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