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