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 "get_bits.h"
  43 #include "bytestream.h"
  44 #include "fft.h"
  45 #include "fmtconvert.h"
  46
  47 #include "atrac.h"
  48 #include "atrac3data.h"
  49
  50 #define JOINT_STEREO    0x12
  51 #define STEREO          0x2
  52
  53 #define SAMPLES_PER_FRAME 1024
  54 #define MDCT_SIZE          512
  55
  56 /* These structures are needed to store the parsed gain control data. */
  57 typedef struct {
  58     int   num_gain_data;
  59     int   levcode[8];
  60     int   loccode[8];
  61 } gain_info;
  62
  63 typedef struct {
  64     gain_info   gBlock[4];
  65 } gain_block;
  66
  67 typedef struct {
  68     int     pos;
  69     int     numCoefs;
  70     float   coef[8];
  71 } tonal_component;
  72
  73 typedef struct {
  74     int               bandsCoded;
  75     int               numComponents;
  76     tonal_component   components[64];
  77     float             prevFrame[SAMPLES_PER_FRAME];
  78     int               gcBlkSwitch;
  79     gain_block        gainBlock[2];
  80
  81     DECLARE_ALIGNED(32, float, spectrum)[SAMPLES_PER_FRAME];
  82     DECLARE_ALIGNED(32, float, IMDCT_buf)[SAMPLES_PER_FRAME];
  83
  84     float             delayBuf1[46]; ///<qmf delay buffers
  85     float             delayBuf2[46];
  86     float             delayBuf3[46];
  87 } channel_unit;
  88
  89 typedef struct {
  90     AVFrame             frame;
  91     GetBitContext       gb;
  92     //@{
  93     /** stream data */
  94     int                 channels;
  95     int                 codingMode;
  96     int                 bit_rate;
  97     int                 sample_rate;
  98     int                 samples_per_channel;
  99     int                 samples_per_frame;
 100
 101     int                 bits_per_frame;
 102     int                 bytes_per_frame;
 103     int                 pBs;
 104     channel_unit*       pUnits;
 105     //@}
 106     //@{
 107     /** joint-stereo related variables */
 108     int                 matrix_coeff_index_prev[4];
 109     int                 matrix_coeff_index_now[4];
 110     int                 matrix_coeff_index_next[4];
 111     int                 weighting_delay[6];
 112     //@}
 113     //@{
 114     /** data buffers */
 115     float              *outSamples[2];
 116     uint8_t*            decoded_bytes_buffer;
 117     float               tempBuf[1070];
 118     //@}
 119     //@{
 120     /** extradata */
 121     int                 atrac3version;
 122     int                 delay;
 123     int                 scrambled_stream;
 124     int                 frame_factor;
 125     //@}
 126
 127     FFTContext          mdct_ctx;
 128     FmtConvertContext   fmt_conv;
 129     AVFloatDSPContext   fdsp;
 130 } ATRAC3Context;
 131
 132 static DECLARE_ALIGNED(32, float, mdct_window)[MDCT_SIZE];
 133 static VLC              spectral_coeff_tab[7];
 134 static float            gain_tab1[16];
 135 static float            gain_tab2[31];
 136
 137
 138 /**
 139  * Regular 512 points IMDCT without overlapping, with the exception of the swapping of odd bands
 140  * caused by the reverse spectra of the QMF.
 141  *
 142  * @param pInput    float input
 143  * @param pOutput   float output
 144  * @param odd_band  1 if the band is an odd band
 145  */
 146
 147 static void IMLT(ATRAC3Context *q, float *pInput, float *pOutput, int odd_band)
 148 {
 149     int     i;
 150
 151     if (odd_band) {
 152         /**
 153         * Reverse the odd bands before IMDCT, this is an effect of the QMF transform
 154         * or it gives better compression to do it this way.
 155         * FIXME: It should be possible to handle this in imdct_calc
 156         * for that to happen a modification of the prerotation step of
 157         * all SIMD code and C code is needed.
 158         * Or fix the functions before so they generate a pre reversed spectrum.
 159         */
 160
 161         for (i=0; i<128; i++)
 162             FFSWAP(float, pInput[i], pInput[255-i]);
 163     }
 164
 165     q->mdct_ctx.imdct_calc(&q->mdct_ctx,pOutput,pInput);
 166
 167     /* Perform windowing on the output. */
 168     q->fdsp.vector_fmul(pOutput, pOutput, mdct_window, MDCT_SIZE);
 169
 170 }
 171
 172
 173 /**
 174  * Atrac 3 indata descrambling, only used for data coming from the rm container
 175  *
 176  * @param inbuffer  pointer to 8 bit array of indata
 177  * @param out       pointer to 8 bit array of outdata
 178  * @param bytes     amount of bytes
 179  */
 180
 181 static int decode_bytes(const uint8_t* inbuffer, uint8_t* out, int bytes){
 182     int i, off;
 183     uint32_t c;
 184     const uint32_t* buf;
 185     uint32_t* obuf = (uint32_t*) out;
 186
 187     off = (intptr_t)inbuffer & 3;
 188     buf = (const uint32_t*) (inbuffer - off);
 189     c = av_be2ne32((0x537F6103 >> (off*8)) | (0x537F6103 << (32-(off*8))));
 190     bytes += 3 + off;
 191     for (i = 0; i < bytes/4; i++)
 192         obuf[i] = c ^ buf[i];
 193
 194     if (off)
 195         av_log_ask_for_sample(NULL, "Offset of %d not handled.\n", off);
 196
 197     return off;
 198 }
 199
 200
 201 static av_cold int init_atrac3_transforms(ATRAC3Context *q, int is_float) {
 202     float enc_window[256];
 203     int i;
 204
 205     /* Generate the mdct window, for details see
 206      * http://wiki.multimedia.cx/index.php?title=RealAudio_atrc#Windows */
 207     for (i=0 ; i<256; i++)
 208         enc_window[i] = (sin(((i + 0.5) / 256.0 - 0.5) * M_PI) + 1.0) * 0.5;
 209
 210     if (!mdct_window[0])
 211         for (i=0 ; i<256; i++) {
 212             mdct_window[i] = enc_window[i]/(enc_window[i]*enc_window[i] + enc_window[255-i]*enc_window[255-i]);
 213             mdct_window[511-i] = mdct_window[i];
 214         }
 215
 216     /* Initialize the MDCT transform. */
 217     return ff_mdct_init(&q->mdct_ctx, 9, 1, is_float ? 1.0 / 32768 : 1.0);
 218 }
 219
 220 /**
 221  * Atrac3 uninit, free all allocated memory
 222  */
 223
 224 static av_cold int atrac3_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 225 {
 226     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
 227
 228     av_free(q->pUnits);
 229     av_free(q->decoded_bytes_buffer);
 230     av_freep(&q->outSamples[0]);
 231
 232     ff_mdct_end(&q->mdct_ctx);
 233
 234     return 0;
 235 }
 236
 237 /**
 238 / * Mantissa decoding
 239  *
 240  * @param gb            the GetBit context
 241  * @param selector      what table is the output values coded with
 242  * @param codingFlag    constant length coding or variable length coding
 243  * @param mantissas     mantissa output table
 244  * @param numCodes      amount of values to get
 245  */
 246
 247 static void readQuantSpectralCoeffs (GetBitContext *gb, int selector, int codingFlag, int* mantissas, int numCodes)
 248 {
 249     int   numBits, cnt, code, huffSymb;
 250
 251     if (selector == 1)
 252         numCodes /= 2;
 253
 254     if (codingFlag != 0) {
 255         /* constant length coding (CLC) */
 256         numBits = CLCLengthTab[selector];
 257
 258         if (selector > 1) {
 259             for (cnt = 0; cnt < numCodes; cnt++) {
 260                 if (numBits)
 261                     code = get_sbits(gb, numBits);
 262                 else
 263                     code = 0;
 264                 mantissas[cnt] = code;
 265             }
 266         } else {
 267             for (cnt = 0; cnt < numCodes; cnt++) {
 268                 if (numBits)
 269                     code = get_bits(gb, numBits); //numBits is always 4 in this case
 270                 else
 271                     code = 0;
 272                 mantissas[cnt*2] = seTab_0[code >> 2];
 273                 mantissas[cnt*2+1] = seTab_0[code & 3];
 274             }
 275         }
 276     } else {
 277         /* variable length coding (VLC) */
 278         if (selector != 1) {
 279             for (cnt = 0; cnt < numCodes; cnt++) {
 280                 huffSymb = get_vlc2(gb, spectral_coeff_tab[selector-1].table, spectral_coeff_tab[selector-1].bits, 3);
 281                 huffSymb += 1;
 282                 code = huffSymb >> 1;
 283                 if (huffSymb & 1)
 284                     code = -code;
 285                 mantissas[cnt] = code;
 286             }
 287         } else {
 288             for (cnt = 0; cnt < numCodes; cnt++) {
 289                 huffSymb = get_vlc2(gb, spectral_coeff_tab[selector-1].table, spectral_coeff_tab[selector-1].bits, 3);
 290                 mantissas[cnt*2] = decTable1[huffSymb*2];
 291                 mantissas[cnt*2+1] = decTable1[huffSymb*2+1];
 292             }
 293         }
 294     }
 295 }
 296
 297 /**
 298  * Restore the quantized band spectrum coefficients
 299  *
 300  * @param gb            the GetBit context
 301  * @param pOut          decoded band spectrum
 302  * @return outSubbands   subband counter, fix for broken specification/files
 303  */
 304
 305 static int decodeSpectrum (GetBitContext *gb, float *pOut)
 306 {
 307     int   numSubbands, codingMode, cnt, first, last, subbWidth, *pIn;
 308     int   subband_vlc_index[32], SF_idxs[32];
 309     int   mantissas[128];
 310     float SF;
 311
 312     numSubbands = get_bits(gb, 5); // number of coded subbands
 313     codingMode = get_bits1(gb); // coding Mode: 0 - VLC/ 1-CLC
 314
 315     /* Get the VLC selector table for the subbands, 0 means not coded. */
 316     for (cnt = 0; cnt <= numSubbands; cnt++)
 317         subband_vlc_index[cnt] = get_bits(gb, 3);
 318
 319     /* Read the scale factor indexes from the stream. */
 320     for (cnt = 0; cnt <= numSubbands; cnt++) {
 321         if (subband_vlc_index[cnt] != 0)
 322             SF_idxs[cnt] = get_bits(gb, 6);
 323     }
 324
 325     for (cnt = 0; cnt <= numSubbands; cnt++) {
 326         first = subbandTab[cnt];
 327         last = subbandTab[cnt+1];
 328
 329         subbWidth = last - first;
 330
 331         if (subband_vlc_index[cnt] != 0) {
 332             /* Decode spectral coefficients for this subband. */
 333             /* TODO: This can be done faster is several blocks share the
 334              * same VLC selector (subband_vlc_index) */
 335             readQuantSpectralCoeffs (gb, subband_vlc_index[cnt], codingMode, mantissas, subbWidth);
 336
 337             /* Decode the scale factor for this subband. */
 338             SF = ff_atrac_sf_table[SF_idxs[cnt]] * iMaxQuant[subband_vlc_index[cnt]];
 339
 340             /* Inverse quantize the coefficients. */
 341             for (pIn=mantissas ; first<last; first++, pIn++)
 342                 pOut[first] = *pIn * SF;
 343         } else {
 344             /* This subband was not coded, so zero the entire subband. */
 345             memset(pOut+first, 0, subbWidth*sizeof(float));
 346         }
 347     }
 348
 349     /* Clear the subbands that were not coded. */
 350     first = subbandTab[cnt];
 351     memset(pOut+first, 0, (SAMPLES_PER_FRAME - first) * sizeof(float));
 352     return numSubbands;
 353 }
 354
 355 /**
 356  * Restore the quantized tonal components
 357  *
 358  * @param gb            the GetBit context
 359  * @param pComponent    tone component
 360  * @param numBands      amount of coded bands
 361  */
 362
 363 static int decodeTonalComponents (GetBitContext *gb, tonal_component *pComponent, int numBands)
 364 {
 365     int i,j,k,cnt;
 366     int   components, coding_mode_selector, coding_mode, coded_values_per_component;
 367     int   sfIndx, coded_values, max_coded_values, quant_step_index, coded_components;
 368     int   band_flags[4], mantissa[8];
 369     float  *pCoef;
 370     float  scalefactor;
 371     int   component_count = 0;
 372
 373     components = get_bits(gb,5);
 374
 375     /* no tonal components */
 376     if (components == 0)
 377         return 0;
 378
 379     coding_mode_selector = get_bits(gb,2);
 380     if (coding_mode_selector == 2)
 381         return AVERROR_INVALIDDATA;
 382
 383     coding_mode = coding_mode_selector & 1;
 384
 385     for (i = 0; i < components; i++) {
 386         for (cnt = 0; cnt <= numBands; cnt++)
 387             band_flags[cnt] = get_bits1(gb);
 388
 389         coded_values_per_component = get_bits(gb,3);
 390
 391         quant_step_index = get_bits(gb,3);
 392         if (quant_step_index <= 1)
 393             return AVERROR_INVALIDDATA;
 394
 395         if (coding_mode_selector == 3)
 396             coding_mode = get_bits1(gb);
 397
 398         for (j = 0; j < (numBands + 1) * 4; j++) {
 399             if (band_flags[j >> 2] == 0)
 400                 continue;
 401
 402             coded_components = get_bits(gb,3);
 403
 404             for (k=0; k<coded_components; k++) {
 405                 sfIndx = get_bits(gb,6);
 406                 if (component_count >= 64)
 407                     return AVERROR_INVALIDDATA;
 408                 pComponent[component_count].pos = j * 64 + (get_bits(gb,6));
 409                 max_coded_values = SAMPLES_PER_FRAME - pComponent[component_count].pos;
 410                 coded_values = coded_values_per_component + 1;
 411                 coded_values = FFMIN(max_coded_values,coded_values);
 412
 413                 scalefactor = ff_atrac_sf_table[sfIndx] * iMaxQuant[quant_step_index];
 414
 415                 readQuantSpectralCoeffs(gb, quant_step_index, coding_mode, mantissa, coded_values);
 416
 417                 pComponent[component_count].numCoefs = coded_values;
 418
 419                 /* inverse quant */
 420                 pCoef = pComponent[component_count].coef;
 421                 for (cnt = 0; cnt < coded_values; cnt++)
 422                     pCoef[cnt] = mantissa[cnt] * scalefactor;
 423
 424                 component_count++;
 425             }
 426         }
 427     }
 428
 429     return component_count;
 430 }
 431
 432 /**
 433  * Decode gain parameters for the coded bands
 434  *
 435  * @param gb            the GetBit context
 436  * @param pGb           the gainblock for the current band
 437  * @param numBands      amount of coded bands
 438  */
 439
 440 static int decodeGainControl (GetBitContext *gb, gain_block *pGb, int numBands)
 441 {
 442     int   i, cf, numData;
 443     int   *pLevel, *pLoc;
 444
 445     gain_info   *pGain = pGb->gBlock;
 446
 447     for (i=0 ; i<=numBands; i++)
 448     {
 449         numData = get_bits(gb,3);
 450         pGain[i].num_gain_data = numData;
 451         pLevel = pGain[i].levcode;
 452         pLoc = pGain[i].loccode;
 453
 454         for (cf = 0; cf < numData; cf++){
 455             pLevel[cf]= get_bits(gb,4);
 456             pLoc  [cf]= get_bits(gb,5);
 457             if(cf && pLoc[cf] <= pLoc[cf-1])
 458                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 459         }
 460     }
 461
 462     /* Clear the unused blocks. */
 463     for (; i<4 ; i++)
 464         pGain[i].num_gain_data = 0;
 465
 466     return 0;
 467 }
 468
 469 /**
 470  * Apply gain parameters and perform the MDCT overlapping part
 471  *
 472  * @param pIn           input float buffer
 473  * @param pPrev         previous float buffer to perform overlap against
 474  * @param pOut          output float buffer
 475  * @param pGain1        current band gain info
 476  * @param pGain2        next band gain info
 477  */
 478
 479 static void gainCompensateAndOverlap (float *pIn, float *pPrev, float *pOut, gain_info *pGain1, gain_info *pGain2)
 480 {
 481     /* gain compensation function */
 482     float  gain1, gain2, gain_inc;
 483     int   cnt, numdata, nsample, startLoc, endLoc;
 484
 485
 486     if (pGain2->num_gain_data == 0)
 487         gain1 = 1.0;
 488     else
 489         gain1 = gain_tab1[pGain2->levcode[0]];
 490
 491     if (pGain1->num_gain_data == 0) {
 492         for (cnt = 0; cnt < 256; cnt++)
 493             pOut[cnt] = pIn[cnt] * gain1 + pPrev[cnt];
 494     } else {
 495         numdata = pGain1->num_gain_data;
 496         pGain1->loccode[numdata] = 32;
 497         pGain1->levcode[numdata] = 4;
 498
 499         nsample = 0; // current sample = 0
 500
 501         for (cnt = 0; cnt < numdata; cnt++) {
 502             startLoc = pGain1->loccode[cnt] * 8;
 503             endLoc = startLoc + 8;
 504
 505             gain2 = gain_tab1[pGain1->levcode[cnt]];
 506             gain_inc = gain_tab2[(pGain1->levcode[cnt+1] - pGain1->levcode[cnt])+15];
 507
 508             /* interpolate */
 509             for (; nsample < startLoc; nsample++)
 510                 pOut[nsample] = (pIn[nsample] * gain1 + pPrev[nsample]) * gain2;
 511
 512             /* interpolation is done over eight samples */
 513             for (; nsample < endLoc; nsample++) {
 514                 pOut[nsample] = (pIn[nsample] * gain1 + pPrev[nsample]) * gain2;
 515                 gain2 *= gain_inc;
 516             }
 517         }
 518
 519         for (; nsample < 256; nsample++)
 520             pOut[nsample] = (pIn[nsample] * gain1) + pPrev[nsample];
 521     }
 522
 523     /* Delay for the overlapping part. */
 524     memcpy(pPrev, &pIn[256], 256*sizeof(float));
 525 }
 526
 527 /**
 528  * Combine the tonal band spectrum and regular band spectrum
 529  * Return position of the last tonal coefficient
 530  *
 531  * @param pSpectrum     output spectrum buffer
 532  * @param numComponents amount of tonal components
 533  * @param pComponent    tonal components for this band
 534  */
 535
 536 static int addTonalComponents (float *pSpectrum, int numComponents, tonal_component *pComponent)
 537 {
 538     int   cnt, i, lastPos = -1;
 539     float   *pIn, *pOut;
 540
 541     for (cnt = 0; cnt < numComponents; cnt++){
 542         lastPos = FFMAX(pComponent[cnt].pos + pComponent[cnt].numCoefs, lastPos);
 543         pIn = pComponent[cnt].coef;
 544         pOut = &(pSpectrum[pComponent[cnt].pos]);
 545
 546         for (i=0 ; i<pComponent[cnt].numCoefs ; i++)
 547             pOut[i] += pIn[i];
 548     }
 549
 550     return lastPos;
 551 }
 552
 553
 554 #define INTERPOLATE(old,new,nsample) ((old) + (nsample)*0.125*((new)-(old)))
 555
 556 static void reverseMatrixing(float *su1, float *su2, int *pPrevCode, int *pCurrCode)
 557 {
 558     int    i, band, nsample, s1, s2;
 559     float    c1, c2;
 560     float    mc1_l, mc1_r, mc2_l, mc2_r;
 561
 562     for (i=0,band = 0; band < 4*256; band+=256,i++) {
 563         s1 = pPrevCode[i];
 564         s2 = pCurrCode[i];
 565         nsample = 0;
 566
 567         if (s1 != s2) {
 568             /* Selector value changed, interpolation needed. */
 569             mc1_l = matrixCoeffs[s1*2];
 570             mc1_r = matrixCoeffs[s1*2+1];
 571             mc2_l = matrixCoeffs[s2*2];
 572             mc2_r = matrixCoeffs[s2*2+1];
 573
 574             /* Interpolation is done over the first eight samples. */
 575             for(; nsample < 8; nsample++) {
 576                 c1 = su1[band+nsample];
 577                 c2 = su2[band+nsample];
 578                 c2 = c1 * INTERPOLATE(mc1_l,mc2_l,nsample) + c2 * INTERPOLATE(mc1_r,mc2_r,nsample);
 579                 su1[band+nsample] = c2;
 580                 su2[band+nsample] = c1 * 2.0 - c2;
 581             }
 582         }
 583
 584         /* Apply the matrix without interpolation. */
 585         switch (s2) {
 586             case 0:     /* M/S decoding */
 587                 for (; nsample < 256; nsample++) {
 588                     c1 = su1[band+nsample];
 589                     c2 = su2[band+nsample];
 590                     su1[band+nsample] = c2 * 2.0;
 591                     su2[band+nsample] = (c1 - c2) * 2.0;
 592                 }
 593                 break;
 594
 595             case 1:
 596                 for (; nsample < 256; nsample++) {
 597                     c1 = su1[band+nsample];
 598                     c2 = su2[band+nsample];
 599                     su1[band+nsample] = (c1 + c2) * 2.0;
 600                     su2[band+nsample] = c2 * -2.0;
 601                 }
 602                 break;
 603             case 2:
 604             case 3:
 605                 for (; nsample < 256; nsample++) {
 606                     c1 = su1[band+nsample];
 607                     c2 = su2[band+nsample];
 608                     su1[band+nsample] = c1 + c2;
 609                     su2[band+nsample] = c1 - c2;
 610                 }
 611                 break;
 612             default:
 613                 av_assert1(0);
 614         }
 615     }
 616 }
 617
 618 static void getChannelWeights (int indx, int flag, float ch[2]){
 619
 620     if (indx == 7) {
 621         ch[0] = 1.0;
 622         ch[1] = 1.0;
 623     } else {
 624         ch[0] = (float)(indx & 7) / 7.0;
 625         ch[1] = sqrt(2 - ch[0]*ch[0]);
 626         if(flag)
 627             FFSWAP(float, ch[0], ch[1]);
 628     }
 629 }
 630
 631 static void channelWeighting (float *su1, float *su2, int *p3)
 632 {
 633     int   band, nsample;
 634     /* w[x][y] y=0 is left y=1 is right */
 635     float w[2][2];
 636
 637     if (p3[1] != 7 || p3[3] != 7){
 638         getChannelWeights(p3[1], p3[0], w[0]);
 639         getChannelWeights(p3[3], p3[2], w[1]);
 640
 641         for(band = 1; band < 4; band++) {
 642             /* scale the channels by the weights */
 643             for(nsample = 0; nsample < 8; nsample++) {
 644                 su1[band*256+nsample] *= INTERPOLATE(w[0][0], w[0][1], nsample);
 645                 su2[band*256+nsample] *= INTERPOLATE(w[1][0], w[1][1], nsample);
 646             }
 647
 648             for(; nsample < 256; nsample++) {
 649                 su1[band*256+nsample] *= w[1][0];
 650                 su2[band*256+nsample] *= w[1][1];
 651             }
 652         }
 653     }
 654 }
 655
 656
 657 /**
 658  * Decode a Sound Unit
 659  *
 660  * @param gb            the GetBit context
 661  * @param pSnd          the channel unit to be used
 662  * @param pOut          the decoded samples before IQMF in float representation
 663  * @param channelNum    channel number
 664  * @param codingMode    the coding mode (JOINT_STEREO or regular stereo/mono)
 665  */
 666
 667
 668 static int decodeChannelSoundUnit (ATRAC3Context *q, GetBitContext *gb, channel_unit *pSnd, float *pOut, int channelNum, int codingMode)
 669 {
 670     int   band, result=0, numSubbands, lastTonal, numBands;
 671
 672     if (codingMode == JOINT_STEREO && channelNum == 1) {
 673         if (get_bits(gb,2) != 3) {
 674             av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"JS mono Sound Unit id != 3.\n");
 675             return AVERROR_INVALIDDATA;
 676         }
 677     } else {
 678         if (get_bits(gb,6) != 0x28) {
 679             av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"Sound Unit id != 0x28.\n");
 680             return AVERROR_INVALIDDATA;
 681         }
 682     }
 683
 684     /* number of coded QMF bands */
 685     pSnd->bandsCoded = get_bits(gb,2);
 686
 687     result = decodeGainControl (gb, &(pSnd->gainBlock[pSnd->gcBlkSwitch]), pSnd->bandsCoded);
 688     if (result) return result;
 689
 690     pSnd->numComponents = decodeTonalComponents (gb, pSnd->components, pSnd->bandsCoded);
 691     if (pSnd->numComponents == -1) return -1;
 692
 693     numSubbands = decodeSpectrum (gb, pSnd->spectrum);
 694
 695     /* Merge the decoded spectrum and tonal components. */
 696     lastTonal = addTonalComponents (pSnd->spectrum, pSnd->numComponents, pSnd->components);
 697
 698
 699     /* calculate number of used MLT/QMF bands according to the amount of coded spectral lines */
 700     numBands = (subbandTab[numSubbands] - 1) >> 8;
 701     if (lastTonal >= 0)
 702         numBands = FFMAX((lastTonal + 256) >> 8, numBands);
 703
 704
 705     /* Reconstruct time domain samples. */
 706     for (band=0; band<4; band++) {
 707         /* Perform the IMDCT step without overlapping. */
 708         if (band <= numBands) {
 709             IMLT(q, &(pSnd->spectrum[band*256]), pSnd->IMDCT_buf, band&1);
 710         } else
 711             memset(pSnd->IMDCT_buf, 0, 512 * sizeof(float));
 712
 713         /* gain compensation and overlapping */
 714         gainCompensateAndOverlap(pSnd->IMDCT_buf, &pSnd->prevFrame[band * 256],
 715                                  &pOut[band * 256],
 716                                  &pSnd->gainBlock[1 - pSnd->gcBlkSwitch].gBlock[band],
 717                                  &pSnd->gainBlock[    pSnd->gcBlkSwitch].gBlock[band]);
 718     }
 719
 720     /* Swap the gain control buffers for the next frame. */
 721     pSnd->gcBlkSwitch ^= 1;
 722
 723     return 0;
 724 }
 725
 726 /**
 727  * Frame handling
 728  *
 729  * @param q             Atrac3 private context
 730  * @param databuf       the input data
 731  */
 732
 733 static int decodeFrame(ATRAC3Context *q, const uint8_t* databuf,
 734                        float **out_samples)
 735 {
 736     int   result, i;
 737     float   *p1, *p2, *p3, *p4;
 738     uint8_t *ptr1;
 739
 740     if (q->codingMode == JOINT_STEREO) {
 741
 742         /* channel coupling mode */
 743         /* decode Sound Unit 1 */
 744         init_get_bits(&q->gb,databuf,q->bits_per_frame);
 745
 746         result = decodeChannelSoundUnit(q,&q->gb, q->pUnits, out_samples[0], 0, JOINT_STEREO);
 747         if (result != 0)
 748             return result;
 749
 750         /* Framedata of the su2 in the joint-stereo mode is encoded in
 751          * reverse byte order so we need to swap it first. */
 752         if (databuf == q->decoded_bytes_buffer) {
 753             uint8_t *ptr2 = q->decoded_bytes_buffer+q->bytes_per_frame-1;
 754             ptr1 = q->decoded_bytes_buffer;
 755             for (i = 0; i < (q->bytes_per_frame/2); i++, ptr1++, ptr2--) {
 756                 FFSWAP(uint8_t,*ptr1,*ptr2);
 757             }
 758         } else {
 759             const uint8_t *ptr2 = databuf+q->bytes_per_frame-1;
 760             for (i = 0; i < q->bytes_per_frame; i++)
 761                 q->decoded_bytes_buffer[i] = *ptr2--;
 762         }
 763
 764         /* Skip the sync codes (0xF8). */
 765         ptr1 = q->decoded_bytes_buffer;
 766         for (i = 4; *ptr1 == 0xF8; i++, ptr1++) {
 767             if (i >= q->bytes_per_frame)
 768                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 769         }
 770
 771
 772         /* set the bitstream reader at the start of the second Sound Unit*/
 773         init_get_bits(&q->gb,ptr1,q->bits_per_frame);
 774
 775         /* Fill the Weighting coeffs delay buffer */
 776         memmove(q->weighting_delay,&(q->weighting_delay[2]),4*sizeof(int));
 777         q->weighting_delay[4] = get_bits1(&q->gb);
 778         q->weighting_delay[5] = get_bits(&q->gb,3);
 779
 780         for (i = 0; i < 4; i++) {
 781             q->matrix_coeff_index_prev[i] = q->matrix_coeff_index_now[i];
 782             q->matrix_coeff_index_now[i] = q->matrix_coeff_index_next[i];
 783             q->matrix_coeff_index_next[i] = get_bits(&q->gb,2);
 784         }
 785
 786         /* Decode Sound Unit 2. */
 787         result = decodeChannelSoundUnit(q,&q->gb, &q->pUnits[1], out_samples[1], 1, JOINT_STEREO);
 788         if (result != 0)
 789             return result;
 790
 791         /* Reconstruct the channel coefficients. */
 792         reverseMatrixing(out_samples[0], out_samples[1], q->matrix_coeff_index_prev, q->matrix_coeff_index_now);
 793
 794         channelWeighting(out_samples[0], out_samples[1], q->weighting_delay);
 795
 796     } else {
 797         /* normal stereo mode or mono */
 798         /* Decode the channel sound units. */
 799         for (i=0 ; i<q->channels ; i++) {
 800
 801             /* Set the bitstream reader at the start of a channel sound unit. */
 802             init_get_bits(&q->gb,
 803                           databuf + i * q->bytes_per_frame / q->channels,
 804                           q->bits_per_frame / q->channels);
 805
 806             result = decodeChannelSoundUnit(q,&q->gb, &q->pUnits[i], out_samples[i], i, q->codingMode);
 807             if (result != 0)
 808                 return result;
 809         }
 810     }
 811
 812     /* Apply the iQMF synthesis filter. */
 813     for (i=0 ; i<q->channels ; i++) {
 814         p1 = out_samples[i];
 815         p2= p1+256;
 816         p3= p2+256;
 817         p4= p3+256;
 818         ff_atrac_iqmf (p1, p2, 256, p1, q->pUnits[i].delayBuf1, q->tempBuf);
 819         ff_atrac_iqmf (p4, p3, 256, p3, q->pUnits[i].delayBuf2, q->tempBuf);
 820         ff_atrac_iqmf (p1, p3, 512, p1, q->pUnits[i].delayBuf3, q->tempBuf);
 821     }
 822
 823     return 0;
 824 }
 825
 826
 827 /**
 828  * Atrac frame decoding
 829  *
 830  * @param avctx     pointer to the AVCodecContext
 831  */
 832
 833 static int atrac3_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 834                                int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
 835 {
 836     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 837     int buf_size = avpkt->size;
 838     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
 839     int result;
 840     const uint8_t* databuf;
 841     float   *samples_flt;
 842     int16_t *samples_s16;
 843
 844     if (buf_size < avctx->block_align) {
 845         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 846                "Frame too small (%d bytes). Truncated file?\n", buf_size);
 847         return AVERROR_INVALIDDATA;
 848     }
 849
 850     /* get output buffer */
 851     q->frame.nb_samples = SAMPLES_PER_FRAME;
 852     if ((result = avctx->get_buffer(avctx, &q->frame)) < 0) {
 853         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
 854         return result;
 855     }
 856     samples_flt = (float   *)q->frame.data[0];
 857     samples_s16 = (int16_t *)q->frame.data[0];
 858
 859     /* Check if we need to descramble and what buffer to pass on. */
 860     if (q->scrambled_stream) {
 861         decode_bytes(buf, q->decoded_bytes_buffer, avctx->block_align);
 862         databuf = q->decoded_bytes_buffer;
 863     } else {
 864         databuf = buf;
 865     }
 866
 867     if (q->channels == 1 && avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_FLT)
 868         result = decodeFrame(q, databuf, &samples_flt);
 869     else
 870         result = decodeFrame(q, databuf, q->outSamples);
 871
 872     if (result != 0) {
 873         av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"Frame decoding error!\n");
 874         return result;
 875     }
 876
 877     /* interleave */
 878     if (q->channels == 2 && avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_FLT) {
 879         q->fmt_conv.float_interleave(samples_flt,
 880                                      (const float **)q->outSamples,
 881                                      SAMPLES_PER_FRAME, 2);
 882     } else if (avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_S16) {
 883         q->fmt_conv.float_to_int16_interleave(samples_s16,
 884                                               (const float **)q->outSamples,
 885                                               SAMPLES_PER_FRAME, q->channels);
 886     }
 887
 888     *got_frame_ptr   = 1;
 889     *(AVFrame *)data = q->frame;
 890
 891     return avctx->block_align;
 892 }
 893
 894
 895 /**
 896  * Atrac3 initialization
 897  *
 898  * @param avctx     pointer to the AVCodecContext
 899  */
 900
 901 static av_cold int atrac3_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 902 {
 903     int i, ret;
 904     const uint8_t *edata_ptr = avctx->extradata;
 905     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
 906     static VLC_TYPE atrac3_vlc_table[4096][2];
 907     static int vlcs_initialized = 0;
 908
 909     /* Take data from the AVCodecContext (RM container). */
 910     q->sample_rate = avctx->sample_rate;
 911     q->channels = avctx->channels;
 912     q->bit_rate = avctx->bit_rate;
 913     q->bits_per_frame = avctx->block_align * 8;
 914     q->bytes_per_frame = avctx->block_align;
 915
 916     /* Take care of the codec-specific extradata. */
 917     if (avctx->extradata_size == 14) {
 918         /* Parse the extradata, WAV format */
 919         av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"[0-1] %d\n",bytestream_get_le16(&edata_ptr));  //Unknown value always 1
 920         q->samples_per_channel = bytestream_get_le32(&edata_ptr);
 921         q->codingMode = bytestream_get_le16(&edata_ptr);
 922         av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"[8-9] %d\n",bytestream_get_le16(&edata_ptr));  //Dupe of coding mode
 923         q->frame_factor = bytestream_get_le16(&edata_ptr);  //Unknown always 1
 924         av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"[12-13] %d\n",bytestream_get_le16(&edata_ptr));  //Unknown always 0
 925
 926         /* setup */
 927         q->samples_per_frame = SAMPLES_PER_FRAME * q->channels;
 928         q->atrac3version = 4;
 929         q->delay = 0x88E;
 930         if (q->codingMode)
 931             q->codingMode = JOINT_STEREO;
 932         else
 933             q->codingMode = STEREO;
 934
 935         q->scrambled_stream = 0;
 936
 937         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)) {
 938         } else {
 939             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);
 940             return AVERROR_INVALIDDATA;
 941         }
 942
 943     } else if (avctx->extradata_size == 10) {
 944         /* Parse the extradata, RM format. */
 945         q->atrac3version = bytestream_get_be32(&edata_ptr);
 946         q->samples_per_frame = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
 947         q->delay = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
 948         q->codingMode = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
 949
 950         q->samples_per_channel = q->samples_per_frame / q->channels;
 951         q->scrambled_stream = 1;
 952
 953     } else {
 954         av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"Unknown extradata size %d.\n",avctx->extradata_size);
 955     }
 956     /* Check the extradata. */
 957
 958     if (q->atrac3version != 4) {
 959         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Version %d != 4.\n",q->atrac3version);
 960         return AVERROR_INVALIDDATA;
 961     }
 962
 963     if (q->samples_per_frame != SAMPLES_PER_FRAME && q->samples_per_frame != SAMPLES_PER_FRAME*2) {
 964         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Unknown amount of samples per frame %d.\n",q->samples_per_frame);
 965         return AVERROR_INVALIDDATA;
 966     }
 967
 968     if (q->delay != 0x88E) {
 969         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Unknown amount of delay %x != 0x88E.\n",q->delay);
 970         return AVERROR_INVALIDDATA;
 971     }
 972
 973     if (q->codingMode == STEREO) {
 974         av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"Normal stereo detected.\n");
 975     } else if (q->codingMode == JOINT_STEREO) {
 976         av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"Joint stereo detected.\n");
 977     } else {
 978         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Unknown channel coding mode %x!\n",q->codingMode);
 979         return AVERROR_INVALIDDATA;
 980     }
 981
 982     if (avctx->channels <= 0 || avctx->channels > 2 /*|| ((avctx->channels * 1024) != q->samples_per_frame)*/) {
 983         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Channel configuration error!\n");
 984         return AVERROR(EINVAL);
 985     }
 986
 987
 988     if(avctx->block_align >= UINT_MAX/2)
 989         return AVERROR(EINVAL);
 990
 991     /* Pad the data buffer with FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE,
 992      * this is for the bitstream reader. */
 993     if ((q->decoded_bytes_buffer = av_mallocz((avctx->block_align+(4-avctx->block_align%4) + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE)))  == NULL)
 994         return AVERROR(ENOMEM);
 995
 996
 997     /* Initialize the VLC tables. */
 998     if (!vlcs_initialized) {
 999         for (i=0 ; i<7 ; i++) {
1000             spectral_coeff_tab[i].table = &atrac3_vlc_table[atrac3_vlc_offs[i]];
1001             spectral_coeff_tab[i].table_allocated = atrac3_vlc_offs[i + 1] - atrac3_vlc_offs[i];
1002             init_vlc (&spectral_coeff_tab[i], 9, huff_tab_sizes[i],
1003                 huff_bits[i], 1, 1,
1004                 huff_codes[i], 1, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC);
1005         }
1006         vlcs_initialized = 1;
1007     }
1008
1009     if (avctx->request_sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_FLT)
1010         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLT;
1011     else
1012         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16;
1013
1014     if ((ret = init_atrac3_transforms(q, avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_FLT))) {
1015         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error initializing MDCT\n");
1016         av_freep(&q->decoded_bytes_buffer);
1017         return ret;
1018     }
1019
1020     ff_atrac_generate_tables();
1021
1022     /* Generate gain tables. */
1023     for (i=0 ; i<16 ; i++)
1024         gain_tab1[i] = exp2f (4 - i);
1025
1026     for (i=-15 ; i<16 ; i++)
1027         gain_tab2[i+15] = exp2f (i * -0.125);
1028
1029     /* init the joint-stereo decoding data */
1030     q->weighting_delay[0] = 0;
1031     q->weighting_delay[1] = 7;
1032     q->weighting_delay[2] = 0;
1033     q->weighting_delay[3] = 7;
1034     q->weighting_delay[4] = 0;
1035     q->weighting_delay[5] = 7;
1036
1037     for (i=0; i<4; i++) {
1038         q->matrix_coeff_index_prev[i] = 3;
1039         q->matrix_coeff_index_now[i] = 3;
1040         q->matrix_coeff_index_next[i] = 3;
1041     }
1042
1043     avpriv_float_dsp_init(&q->fdsp, avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT);
1044     ff_fmt_convert_init(&q->fmt_conv, avctx);
1045
1046     q->pUnits = av_mallocz(sizeof(channel_unit)*q->channels);
1047     if (!q->pUnits) {
1048         atrac3_decode_close(avctx);
1049         return AVERROR(ENOMEM);
1050     }
1051
1052     if (avctx->channels > 1 || avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_S16) {
1053         q->outSamples[0] = av_mallocz(SAMPLES_PER_FRAME * avctx->channels * sizeof(*q->outSamples[0]));
1054         q->outSamples[1] = q->outSamples[0] + SAMPLES_PER_FRAME;
1055         if (!q->outSamples[0]) {
1056             atrac3_decode_close(avctx);
1057             return AVERROR(ENOMEM);
1058         }
1059     }
1060
1061     avcodec_get_frame_defaults(&q->frame);
1062     avctx->coded_frame = &q->frame;
1063
1064     return 0;
1065 }
1066
1067
1068 AVCodec ff_atrac3_decoder =
1069 {
1070     .name           = "atrac3",
1071     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1072     .id             = AV_CODEC_ID_ATRAC3,
1073     .priv_data_size = sizeof(ATRAC3Context),
1074     .init           = atrac3_decode_init,
1075     .close          = atrac3_decode_close,
1076     .decode         = atrac3_decode_frame,
1077     .capabilities   = CODEC_CAP_SUBFRAMES | CODEC_CAP_DR1,
1078     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Atrac 3 (Adaptive TRansform Acoustic Coding 3)"),
1079 };