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
  46 #include "atrac.h"
  47 #include "atrac3data.h"
  48
  49 #define JOINT_STEREO    0x12
  50 #define STEREO          0x2
  51
  52 #define SAMPLES_PER_FRAME 1024
  53 #define MDCT_SIZE          512
  54
  55 typedef struct GainInfo {
  56     int num_gain_data;
  57     int lev_code[8];
  58     int loc_code[8];
  59 } GainInfo;
  60
  61 typedef struct GainBlock {
  62     GainInfo g_block[4];
  63 } GainBlock;
  64
  65 typedef struct TonalComponent {
  66     int pos;
  67     int num_coefs;
  68     float coef[8];
  69 } TonalComponent;
  70
  71 typedef struct ChannelUnit {
  72     int            bands_coded;
  73     int            num_components;
  74     float          prev_frame[SAMPLES_PER_FRAME];
  75     int            gc_blk_switch;
  76     TonalComponent components[64];
  77     GainBlock      gain_block[2];
  78
  79     DECLARE_ALIGNED(32, float, spectrum)[SAMPLES_PER_FRAME];
  80     DECLARE_ALIGNED(32, float, imdct_buf)[SAMPLES_PER_FRAME];
  81
  82     float          delay_buf1[46]; ///<qmf delay buffers
  83     float          delay_buf2[46];
  84     float          delay_buf3[46];
  85 } ChannelUnit;
  86
  87 typedef struct ATRAC3Context {
  88     AVFrame frame;
  89     GetBitContext gb;
  90     //@{
  91     /** stream data */
  92     int coding_mode;
  93     int bit_rate;
  94     int sample_rate;
  95     int samples_per_frame;
  96
  97     ChannelUnit *units;
  98     //@}
  99     //@{
 100     /** joint-stereo related variables */
 101     int matrix_coeff_index_prev[4];
 102     int matrix_coeff_index_now[4];
 103     int matrix_coeff_index_next[4];
 104     int weighting_delay[6];
 105     //@}
 106     //@{
 107     /** data buffers */
 108     uint8_t *decoded_bytes_buffer;
 109     float temp_buf[1070];
 110     //@}
 111     //@{
 112     /** extradata */
 113     int scrambled_stream;
 114     int frame_factor;
 115     //@}
 116
 117     FFTContext mdct_ctx;
 118     FmtConvertContext fmt_conv;
 119     AVFloatDSPContext fdsp;
 120 } ATRAC3Context;
 121
 122 static DECLARE_ALIGNED(32, float, mdct_window)[MDCT_SIZE];
 123 static VLC   spectral_coeff_tab[7];
 124 static float gain_tab1[16];
 125 static float gain_tab2[31];
 126
 127
 128 /*
 129  * Regular 512 points IMDCT without overlapping, with the exception of the
 130  * swapping of odd bands caused by the reverse spectra of the QMF.
 131  *
 132  * @param odd_band  1 if the band is an odd band
 133  */
 134 static void imlt(ATRAC3Context *q, float *input, float *output, int odd_band)
 135 {
 136     int i;
 137
 138     if (odd_band) {
 139         /**
 140          * Reverse the odd bands before IMDCT, this is an effect of the QMF
 141          * transform or it gives better compression to do it this way.
 142          * FIXME: It should be possible to handle this in imdct_calc
 143          * for that to happen a modification of the prerotation step of
 144          * all SIMD code and C code is needed.
 145          * Or fix the functions before so they generate a pre reversed spectrum.
 146          */
 147         for (i = 0; i < 128; i++)
 148             FFSWAP(float, input[i], input[255 - i]);
 149     }
 150
 151     q->mdct_ctx.imdct_calc(&q->mdct_ctx, output, input);
 152
 153     /* Perform windowing on the output. */
 154     q->fdsp.vector_fmul(output, output, mdct_window, MDCT_SIZE);
 155 }
 156
 157 /*
 158  * indata descrambling, only used for data coming from the rm container
 159  */
 160 static int decode_bytes(const uint8_t *input, uint8_t *out, int bytes)
 161 {
 162     int i, off;
 163     uint32_t c;
 164     const uint32_t *buf;
 165     uint32_t *output = (uint32_t *)out;
 166
 167     off = (intptr_t)input & 3;
 168     buf = (const uint32_t *)(input - off);
 169     c   = av_be2ne32((0x537F6103 >> (off * 8)) | (0x537F6103 << (32 - (off * 8))));
 170     bytes += 3 + off;
 171     for (i = 0; i < bytes / 4; i++)
 172         output[i] = c ^ buf[i];
 173
 174     if (off)
 175         av_log_ask_for_sample(NULL, "Offset of %d not handled.\n", off);
 176
 177     return off;
 178 }
 179
 180 static av_cold int init_atrac3_transforms(ATRAC3Context *q)
 181 {
 182     float enc_window[256];
 183     int i;
 184
 185     /* generate the mdct window, for details see
 186      * http://wiki.multimedia.cx/index.php?title=RealAudio_atrc#Windows */
 187     for (i = 0; i < 256; i++)
 188         enc_window[i] = (sin(((i + 0.5) / 256.0 - 0.5) * M_PI) + 1.0) * 0.5;
 189
 190     if (!mdct_window[0]) {
 191         for (i = 0; i < 256; i++) {
 192             mdct_window[i] = enc_window[i] /
 193                              (enc_window[      i] * enc_window[      i] +
 194                               enc_window[255 - i] * enc_window[255 - i]);
 195             mdct_window[511 - i] = mdct_window[i];
 196         }
 197     }
 198
 199     /* initialize the MDCT transform */
 200     return ff_mdct_init(&q->mdct_ctx, 9, 1, 1.0 / 32768);
 201 }
 202
 203 static av_cold int atrac3_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 204 {
 205     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
 206
 207     av_free(q->units);
 208     av_free(q->decoded_bytes_buffer);
 209
 210     ff_mdct_end(&q->mdct_ctx);
 211
 212     return 0;
 213 }
 214
 215 /*
 216  * Mantissa decoding
 217  *
 218  * @param selector     which table the output values are coded with
 219  * @param coding_flag  constant length coding or variable length coding
 220  * @param mantissas    mantissa output table
 221  * @param num_codes    number of values to get
 222  */
 223 static void read_quant_spectral_coeffs(GetBitContext *gb, int selector,
 224                                        int coding_flag, int *mantissas,
 225                                        int num_codes)
 226 {
 227     int i, code, huff_symb;
 228
 229     if (selector == 1)
 230         num_codes /= 2;
 231
 232     if (coding_flag != 0) {
 233         /* constant length coding (CLC) */
 234         int num_bits = clc_length_tab[selector];
 235
 236         if (selector > 1) {
 237             for (i = 0; i < num_codes; i++) {
 238                 if (num_bits)
 239                     code = get_sbits(gb, num_bits);
 240                 else
 241                     code = 0;
 242                 mantissas[i] = code;
 243             }
 244         } else {
 245             for (i = 0; i < num_codes; i++) {
 246                 if (num_bits)
 247                     code = get_bits(gb, num_bits); // num_bits is always 4 in this case
 248                 else
 249                     code = 0;
 250                 mantissas[i * 2    ] = mantissa_clc_tab[code >> 2];
 251                 mantissas[i * 2 + 1] = mantissa_clc_tab[code &  3];
 252             }
 253         }
 254     } else {
 255         /* variable length coding (VLC) */
 256         if (selector != 1) {
 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                 huff_symb += 1;
 261                 code = huff_symb >> 1;
 262                 if (huff_symb & 1)
 263                     code = -code;
 264                 mantissas[i] = code;
 265             }
 266         } else {
 267             for (i = 0; i < num_codes; i++) {
 268                 huff_symb = get_vlc2(gb, spectral_coeff_tab[selector - 1].table,
 269                                      spectral_coeff_tab[selector - 1].bits, 3);
 270                 mantissas[i * 2    ] = mantissa_vlc_tab[huff_symb * 2    ];
 271                 mantissas[i * 2 + 1] = mantissa_vlc_tab[huff_symb * 2 + 1];
 272             }
 273         }
 274     }
 275 }
 276
 277 /*
 278  * Restore the quantized band spectrum coefficients
 279  *
 280  * @return subband count, fix for broken specification/files
 281  */
 282 static int decode_spectrum(GetBitContext *gb, float *output)
 283 {
 284     int num_subbands, coding_mode, i, j, first, last, subband_size;
 285     int subband_vlc_index[32], sf_index[32];
 286     int mantissas[128];
 287     float scale_factor;
 288
 289     num_subbands = get_bits(gb, 5);  // number of coded subbands
 290     coding_mode  = get_bits1(gb);    // coding Mode: 0 - VLC/ 1-CLC
 291
 292     /* get the VLC selector table for the subbands, 0 means not coded */
 293     for (i = 0; i <= num_subbands; i++)
 294         subband_vlc_index[i] = get_bits(gb, 3);
 295
 296     /* read the scale factor indexes from the stream */
 297     for (i = 0; i <= num_subbands; i++) {
 298         if (subband_vlc_index[i] != 0)
 299             sf_index[i] = get_bits(gb, 6);
 300     }
 301
 302     for (i = 0; i <= num_subbands; i++) {
 303         first = subband_tab[i    ];
 304         last  = subband_tab[i + 1];
 305
 306         subband_size = last - first;
 307
 308         if (subband_vlc_index[i] != 0) {
 309             /* decode spectral coefficients for this subband */
 310             /* TODO: This can be done faster is several blocks share the
 311              * same VLC selector (subband_vlc_index) */
 312             read_quant_spectral_coeffs(gb, subband_vlc_index[i], coding_mode,
 313                                        mantissas, subband_size);
 314
 315             /* decode the scale factor for this subband */
 316             scale_factor = ff_atrac_sf_table[sf_index[i]] *
 317                            inv_max_quant[subband_vlc_index[i]];
 318
 319             /* inverse quantize the coefficients */
 320             for (j = 0; first < last; first++, j++)
 321                 output[first] = mantissas[j] * scale_factor;
 322         } else {
 323             /* this subband was not coded, so zero the entire subband */
 324             memset(output + first, 0, subband_size * sizeof(float));
 325         }
 326     }
 327
 328     /* clear the subbands that were not coded */
 329     first = subband_tab[i];
 330     memset(output + first, 0, (SAMPLES_PER_FRAME - first) * sizeof(float));
 331     return num_subbands;
 332 }
 333
 334 /*
 335  * Restore the quantized tonal components
 336  *
 337  * @param components tonal components
 338  * @param num_bands  number of coded bands
 339  */
 340 static int decode_tonal_components(GetBitContext *gb,
 341                                    TonalComponent *components, int num_bands)
 342 {
 343     int i, b, c, m;
 344     int nb_components, coding_mode_selector, coding_mode;
 345     int band_flags[4], mantissa[8];
 346     int component_count = 0;
 347
 348     nb_components = get_bits(gb, 5);
 349
 350     /* no tonal components */
 351     if (nb_components == 0)
 352         return 0;
 353
 354     coding_mode_selector = get_bits(gb, 2);
 355     if (coding_mode_selector == 2)
 356         return AVERROR_INVALIDDATA;
 357
 358     coding_mode = coding_mode_selector & 1;
 359
 360     for (i = 0; i < nb_components; i++) {
 361         int coded_values_per_component, quant_step_index;
 362
 363         for (b = 0; b <= num_bands; b++)
 364             band_flags[b] = get_bits1(gb);
 365
 366         coded_values_per_component = get_bits(gb, 3);
 367
 368         quant_step_index = get_bits(gb, 3);
 369         if (quant_step_index <= 1)
 370             return AVERROR_INVALIDDATA;
 371
 372         if (coding_mode_selector == 3)
 373             coding_mode = get_bits1(gb);
 374
 375         for (b = 0; b < (num_bands + 1) * 4; b++) {
 376             int coded_components;
 377
 378             if (band_flags[b >> 2] == 0)
 379                 continue;
 380
 381             coded_components = get_bits(gb, 3);
 382
 383             for (c = 0; c < coded_components; c++) {
 384                 TonalComponent *cmp = &components[component_count];
 385                 int sf_index, coded_values, max_coded_values;
 386                 float scale_factor;
 387
 388                 sf_index = get_bits(gb, 6);
 389                 if (component_count >= 64)
 390                     return AVERROR_INVALIDDATA;
 391
 392                 cmp->pos = b * 64 + get_bits(gb, 6);
 393
 394                 max_coded_values = SAMPLES_PER_FRAME - cmp->pos;
 395                 coded_values     = coded_values_per_component + 1;
 396                 coded_values     = FFMIN(max_coded_values, coded_values);
 397
 398                 scale_factor = ff_atrac_sf_table[sf_index] *
 399                                inv_max_quant[quant_step_index];
 400
 401                 read_quant_spectral_coeffs(gb, quant_step_index, coding_mode,
 402                                            mantissa, coded_values);
 403
 404                 cmp->num_coefs = coded_values;
 405
 406                 /* inverse quant */
 407                 for (m = 0; m < coded_values; m++)
 408                     cmp->coef[m] = mantissa[m] * scale_factor;
 409
 410                 component_count++;
 411             }
 412         }
 413     }
 414
 415     return component_count;
 416 }
 417
 418 /*
 419  * Decode gain parameters for the coded bands
 420  *
 421  * @param block      the gainblock for the current band
 422  * @param num_bands  amount of coded bands
 423  */
 424 static int decode_gain_control(GetBitContext *gb, GainBlock *block,
 425                                int num_bands)
 426 {
 427     int i, cf, num_data;
 428     int *level, *loc;
 429
 430     GainInfo *gain = block->g_block;
 431
 432     for (i = 0; i <= num_bands; i++) {
 433         num_data              = get_bits(gb, 3);
 434         gain[i].num_gain_data = num_data;
 435         level                 = gain[i].lev_code;
 436         loc                   = gain[i].loc_code;
 437
 438         for (cf = 0; cf < gain[i].num_gain_data; cf++) {
 439             level[cf] = get_bits(gb, 4);
 440             loc  [cf] = get_bits(gb, 5);
 441             if (cf && loc[cf] <= loc[cf - 1])
 442                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 443         }
 444     }
 445
 446     /* Clear the unused blocks. */
 447     for (; i < 4 ; i++)
 448         gain[i].num_gain_data = 0;
 449
 450     return 0;
 451 }
 452
 453 /*
 454  * Apply gain parameters and perform the MDCT overlapping part
 455  *
 456  * @param input   input buffer
 457  * @param prev    previous buffer to perform overlap against
 458  * @param output  output buffer
 459  * @param gain1   current band gain info
 460  * @param gain2   next band gain info
 461  */
 462 static void gain_compensate_and_overlap(float *input, float *prev,
 463                                         float *output, GainInfo *gain1,
 464                                         GainInfo *gain2)
 465 {
 466     float g1, g2, gain_inc;
 467     int i, j, num_data, start_loc, end_loc;
 468
 469
 470     if (gain2->num_gain_data == 0)
 471         g1 = 1.0;
 472     else
 473         g1 = gain_tab1[gain2->lev_code[0]];
 474
 475     if (gain1->num_gain_data == 0) {
 476         for (i = 0; i < 256; i++)
 477             output[i] = input[i] * g1 + prev[i];
 478     } else {
 479         num_data = gain1->num_gain_data;
 480         gain1->loc_code[num_data] = 32;
 481         gain1->lev_code[num_data] = 4;
 482
 483         for (i = 0, j = 0; i < num_data; i++) {
 484             start_loc = gain1->loc_code[i] * 8;
 485             end_loc   = start_loc + 8;
 486
 487             g2       = gain_tab1[gain1->lev_code[i]];
 488             gain_inc = gain_tab2[gain1->lev_code[i + 1] -
 489                                  gain1->lev_code[i    ] + 15];
 490
 491             /* interpolate */
 492             for (; j < start_loc; j++)
 493                 output[j] = (input[j] * g1 + prev[j]) * g2;
 494
 495             /* interpolation is done over eight samples */
 496             for (; j < end_loc; j++) {
 497                 output[j] = (input[j] * g1 + prev[j]) * g2;
 498                 g2 *= gain_inc;
 499             }
 500         }
 501
 502         for (; j < 256; j++)
 503             output[j] = input[j] * g1 + prev[j];
 504     }
 505
 506     /* Delay for the overlapping part. */
 507     memcpy(prev, &input[256], 256 * sizeof(float));
 508 }
 509
 510 /*
 511  * Combine the tonal band spectrum and regular band spectrum
 512  *
 513  * @param spectrum        output spectrum buffer
 514  * @param num_components  number of tonal components
 515  * @param components      tonal components for this band
 516  * @return                position of the last tonal coefficient
 517  */
 518 static int add_tonal_components(float *spectrum, int num_components,
 519                                 TonalComponent *components)
 520 {
 521     int i, j, last_pos = -1;
 522     float *input, *output;
 523
 524     for (i = 0; i < num_components; i++) {
 525         last_pos = FFMAX(components[i].pos + components[i].num_coefs, last_pos);
 526         input    = components[i].coef;
 527         output   = &spectrum[components[i].pos];
 528
 529         for (j = 0; j < components[i].num_coefs; j++)
 530             output[i] += input[i];
 531     }
 532
 533     return last_pos;
 534 }
 535
 536 #define INTERPOLATE(old, new, nsample) \
 537     ((old) + (nsample) * 0.125 * ((new) - (old)))
 538
 539 static void reverse_matrixing(float *su1, float *su2, int *prev_code,
 540                               int *curr_code)
 541 {
 542     int i, nsample, band;
 543     float mc1_l, mc1_r, mc2_l, mc2_r;
 544
 545     for (i = 0, band = 0; band < 4 * 256; band += 256, i++) {
 546         int s1 = prev_code[i];
 547         int s2 = curr_code[i];
 548         nsample = band;
 549
 550         if (s1 != s2) {
 551             /* Selector value changed, interpolation needed. */
 552             mc1_l = matrix_coeffs[s1 * 2    ];
 553             mc1_r = matrix_coeffs[s1 * 2 + 1];
 554             mc2_l = matrix_coeffs[s2 * 2    ];
 555             mc2_r = matrix_coeffs[s2 * 2 + 1];
 556
 557             /* Interpolation is done over the first eight samples. */
 558             for (; nsample < band + 8; nsample++) {
 559                 float c1 = su1[nsample];
 560                 float c2 = su2[nsample];
 561                 c2 = c1 * INTERPOLATE(mc1_l, mc2_l, nsample - band) +
 562                      c2 * INTERPOLATE(mc1_r, mc2_r, nsample - band);
 563                 su1[nsample] = c2;
 564                 su2[nsample] = c1 * 2.0 - c2;
 565             }
 566         }
 567
 568         /* Apply the matrix without interpolation. */
 569         switch (s2) {
 570         case 0:     /* M/S decoding */
 571             for (; nsample < band + 256; nsample++) {
 572                 float c1 = su1[nsample];
 573                 float c2 = su2[nsample];
 574                 su1[nsample] =  c2       * 2.0;
 575                 su2[nsample] = (c1 - c2) * 2.0;
 576             }
 577             break;
 578         case 1:
 579             for (; nsample < band + 256; nsample++) {
 580                 float c1 = su1[nsample];
 581                 float c2 = su2[nsample];
 582                 su1[nsample] = (c1 + c2) *  2.0;
 583                 su2[nsample] =  c2       * -2.0;
 584             }
 585             break;
 586         case 2:
 587         case 3:
 588             for (; nsample < band + 256; nsample++) {
 589                 float c1 = su1[nsample];
 590                 float c2 = su2[nsample];
 591                 su1[nsample] = c1 + c2;
 592                 su2[nsample] = c1 - c2;
 593             }
 594             break;
 595         default:
 596             assert(0);
 597         }
 598     }
 599 }
 600
 601 static void get_channel_weights(int index, int flag, float ch[2])
 602 {
 603     if (index == 7) {
 604         ch[0] = 1.0;
 605         ch[1] = 1.0;
 606     } else {
 607         ch[0] = (index & 7) / 7.0;
 608         ch[1] = sqrt(2 - ch[0] * ch[0]);
 609         if (flag)
 610             FFSWAP(float, ch[0], ch[1]);
 611     }
 612 }
 613
 614 static void channel_weighting(float *su1, float *su2, int *p3)
 615 {
 616     int band, nsample;
 617     /* w[x][y] y=0 is left y=1 is right */
 618     float w[2][2];
 619
 620     if (p3[1] != 7 || p3[3] != 7) {
 621         get_channel_weights(p3[1], p3[0], w[0]);
 622         get_channel_weights(p3[3], p3[2], w[1]);
 623
 624         for (band = 256; band < 4 * 256; band += 256) {
 625             for (nsample = band; nsample < band + 8; nsample++) {
 626                 su1[nsample] *= INTERPOLATE(w[0][0], w[0][1], nsample - band);
 627                 su2[nsample] *= INTERPOLATE(w[1][0], w[1][1], nsample - band);
 628             }
 629             for(; nsample < band + 256; nsample++) {
 630                 su1[nsample] *= w[1][0];
 631                 su2[nsample] *= w[1][1];
 632             }
 633         }
 634     }
 635 }
 636
 637 /*
 638  * Decode a Sound Unit
 639  *
 640  * @param snd           the channel unit to be used
 641  * @param output        the decoded samples before IQMF in float representation
 642  * @param channel_num   channel number
 643  * @param coding_mode   the coding mode (JOINT_STEREO or regular stereo/mono)
 644  */
 645 static int decode_channel_sound_unit(ATRAC3Context *q, GetBitContext *gb,
 646                                      ChannelUnit *snd, float *output,
 647                                      int channel_num, int coding_mode)
 648 {
 649     int band, ret, num_subbands, last_tonal, num_bands;
 650     GainBlock *gain1 = &snd->gain_block[    snd->gc_blk_switch];
 651     GainBlock *gain2 = &snd->gain_block[1 - snd->gc_blk_switch];
 652
 653     if (coding_mode == JOINT_STEREO && channel_num == 1) {
 654         if (get_bits(gb, 2) != 3) {
 655             av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"JS mono Sound Unit id != 3.\n");
 656             return AVERROR_INVALIDDATA;
 657         }
 658     } else {
 659         if (get_bits(gb, 6) != 0x28) {
 660             av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"Sound Unit id != 0x28.\n");
 661             return AVERROR_INVALIDDATA;
 662         }
 663     }
 664
 665     /* number of coded QMF bands */
 666     snd->bands_coded = get_bits(gb, 2);
 667
 668     ret = decode_gain_control(gb, gain2, snd->bands_coded);
 669     if (ret)
 670         return ret;
 671
 672     snd->num_components = decode_tonal_components(gb, snd->components,
 673                                                   snd->bands_coded);
 674     if (snd->num_components == -1)
 675         return -1;
 676
 677     num_subbands = decode_spectrum(gb, snd->spectrum);
 678
 679     /* Merge the decoded spectrum and tonal components. */
 680     last_tonal = add_tonal_components(snd->spectrum, snd->num_components,
 681                                       snd->components);
 682
 683
 684     /* calculate number of used MLT/QMF bands according to the amount of coded
 685        spectral lines */
 686     num_bands = (subband_tab[num_subbands] - 1) >> 8;
 687     if (last_tonal >= 0)
 688         num_bands = FFMAX((last_tonal + 256) >> 8, num_bands);
 689
 690
 691     /* Reconstruct time domain samples. */
 692     for (band = 0; band < 4; band++) {
 693         /* Perform the IMDCT step without overlapping. */
 694         if (band <= num_bands)
 695             imlt(q, &snd->spectrum[band * 256], snd->imdct_buf, band & 1);
 696         else
 697             memset(snd->imdct_buf, 0, 512 * sizeof(float));
 698
 699         /* gain compensation and overlapping */
 700         gain_compensate_and_overlap(snd->imdct_buf,
 701                                     &snd->prev_frame[band * 256],
 702                                     &output[band * 256],
 703                                     &gain1->g_block[band],
 704                                     &gain2->g_block[band]);
 705     }
 706
 707     /* Swap the gain control buffers for the next frame. */
 708     snd->gc_blk_switch ^= 1;
 709
 710     return 0;
 711 }
 712
 713 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx, const uint8_t *databuf,
 714                         float **out_samples)
 715 {
 716     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
 717     int ret, i;
 718     uint8_t *ptr1;
 719
 720     if (q->coding_mode == JOINT_STEREO) {
 721         /* channel coupling mode */
 722         /* decode Sound Unit 1 */
 723         init_get_bits(&q->gb, databuf, avctx->block_align * 8);
 724
 725         ret = decode_channel_sound_unit(q, &q->gb, q->units, out_samples[0], 0,
 726                                         JOINT_STEREO);
 727         if (ret != 0)
 728             return ret;
 729
 730         /* Framedata of the su2 in the joint-stereo mode is encoded in
 731          * reverse byte order so we need to swap it first. */
 732         if (databuf == q->decoded_bytes_buffer) {
 733             uint8_t *ptr2 = q->decoded_bytes_buffer + avctx->block_align - 1;
 734             ptr1          = q->decoded_bytes_buffer;
 735             for (i = 0; i < avctx->block_align / 2; i++, ptr1++, ptr2--)
 736                 FFSWAP(uint8_t, *ptr1, *ptr2);
 737         } else {
 738             const uint8_t *ptr2 = databuf + avctx->block_align - 1;
 739             for (i = 0; i < avctx->block_align; i++)
 740                 q->decoded_bytes_buffer[i] = *ptr2--;
 741         }
 742
 743         /* Skip the sync codes (0xF8). */
 744         ptr1 = q->decoded_bytes_buffer;
 745         for (i = 4; *ptr1 == 0xF8; i++, ptr1++) {
 746             if (i >= avctx->block_align)
 747                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 748         }
 749
 750
 751         /* set the bitstream reader at the start of the second Sound Unit*/
 752         init_get_bits(&q->gb, ptr1, avctx->block_align * 8);
 753
 754         /* Fill the Weighting coeffs delay buffer */
 755         memmove(q->weighting_delay, &q->weighting_delay[2], 4 * sizeof(int));
 756         q->weighting_delay[4] = get_bits1(&q->gb);
 757         q->weighting_delay[5] = get_bits(&q->gb, 3);
 758
 759         for (i = 0; i < 4; i++) {
 760             q->matrix_coeff_index_prev[i] = q->matrix_coeff_index_now[i];
 761             q->matrix_coeff_index_now[i]  = q->matrix_coeff_index_next[i];
 762             q->matrix_coeff_index_next[i] = get_bits(&q->gb, 2);
 763         }
 764
 765         /* Decode Sound Unit 2. */
 766         ret = decode_channel_sound_unit(q, &q->gb, &q->units[1],
 767                                         out_samples[1], 1, JOINT_STEREO);
 768         if (ret != 0)
 769             return ret;
 770
 771         /* Reconstruct the channel coefficients. */
 772         reverse_matrixing(out_samples[0], out_samples[1],
 773                           q->matrix_coeff_index_prev,
 774                           q->matrix_coeff_index_now);
 775
 776         channel_weighting(out_samples[0], out_samples[1], q->weighting_delay);
 777     } else {
 778         /* normal stereo mode or mono */
 779         /* Decode the channel sound units. */
 780         for (i = 0; i < avctx->channels; i++) {
 781             /* Set the bitstream reader at the start of a channel sound unit. */
 782             init_get_bits(&q->gb,
 783                           databuf + i * avctx->block_align / avctx->channels,
 784                           avctx->block_align * 8 / avctx->channels);
 785
 786             ret = decode_channel_sound_unit(q, &q->gb, &q->units[i],
 787                                             out_samples[i], i, q->coding_mode);
 788             if (ret != 0)
 789                 return ret;
 790         }
 791     }
 792
 793     /* Apply the iQMF synthesis filter. */
 794     for (i = 0; i < avctx->channels; i++) {
 795         float *p1 = out_samples[i];
 796         float *p2 = p1 + 256;
 797         float *p3 = p2 + 256;
 798         float *p4 = p3 + 256;
 799         ff_atrac_iqmf(p1, p2, 256, p1, q->units[i].delay_buf1, q->temp_buf);
 800         ff_atrac_iqmf(p4, p3, 256, p3, q->units[i].delay_buf2, q->temp_buf);
 801         ff_atrac_iqmf(p1, p3, 512, p1, q->units[i].delay_buf3, q->temp_buf);
 802     }
 803
 804     return 0;
 805 }
 806
 807 static int atrac3_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 808                                int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
 809 {
 810     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 811     int buf_size = avpkt->size;
 812     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
 813     int ret;
 814     const uint8_t *databuf;
 815
 816     if (buf_size < avctx->block_align) {
 817         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 818                "Frame too small (%d bytes). Truncated file?\n", buf_size);
 819         return AVERROR_INVALIDDATA;
 820     }
 821
 822     /* get output buffer */
 823     q->frame.nb_samples = SAMPLES_PER_FRAME;
 824     if ((ret = avctx->get_buffer(avctx, &q->frame)) < 0) {
 825         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
 826         return ret;
 827     }
 828
 829     /* Check if we need to descramble and what buffer to pass on. */
 830     if (q->scrambled_stream) {
 831         decode_bytes(buf, q->decoded_bytes_buffer, avctx->block_align);
 832         databuf = q->decoded_bytes_buffer;
 833     } else {
 834         databuf = buf;
 835     }
 836
 837     ret = decode_frame(avctx, databuf, (float **)q->frame.extended_data);
 838     if (ret) {
 839         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Frame decoding error!\n");
 840         return ret;
 841     }
 842
 843     *got_frame_ptr   = 1;
 844     *(AVFrame *)data = q->frame;
 845
 846     return avctx->block_align;
 847 }
 848
 849 static av_cold int atrac3_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 850 {
 851     int i, ret;
 852     int version, delay;
 853     const uint8_t *edata_ptr = avctx->extradata;
 854     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
 855     static VLC_TYPE atrac3_vlc_table[4096][2];
 856     static int vlcs_initialized = 0;
 857
 858     /* Take data from the AVCodecContext (RM container). */
 859     q->sample_rate     = avctx->sample_rate;
 860     q->bit_rate        = avctx->bit_rate;
 861
 862     if (avctx->channels <= 0 || avctx->channels > 2) {
 863         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Channel configuration error!\n");
 864         return AVERROR(EINVAL);
 865     }
 866
 867     /* Take care of the codec-specific extradata. */
 868     if (avctx->extradata_size == 14) {
 869         /* Parse the extradata, WAV format */
 870         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "[0-1] %d\n",
 871                bytestream_get_le16(&edata_ptr));  // Unknown value always 1
 872         edata_ptr += 4;                             // samples per channel
 873         q->coding_mode = bytestream_get_le16(&edata_ptr);
 874         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG,"[8-9] %d\n",
 875                bytestream_get_le16(&edata_ptr));  //Dupe of coding mode
 876         q->frame_factor = bytestream_get_le16(&edata_ptr);  // Unknown always 1
 877         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG,"[12-13] %d\n",
 878                bytestream_get_le16(&edata_ptr));  // Unknown always 0
 879
 880         /* setup */
 881         q->samples_per_frame = SAMPLES_PER_FRAME * avctx->channels;
 882         version              = 4;
 883         delay                = 0x88E;
 884         q->coding_mode       = q->coding_mode ? JOINT_STEREO : STEREO;
 885         q->scrambled_stream  = 0;
 886
 887         if (avctx->block_align !=  96 * avctx->channels * q->frame_factor &&
 888             avctx->block_align != 152 * avctx->channels * q->frame_factor &&
 889             avctx->block_align != 192 * avctx->channels * q->frame_factor) {
 890             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown frame/channel/frame_factor "
 891                    "configuration %d/%d/%d\n", avctx->block_align,
 892                    avctx->channels, q->frame_factor);
 893             return AVERROR_INVALIDDATA;
 894         }
 895     } else if (avctx->extradata_size == 10) {
 896         /* Parse the extradata, RM format. */
 897         version                = bytestream_get_be32(&edata_ptr);
 898         q->samples_per_frame   = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
 899         delay                  = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
 900         q->coding_mode         = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
 901         q->scrambled_stream    = 1;
 902
 903     } else {
 904         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Unknown extradata size %d.\n",
 905                avctx->extradata_size);
 906     }
 907
 908     /* Check the extradata */
 909
 910     if (version != 4) {
 911         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Version %d != 4.\n", version);
 912         return AVERROR_INVALIDDATA;
 913     }
 914
 915     if (q->samples_per_frame != SAMPLES_PER_FRAME &&
 916         q->samples_per_frame != SAMPLES_PER_FRAME * 2) {
 917         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown amount of samples per frame %d.\n",
 918                q->samples_per_frame);
 919         return AVERROR_INVALIDDATA;
 920     }
 921
 922     if (delay != 0x88E) {
 923         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown amount of delay %x != 0x88E.\n",
 924                delay);
 925         return AVERROR_INVALIDDATA;
 926     }
 927
 928     if (q->coding_mode == STEREO)
 929         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Normal stereo detected.\n");
 930     else if (q->coding_mode == JOINT_STEREO)
 931         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Joint stereo detected.\n");
 932     else {
 933         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown channel coding mode %x!\n",
 934                q->coding_mode);
 935         return AVERROR_INVALIDDATA;
 936     }
 937
 938     if (avctx->block_align >= UINT_MAX / 2)
 939         return AVERROR(EINVAL);
 940
 941     q->decoded_bytes_buffer = av_mallocz(avctx->block_align +
 942                                          (4 - avctx->block_align % 4) +
 943                                          FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 944     if (q->decoded_bytes_buffer == NULL)
 945         return AVERROR(ENOMEM);
 946
 947
 948     /* Initialize the VLC tables. */
 949     if (!vlcs_initialized) {
 950         for (i = 0; i < 7; i++) {
 951             spectral_coeff_tab[i].table = &atrac3_vlc_table[atrac3_vlc_offs[i]];
 952             spectral_coeff_tab[i].table_allocated = atrac3_vlc_offs[i + 1] -
 953                                                     atrac3_vlc_offs[i    ];
 954             init_vlc(&spectral_coeff_tab[i], 9, huff_tab_sizes[i],
 955                      huff_bits[i], 1, 1,
 956                      huff_codes[i], 1, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC);
 957         }
 958         vlcs_initialized = 1;
 959     }
 960
 961     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLTP;
 962
 963     if ((ret = init_atrac3_transforms(q))) {
 964         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error initializing MDCT\n");
 965         av_freep(&q->decoded_bytes_buffer);
 966         return ret;
 967     }
 968
 969     ff_atrac_generate_tables();
 970
 971     /* Generate gain tables */
 972     for (i = 0; i < 16; i++)
 973         gain_tab1[i] = powf(2.0, (4 - i));
 974
 975     for (i = -15; i < 16; i++)
 976         gain_tab2[i + 15] = powf(2.0, i * -0.125);
 977
 978     /* init the joint-stereo decoding data */
 979     q->weighting_delay[0] = 0;
 980     q->weighting_delay[1] = 7;
 981     q->weighting_delay[2] = 0;
 982     q->weighting_delay[3] = 7;
 983     q->weighting_delay[4] = 0;
 984     q->weighting_delay[5] = 7;
 985
 986     for (i = 0; i < 4; i++) {
 987         q->matrix_coeff_index_prev[i] = 3;
 988         q->matrix_coeff_index_now[i]  = 3;
 989         q->matrix_coeff_index_next[i] = 3;
 990     }
 991
 992     avpriv_float_dsp_init(&q->fdsp, avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT);
 993     ff_fmt_convert_init(&q->fmt_conv, avctx);
 994
 995     q->units = av_mallocz(sizeof(ChannelUnit) * avctx->channels);
 996     if (!q->units) {
 997         atrac3_decode_close(avctx);
 998         return AVERROR(ENOMEM);
 999     }
1000
1001     avcodec_get_frame_defaults(&q->frame);
1002     avctx->coded_frame = &q->frame;
1003
1004     return 0;
1005 }
1006
1007 AVCodec ff_atrac3_decoder = {
1008     .name             = "atrac3",
1009     .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1010     .id               = AV_CODEC_ID_ATRAC3,
1011     .priv_data_size   = sizeof(ATRAC3Context),
1012     .init             = atrac3_decode_init,
1013     .close            = atrac3_decode_close,
1014     .decode           = atrac3_decode_frame,
1015     .capabilities     = CODEC_CAP_SUBFRAMES | CODEC_CAP_DR1,
1016     .long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Atrac 3 (Adaptive TRansform Acoustic Coding 3)"),
1017     .sample_fmts      = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
1018                                                         AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1019 };