257         } else {
 258             for (i = 0; i < num_codes; i++) {
 259                 huff_symb = get_vlc2(gb, spectral_coeff_tab[selector - 1].table,
 260                                      spectral_coeff_tab[selector - 1].bits, 3);
 261                 mantissas[i * 2    ] = mantissa_vlc_tab[huff_symb * 2    ];
 262                 mantissas[i * 2 + 1] = mantissa_vlc_tab[huff_symb * 2 + 1];
 263             }
 264         }
 265     }
 266 }
 267
 268 /**
 269  * Restore the quantized band spectrum coefficients
 270  *
 271  * @return subband count, fix for broken specification/files
 272  */
 273 static int decode_spectrum(GetBitContext *gb, float *output)
 274 {
 275     int num_subbands, coding_mode, i, j, first, last, subband_size;
 276     int subband_vlc_index[32], sf_index[32];
 277     int mantissas[128];
 278     float scale_factor;
 279
 280     num_subbands = get_bits(gb, 5);  // number of coded subbands
 281     coding_mode  = get_bits1(gb);    // coding Mode: 0 - VLC/ 1-CLC
 282
 283     /* get the VLC selector table for the subbands, 0 means not coded */
 284     for (i = 0; i <= num_subbands; i++)
 285         subband_vlc_index[i] = get_bits(gb, 3);
 286
 287     /* read the scale factor indexes from the stream */
 288     for (i = 0; i <= num_subbands; i++) {
 289         if (subband_vlc_index[i] != 0)
 290             sf_index[i] = get_bits(gb, 6);
 291     }
 292
 293     for (i = 0; i <= num_subbands; i++) {
 294         first = subband_tab[i    ];
 295         last  = subband_tab[i + 1];
 296
 297         subband_size = last - first;
 298
 299         if (subband_vlc_index[i] != 0) {
 300             /* decode spectral coefficients for this subband */
 301             /* TODO: This can be done faster is several blocks share the
 302              * same VLC selector (subband_vlc_index) */
 303             read_quant_spectral_coeffs(gb, subband_vlc_index[i], coding_mode,
 304                                        mantissas, subband_size);
 305
 306             /* decode the scale factor for this subband */
 307             scale_factor = ff_atrac_sf_table[sf_index[i]] *
 308                            inv_max_quant[subband_vlc_index[i]];
 309
 310             /* inverse quantize the coefficients */
 311             for (j = 0; first < last; first++, j++)
 312                 output[first] = mantissas[j] * scale_factor;
 313         } else {
 314             /* this subband was not coded, so zero the entire subband */
 315             memset(output + first, 0, subband_size * sizeof(*output));
 316         }
 317     }
 318
 319     /* clear the subbands that were not coded */
 320     first = subband_tab[i];
 321     memset(output + first, 0, (SAMPLES_PER_FRAME - first) * sizeof(*output));
 322     return num_subbands;
 323 }
 324
 325 /**
 326  * Restore the quantized tonal components
 327  *
 328  * @param components tonal components
 329  * @param num_bands  number of coded bands
 330  */
 331 static int decode_tonal_components(GetBitContext *gb,
 332                                    TonalComponent *components, int num_bands)
 333 {
 334     int i, b, c, m;
 335     int nb_components, coding_mode_selector, coding_mode;
 336     int band_flags[4], mantissa[8];
 337     int component_count = 0;
 338
 339     nb_components = get_bits(gb, 5);
 340
 341     /* no tonal components */
 342     if (nb_components == 0)
 343         return 0;
 344
 345     coding_mode_selector = get_bits(gb, 2);
 346     if (coding_mode_selector == 2)
 347         return AVERROR_INVALIDDATA;
 348
 349     coding_mode = coding_mode_selector & 1;
 350
 351     for (i = 0; i < nb_components; i++) {
 352         int coded_values_per_component, quant_step_index;
 353
 354         for (b = 0; b <= num_bands; b++)
 355             band_flags[b] = get_bits1(gb);
 356
 357         coded_values_per_component = get_bits(gb, 3);
 358
 359         quant_step_index = get_bits(gb, 3);
 360         if (quant_step_index <= 1)
 361             return AVERROR_INVALIDDATA;
 362
 363         if (coding_mode_selector == 3)
 364             coding_mode = get_bits1(gb);
 365
 366         for (b = 0; b < (num_bands + 1) * 4; b++) {
 367             int coded_components;
 368
 369             if (band_flags[b >> 2] == 0)
 370                 continue;
 371
 372             coded_components = get_bits(gb, 3);
 373
 374             for (c = 0; c < coded_components; c++) {
 375                 TonalComponent *cmp = &components[component_count];
 376                 int sf_index, coded_values, max_coded_values;
 377                 float scale_factor;
 378
 379                 sf_index = get_bits(gb, 6);
 380                 if (component_count >= 64)
 381                     return AVERROR_INVALIDDATA;
 382
 383                 cmp->pos = b * 64 + get_bits(gb, 6);
 384
 385                 max_coded_values = SAMPLES_PER_FRAME - cmp->pos;
 386                 coded_values     = coded_values_per_component + 1;
 387                 coded_values     = FFMIN(max_coded_values, coded_values);
 388
 389                 scale_factor = ff_atrac_sf_table[sf_index] *
 390                                inv_max_quant[quant_step_index];
 391
 392                 read_quant_spectral_coeffs(gb, quant_step_index, coding_mode,
 393                                            mantissa, coded_values);
 394
 395                 cmp->num_coefs = coded_values;
 396
 397                 /* inverse quant */
 398                 for (m = 0; m < coded_values; m++)
 399                     cmp->coef[m] = mantissa[m] * scale_factor;
 400
 401                 component_count++;
 402             }
 403         }
 404     }
 405
 406     return component_count;
 407 }
 408
 409 /**
 410  * Decode gain parameters for the coded bands
 411  *
 412  * @param block      the gainblock for the current band
 413  * @param num_bands  amount of coded bands
 414  */
 415 static int decode_gain_control(GetBitContext *gb, GainBlock *block,
 416                                int num_bands)
 417 {
 418     int i, cf, num_data;
 419     int *level, *loc;
 420
 421     GainInfo *gain = block->g_block;
 422
 423     for (i = 0; i <= num_bands; i++) {
 424         num_data              = get_bits(gb, 3);
 425         gain[i].num_gain_data = num_data;
 426         level                 = gain[i].lev_code;
 427         loc                   = gain[i].loc_code;
 428
 429         for (cf = 0; cf < gain[i].num_gain_data; cf++) {
 430             level[cf] = get_bits(gb, 4);
 431             loc  [cf] = get_bits(gb, 5);
 432             if (cf && loc[cf] <= loc[cf - 1])
 433                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 434         }
 435     }
 436
 437     /* Clear the unused blocks. */
 438     for (; i < 4 ; i++)
 439         gain[i].num_gain_data = 0;
 440
 441     return 0;
 442 }
 443
 444 /**
 445  * Apply gain parameters and perform the MDCT overlapping part
 446  *
 447  * @param input   input buffer
 448  * @param prev    previous buffer to perform overlap against
 449  * @param output  output buffer
 450  * @param gain1   current band gain info
 451  * @param gain2   next band gain info
 452  */
 453 static void gain_compensate_and_overlap(float *input, float *prev,
 454                                         float *output, GainInfo *gain1,
 455                                         GainInfo *gain2)
 456 {
 457     float g1, g2, gain_inc;
 458     int i, j, num_data, start_loc, end_loc;
 459
 460
 461     if (gain2->num_gain_data == 0)
 462         g1 = 1.0;
 463     else
 464         g1 = gain_tab1[gain2->lev_code[0]];
 465
 466     if (gain1->num_gain_data == 0) {
 467         for (i = 0; i < 256; i++)
 468             output[i] = input[i] * g1 + prev[i];
 469     } else {
 470         num_data = gain1->num_gain_data;
 471         gain1->loc_code[num_data] = 32;
 472         gain1->lev_code[num_data] = 4;
 473
 474         for (i = 0, j = 0; i < num_data; i++) {
 475             start_loc = gain1->loc_code[i] * 8;
 476             end_loc   = start_loc + 8;
 477
 478             g2       = gain_tab1[gain1->lev_code[i]];
 479             gain_inc = gain_tab2[gain1->lev_code[i + 1] -
 480                                  gain1->lev_code[i    ] + 15];
 481
 482             /* interpolate */
 483             for (; j < start_loc; j++)
 484                 output[j] = (input[j] * g1 + prev[j]) * g2;
 485
 486             /* interpolation is done over eight samples */
 487             for (; j < end_loc; j++) {
 488                 output[j] = (input[j] * g1 + prev[j]) * g2;
 489                 g2 *= gain_inc;
 490             }
 491         }
 492
 493         for (; j < 256; j++)
 494             output[j] = input[j] * g1 + prev[j];
 495     }
 496
 497     /* Delay for the overlapping part. */
 498     memcpy(prev, &input[256], 256 * sizeof(*prev));
 499 }
 500
 501 /**
 502  * Combine the tonal band spectrum and regular band spectrum
 503  *
 504  * @param spectrum        output spectrum buffer
 505  * @param num_components  number of tonal components
 506  * @param components      tonal components for this band
 507  * @return                position of the last tonal coefficient
 508  */
 509 static int add_tonal_components(float *spectrum, int num_components,
 510                                 TonalComponent *components)
 511 {
 512     int i, j, last_pos = -1;
 513     float *input, *output;
 514
 515     for (i = 0; i < num_components; i++) {
 516         last_pos = FFMAX(components[i].pos + components[i].num_coefs, last_pos);
 517         input    = components[i].coef;
 518         output   = &spectrum[components[i].pos];
 519
 520         for (j = 0; j < components[i].num_coefs; j++)
 521             output[i] += input[i];
 522     }
 523
 524     return last_pos;
 525 }
 526
 527 #define INTERPOLATE(old, new, nsample) \
 528     ((old) + (nsample) * 0.125 * ((new) - (old)))
 529
 530 static void reverse_matrixing(float *su1, float *su2, int *prev_code,
 531                               int *curr_code)
 532 {
 533     int i, nsample, band;
 534     float mc1_l, mc1_r, mc2_l, mc2_r;
 535
 536     for (i = 0, band = 0; band < 4 * 256; band += 256, i++) {
 537         int s1 = prev_code[i];
 538         int s2 = curr_code[i];
 539         nsample = band;
 540
 541         if (s1 != s2) {
 542             /* Selector value changed, interpolation needed. */
 543             mc1_l = matrix_coeffs[s1 * 2    ];
 544             mc1_r = matrix_coeffs[s1 * 2 + 1];
 545             mc2_l = matrix_coeffs[s2 * 2    ];
 546             mc2_r = matrix_coeffs[s2 * 2 + 1];
 547
 548             /* Interpolation is done over the first eight samples. */
 549             for (; nsample < band + 8; nsample++) {
 550                 float c1 = su1[nsample];
 551                 float c2 = su2[nsample];
 552                 c2 = c1 * INTERPOLATE(mc1_l, mc2_l, nsample - band) +
 553                      c2 * INTERPOLATE(mc1_r, mc2_r, nsample - band);
 554                 su1[nsample] = c2;
 555                 su2[nsample] = c1 * 2.0 - c2;
 556             }
 557         }
 558
 559         /* Apply the matrix without interpolation. */
 560         switch (s2) {
 561         case 0:     /* M/S decoding */
 562             for (; nsample < band + 256; nsample++) {
 563                 float c1 = su1[nsample];
 564                 float c2 = su2[nsample];
 565                 su1[nsample] =  c2       * 2.0;
 566                 su2[nsample] = (c1 - c2) * 2.0;
 567             }
 568             break;
 569         case 1:
 570             for (; nsample < band + 256; nsample++) {
 571                 float c1 = su1[nsample];
 572                 float c2 = su2[nsample];
 573                 su1[nsample] = (c1 + c2) *  2.0;
 574                 su2[nsample] =  c2       * -2.0;
 575             }
 576             break;
 577         case 2:
 578         case 3:
 579             for (; nsample < band + 256; nsample++) {
 580                 float c1 = su1[nsample];
 581                 float c2 = su2[nsample];
 582                 su1[nsample] = c1 + c2;
 583                 su2[nsample] = c1 - c2;
 584             }
 585             break;
 586         default:
 587             av_assert1(0);
 588         }
 589     }
 590 }
 591
 592 static void get_channel_weights(int index, int flag, float ch[2])
 593 {
 594     if (index == 7) {
 595         ch[0] = 1.0;
 596         ch[1] = 1.0;
 597     } else {
 598         ch[0] = (index & 7) / 7.0;
 599         ch[1] = sqrt(2 - ch[0] * ch[0]);
 600         if (flag)
 601             FFSWAP(float, ch[0], ch[1]);
 602     }
 603 }
 604
 605 static void channel_weighting(float *su1, float *su2, int *p3)
 606 {
 607     int band, nsample;
 608     /* w[x][y] y=0 is left y=1 is right */
 609     float w[2][2];
 610
 611     if (p3[1] != 7 || p3[3] != 7) {
 612         get_channel_weights(p3[1], p3[0], w[0]);
 613         get_channel_weights(p3[3], p3[2], w[1]);
 614
 615         for (band = 256; band < 4 * 256; band += 256) {
 616             for (nsample = band; nsample < band + 8; nsample++) {
 617                 su1[nsample] *= INTERPOLATE(w[0][0], w[0][1], nsample - band);
 618                 su2[nsample] *= INTERPOLATE(w[1][0], w[1][1], nsample - band);
 619             }
 620             for(; nsample < band + 256; nsample++) {
 621                 su1[nsample] *= w[1][0];
 622                 su2[nsample] *= w[1][1];
 623             }
 624         }
 625     }
 626 }
 627
 628 /**
 629  * Decode a Sound Unit
 630  *
 631  * @param snd           the channel unit to be used
 632  * @param output        the decoded samples before IQMF in float representation
 633  * @param channel_num   channel number
 634  * @param coding_mode   the coding mode (JOINT_STEREO or regular stereo/mono)
 635  */
 636 static int decode_channel_sound_unit(ATRAC3Context *q, GetBitContext *gb,
 637                                      ChannelUnit *snd, float *output,
 638                                      int channel_num, int coding_mode)
 639 {
 640     int band, ret, num_subbands, last_tonal, num_bands;
 641     GainBlock *gain1 = &snd->gain_block[    snd->gc_blk_switch];
 642     GainBlock *gain2 = &snd->gain_block[1 - snd->gc_blk_switch];
 643
 644     if (coding_mode == JOINT_STEREO && channel_num == 1) {
 645         if (get_bits(gb, 2) != 3) {
 646             av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"JS mono Sound Unit id != 3.\n");
 647             return AVERROR_INVALIDDATA;
 648         }
 649     } else {
 650         if (get_bits(gb, 6) != 0x28) {
 651             av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"Sound Unit id != 0x28.\n");
 652             return AVERROR_INVALIDDATA;
 653         }
 654     }
 655
 656     /* number of coded QMF bands */
 657     snd->bands_coded = get_bits(gb, 2);
 658
 659     ret = decode_gain_control(gb, gain2, snd->bands_coded);
 660     if (ret)
 661         return ret;
 662
 663     snd->num_components = decode_tonal_components(gb, snd->components,
 664                                                   snd->bands_coded);
 665     if (snd->num_components == -1)
 666         return -1;
 667
 668     num_subbands = decode_spectrum(gb, snd->spectrum);
 669
 670     /* Merge the decoded spectrum and tonal components. */
 671     last_tonal = add_tonal_components(snd->spectrum, snd->num_components,
 672                                       snd->components);
 673
 674
 675     /* calculate number of used MLT/QMF bands according to the amount of coded
 676        spectral lines */
 677     num_bands = (subband_tab[num_subbands] - 1) >> 8;
 678     if (last_tonal >= 0)
 679         num_bands = FFMAX((last_tonal + 256) >> 8, num_bands);
 680
 681
 682     /* Reconstruct time domain samples. */
 683     for (band = 0; band < 4; band++) {
 684         /* Perform the IMDCT step without overlapping. */
 685         if (band <= num_bands)
 686             imlt(q, &snd->spectrum[band * 256], snd->imdct_buf, band & 1);
 687         else
 688             memset(snd->imdct_buf, 0, 512 * sizeof(*snd->imdct_buf));
 689
 690         /* gain compensation and overlapping */
 691         gain_compensate_and_overlap(snd->imdct_buf,
 692                                     &snd->prev_frame[band * 256],
 693                                     &output[band * 256],
 694                                     &gain1->g_block[band],
 695                                     &gain2->g_block[band]);
 696     }
 697
 698     /* Swap the gain control buffers for the next frame. */
 699     snd->gc_blk_switch ^= 1;
 700
 701     return 0;
 702 }
 703
 704 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx, const uint8_t *databuf,
 705                         float **out_samples)
 706 {
 707     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
 708     int ret, i;
 709     uint8_t *ptr1;
 710
 711     if (q->coding_mode == JOINT_STEREO) {
 712         /* channel coupling mode */
 713         /* decode Sound Unit 1 */
 714         init_get_bits(&q->gb, databuf, avctx->block_align * 8);
 715
 716         ret = decode_channel_sound_unit(q, &q->gb, q->units, out_samples[0], 0,
 717                                         JOINT_STEREO);
 718         if (ret != 0)
 719             return ret;
 720
 721         /* Framedata of the su2 in the joint-stereo mode is encoded in
 722          * reverse byte order so we need to swap it first. */
 723         if (databuf == q->decoded_bytes_buffer) {
 724             uint8_t *ptr2 = q->decoded_bytes_buffer + avctx->block_align - 1;
 725             ptr1          = q->decoded_bytes_buffer;
 726             for (i = 0; i < avctx->block_align / 2; i++, ptr1++, ptr2--)
 727                 FFSWAP(uint8_t, *ptr1, *ptr2);
 728         } else {
 729             const uint8_t *ptr2 = databuf + avctx->block_align - 1;
 730             for (i = 0; i < avctx->block_align; i++)
 731                 q->decoded_bytes_buffer[i] = *ptr2--;
 732         }
 733
 734         /* Skip the sync codes (0xF8). */
 735         ptr1 = q->decoded_bytes_buffer;
 736         for (i = 4; *ptr1 == 0xF8; i++, ptr1++) {
 737             if (i >= avctx->block_align)
 738                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 739         }
 740
 741
 742         /* set the bitstream reader at the start of the second Sound Unit*/
 743         init_get_bits(&q->gb, ptr1, avctx->block_align * 8);
 744
 745         /* Fill the Weighting coeffs delay buffer */
 746         memmove(q->weighting_delay, &q->weighting_delay[2],
 747                 4 * sizeof(*q->weighting_delay));
 748         q->weighting_delay[4] = get_bits1(&q->gb);
 749         q->weighting_delay[5] = get_bits(&q->gb, 3);
 750
 751         for (i = 0; i < 4; i++) {
 752             q->matrix_coeff_index_prev[i] = q->matrix_coeff_index_now[i];
 753             q->matrix_coeff_index_now[i]  = q->matrix_coeff_index_next[i];
 754             q->matrix_coeff_index_next[i] = get_bits(&q->gb, 2);
 755         }
 756
 757         /* Decode Sound Unit 2. */
 758         ret = decode_channel_sound_unit(q, &q->gb, &q->units[1],
 759                                         out_samples[1], 1, JOINT_STEREO);
 760         if (ret != 0)
 761             return ret;
 762
 763         /* Reconstruct the channel coefficients. */
 764         reverse_matrixing(out_samples[0], out_samples[1],
 765                           q->matrix_coeff_index_prev,
 766                           q->matrix_coeff_index_now);
 767
 768         channel_weighting(out_samples[0], out_samples[1], q->weighting_delay);
 769     } else {
 770         /* normal stereo mode or mono */
 771         /* Decode the channel sound units. */
 772         for (i = 0; i < avctx->channels; i++) {
 773             /* Set the bitstream reader at the start of a channel sound unit. */
 774             init_get_bits(&q->gb,
 775                           databuf + i * avctx->block_align / avctx->channels,
 776                           avctx->block_align * 8 / avctx->channels);
 777
 778             ret = decode_channel_sound_unit(q, &q->gb, &q->units[i],
 779                                             out_samples[i], i, q->coding_mode);
 780             if (ret != 0)
 781                 return ret;
 782         }
 783     }
 784
 785     /* Apply the iQMF synthesis filter. */
 786     for (i = 0; i < avctx->channels; i++) {
 787         float *p1 = out_samples[i];
 788         float *p2 = p1 + 256;
 789         float *p3 = p2 + 256;
 790         float *p4 = p3 + 256;
 791         ff_atrac_iqmf(p1, p2, 256, p1, q->units[i].delay_buf1, q->temp_buf);
 792         ff_atrac_iqmf(p4, p3, 256, p3, q->units[i].delay_buf2, q->temp_buf);
 793         ff_atrac_iqmf(p1, p3, 512, p1, q->units[i].delay_buf3, q->temp_buf);
 794     }
 795
 796     return 0;
 797 }
 798
 799 static int atrac3_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 800                                int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
 801 {
 802     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 803     int buf_size = avpkt->size;
 804     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
 805     int ret;
 806     const uint8_t *databuf;
 807
 808     if (buf_size < avctx->block_align) {
 809         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 810                "Frame too small (%d bytes). Truncated file?\n", buf_size);
 811         return AVERROR_INVALIDDATA;
 812     }
 813
 814     /* get output buffer */
 815     q->frame.nb_samples = SAMPLES_PER_FRAME;
 816     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, &q->frame)) < 0) {
 817         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
 818         return ret;
 819     }
 820
 821     /* Check if we need to descramble and what buffer to pass on. */
 822     if (q->scrambled_stream) {
 823         decode_bytes(buf, q->decoded_bytes_buffer, avctx->block_align);
 824         databuf = q->decoded_bytes_buffer;
 825     } else {
 826         databuf = buf;
 827     }
 828
 829     ret = decode_frame(avctx, databuf, (float **)q->frame.extended_data);
 830     if (ret) {
 831         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Frame decoding error!\n");
 832         return ret;
 833     }
 834
 835     *got_frame_ptr   = 1;
 836     *(AVFrame *)data = q->frame;
 837
 838     return avctx->block_align;
 839 }
 840
 841 static void atrac3_init_static_data(void)
 842 {
 843     int i;
 844
 845     init_atrac3_window();
 846     ff_atrac_generate_tables();
 847
 848     /* Initialize the VLC tables. */
 849     for (i = 0; i < 7; i++) {
 850         spectral_coeff_tab[i].table = &atrac3_vlc_table[atrac3_vlc_offs[i]];
 851         spectral_coeff_tab[i].table_allocated = atrac3_vlc_offs[i + 1] -
 852                                                 atrac3_vlc_offs[i    ];
 853         init_vlc(&spectral_coeff_tab[i], 9, huff_tab_sizes[i],
 854                  huff_bits[i],  1, 1,
 855                  huff_codes[i], 1, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC);
 856     }
 857
 858     /* Generate gain tables */
 859     for (i = 0; i < 16; i++)
 860         gain_tab1[i] = exp2f (4 - i);
 861
 862     for (i = -15; i < 16; i++)
 863         gain_tab2[i + 15] = exp2f (i * -0.125);
 864 }
 865
 866 static av_cold int atrac3_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 867 {
 868     static int static_init_done;
 869     int i, ret;
 870     int version, delay, samples_per_frame, frame_factor;
 871     const uint8_t *edata_ptr = avctx->extradata;
 872     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
 873
 874     if (avctx->channels <= 0 || avctx->channels > 2) {
 875         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Channel configuration error!\n");
 876         return AVERROR(EINVAL);
 877     }
 878
 879     if (!static_init_done)
 880         atrac3_init_static_data();
 881     static_init_done = 1;
 882
 883     /* Take care of the codec-specific extradata. */
 884     if (avctx->extradata_size == 14) {
 885         /* Parse the extradata, WAV format */
 886         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "[0-1] %d\n",
 887                bytestream_get_le16(&edata_ptr));  // Unknown value always 1
 888         edata_ptr += 4;                             // samples per channel
 889         q->coding_mode = bytestream_get_le16(&edata_ptr);
 890         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG,"[8-9] %d\n",
 891                bytestream_get_le16(&edata_ptr));  //Dupe of coding mode
 892         frame_factor = bytestream_get_le16(&edata_ptr);  // Unknown always 1
 893         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG,"[12-13] %d\n",
 894                bytestream_get_le16(&edata_ptr));  // Unknown always 0
 895
 896         /* setup */
 897         samples_per_frame    = SAMPLES_PER_FRAME * avctx->channels;
 898         version              = 4;
 899         delay                = 0x88E;
 900         q->coding_mode       = q->coding_mode ? JOINT_STEREO : STEREO;
 901         q->scrambled_stream  = 0;
 902
 903         if (avctx->block_align !=  96 * avctx->channels * frame_factor &&
 904             avctx->block_align != 152 * avctx->channels * frame_factor &&
 905             avctx->block_align != 192 * avctx->channels * frame_factor) {
 906             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown frame/channel/frame_factor "
 907                    "configuration %d/%d/%d\n", avctx->block_align,
 908                    avctx->channels, frame_factor);
 909             return AVERROR_INVALIDDATA;
 910         }
 911     } else if (avctx->extradata_size == 10) {
 912         /* Parse the extradata, RM format. */
 913         version                = bytestream_get_be32(&edata_ptr);
 914         samples_per_frame      = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
 915         delay                  = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
 916         q->coding_mode         = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
 917         q->scrambled_stream    = 1;
 918
 919     } else {
 920         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Unknown extradata size %d.\n",
 921                avctx->extradata_size);
 922         return AVERROR(EINVAL);
 923     }
 924
 925     if (q->coding_mode == JOINT_STEREO && avctx->channels < 2) {
 926         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid coding mode\n");
 927         return AVERROR_INVALIDDATA;
 928     }
 929
 930     /* Check the extradata */
 931
 932     if (version != 4) {
 933         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Version %d != 4.\n", version);
 934         return AVERROR_INVALIDDATA;
 935     }
 936
 937     if (samples_per_frame != SAMPLES_PER_FRAME &&
 938         samples_per_frame != SAMPLES_PER_FRAME * 2) {
 939         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown amount of samples per frame %d.\n",
 940                samples_per_frame);
 941         return AVERROR_INVALIDDATA;
 942     }
 943
 944     if (delay != 0x88E) {
 945         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown amount of delay %x != 0x88E.\n",
 946                delay);
 947         return AVERROR_INVALIDDATA;
 948     }
 949
 950     if (q->coding_mode == STEREO)
 951         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Normal stereo detected.\n");
 952     else if (q->coding_mode == JOINT_STEREO)
 953         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Joint stereo detected.\n");
 954     else {
 955         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown channel coding mode %x!\n",
 956                q->coding_mode);
 957         return AVERROR_INVALIDDATA;
 958     }
 959
 960     if (avctx->block_align >= UINT_MAX / 2)
 961         return AVERROR(EINVAL);
 962
 963     q->decoded_bytes_buffer = av_mallocz(FFALIGN(avctx->block_align, 4) +
 964                                          FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 965     if (q->decoded_bytes_buffer == NULL)
 966         return AVERROR(ENOMEM);
 967
 968     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLTP;
 969
 970     /* initialize the MDCT transform */
 971     if ((ret = ff_mdct_init(&q->mdct_ctx, 9, 1, 1.0 / 32768)) < 0) {
 972         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error initializing MDCT\n");
 973         av_freep(&q->decoded_bytes_buffer);
 974         return ret;
 975     }
 976
 977     /* init the joint-stereo decoding data */
 978     q->weighting_delay[0] = 0;
 979     q->weighting_delay[1] = 7;
 980     q->weighting_delay[2] = 0;
 981     q->weighting_delay[3] = 7;
 982     q->weighting_delay[4] = 0;
 983     q->weighting_delay[5] = 7;
 984
 985     for (i = 0; i < 4; i++) {
 986         q->matrix_coeff_index_prev[i] = 3;
 987         q->matrix_coeff_index_now[i]  = 3;
 988         q->matrix_coeff_index_next[i] = 3;
 989     }
 990
 991     avpriv_float_dsp_init(&q->fdsp, avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT);
 992     ff_fmt_convert_init(&q->fmt_conv, avctx);
 993
 994     q->units = av_mallocz(sizeof(*q->units) * avctx->channels);
 995     if (!q->units) {
 996         atrac3_decode_close(avctx);
 997         return AVERROR(ENOMEM);
 998     }
 999
1000     avcodec_get_frame_defaults(&q->frame);
1001     avctx->coded_frame = &q->frame;
1002
1003     return 0;
1004 }
1005
1006 AVCodec ff_atrac3_decoder = {
1007     .name             = "atrac3",
1008     .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1009     .id               = AV_CODEC_ID_ATRAC3,
1010     .priv_data_size   = sizeof(ATRAC3Context),
1011     .init             = atrac3_decode_init,
1012     .close            = atrac3_decode_close,
1013     .decode           = atrac3_decode_frame,
1014     .capabilities     = CODEC_CAP_SUBFRAMES | CODEC_CAP_DR1,
1015     .long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Atrac 3 (Adaptive TRansform Acoustic Coding 3)"),
1016     .sample_fmts      = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
1017                                                         AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1018 };