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 channels;
  93     int coding_mode;
  94     int bit_rate;
  95     int sample_rate;
  96     int samples_per_channel;
  97     int samples_per_frame;
  98
  99     int bits_per_frame;
 100     int bytes_per_frame;
 101     ChannelUnit *units;
 102     //@}
 103     //@{
 104     /** joint-stereo related variables */
 105     int matrix_coeff_index_prev[4];
 106     int matrix_coeff_index_now[4];
 107     int matrix_coeff_index_next[4];
 108     int weighting_delay[6];
 109     //@}
 110     //@{
 111     /** data buffers */
 112     uint8_t *decoded_bytes_buffer;
 113     float temp_buf[1070];
 114     //@}
 115     //@{
 116     /** extradata */
 117     int version;
 118     int delay;
 119     int scrambled_stream;
 120     int frame_factor;
 121     //@}
 122
 123     FFTContext mdct_ctx;
 124     FmtConvertContext fmt_conv;
 125     AVFloatDSPContext fdsp;
 126 } ATRAC3Context;
 127
 128 static DECLARE_ALIGNED(32, float, mdct_window)[MDCT_SIZE];
 129 static VLC   spectral_coeff_tab[7];
 130 static float gain_tab1[16];
 131 static float gain_tab2[31];
 132
 133
 134 /*
 135  * Regular 512 points IMDCT without overlapping, with the exception of the
 136  * swapping of odd bands caused by the reverse spectra of the QMF.
 137  *
 138  * @param odd_band  1 if the band is an odd band
 139  */
 140 static void imlt(ATRAC3Context *q, float *input, float *output, int odd_band)
 141 {
 142     int i;
 143
 144     if (odd_band) {
 145         /**
 146          * Reverse the odd bands before IMDCT, this is an effect of the QMF
 147          * transform or it gives better compression to do it this way.
 148          * FIXME: It should be possible to handle this in imdct_calc
 149          * for that to happen a modification of the prerotation step of
 150          * all SIMD code and C code is needed.
 151          * Or fix the functions before so they generate a pre reversed spectrum.
 152          */
 153         for (i = 0; i < 128; i++)
 154             FFSWAP(float, input[i], input[255 - i]);
 155     }
 156
 157     q->mdct_ctx.imdct_calc(&q->mdct_ctx, output, input);
 158
 159     /* Perform windowing on the output. */
 160     q->fdsp.vector_fmul(output, output, mdct_window, MDCT_SIZE);
 161 }
 162
 163 /*
 164  * indata descrambling, only used for data coming from the rm container
 165  */
 166 static int decode_bytes(const uint8_t *input, uint8_t *out, int bytes)
 167 {
 168     int i, off;
 169     uint32_t c;
 170     const uint32_t *buf;
 171     uint32_t *output = (uint32_t *)out;
 172
 173     off = (intptr_t)input & 3;
 174     buf = (const uint32_t *)(input - off);
 175     c   = av_be2ne32((0x537F6103 >> (off * 8)) | (0x537F6103 << (32 - (off * 8))));
 176     bytes += 3 + off;
 177     for (i = 0; i < bytes / 4; i++)
 178         output[i] = c ^ buf[i];
 179
 180     if (off)
 181         av_log_ask_for_sample(NULL, "Offset of %d not handled.\n", off);
 182
 183     return off;
 184 }
 185
 186 static av_cold int init_atrac3_transforms(ATRAC3Context *q)
 187 {
 188     float enc_window[256];
 189     int i;
 190
 191     /* generate the mdct window, for details see
 192      * http://wiki.multimedia.cx/index.php?title=RealAudio_atrc#Windows */
 193     for (i = 0; i < 256; i++)
 194         enc_window[i] = (sin(((i + 0.5) / 256.0 - 0.5) * M_PI) + 1.0) * 0.5;
 195
 196     if (!mdct_window[0]) {
 197         for (i = 0; i < 256; i++) {
 198             mdct_window[i] = enc_window[i] /
 199                              (enc_window[      i] * enc_window[      i] +
 200                               enc_window[255 - i] * enc_window[255 - i]);
 201             mdct_window[511 - i] = mdct_window[i];
 202         }
 203     }
 204
 205     /* initialize the MDCT transform */
 206     return ff_mdct_init(&q->mdct_ctx, 9, 1, 1.0 / 32768);
 207 }
 208
 209 static av_cold int atrac3_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 210 {
 211     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
 212
 213     av_free(q->units);
 214     av_free(q->decoded_bytes_buffer);
 215
 216     ff_mdct_end(&q->mdct_ctx);
 217
 218     return 0;
 219 }
 220
 221 /*
 222  * Mantissa decoding
 223  *
 224  * @param selector     which table the output values are coded with
 225  * @param coding_flag  constant length coding or variable length coding
 226  * @param mantissas    mantissa output table
 227  * @param num_codes    number of values to get
 228  */
 229 static void read_quant_spectral_coeffs(GetBitContext *gb, int selector,
 230                                        int coding_flag, int *mantissas,
 231                                        int num_codes)
 232 {
 233     int i, code, huff_symb;
 234
 235     if (selector == 1)
 236         num_codes /= 2;
 237
 238     if (coding_flag != 0) {
 239         /* constant length coding (CLC) */
 240         int num_bits = clc_length_tab[selector];
 241
 242         if (selector > 1) {
 243             for (i = 0; i < num_codes; i++) {
 244                 if (num_bits)
 245                     code = get_sbits(gb, num_bits);
 246                 else
 247                     code = 0;
 248                 mantissas[i] = code;
 249             }
 250         } else {
 251             for (i = 0; i < num_codes; i++) {
 252                 if (num_bits)
 253                     code = get_bits(gb, num_bits); // num_bits is always 4 in this case
 254                 else
 255                     code = 0;
 256                 mantissas[i * 2    ] = mantissa_clc_tab[code >> 2];
 257                 mantissas[i * 2 + 1] = mantissa_clc_tab[code &  3];
 258             }
 259         }
 260     } else {
 261         /* variable length coding (VLC) */
 262         if (selector != 1) {
 263             for (i = 0; i < num_codes; i++) {
 264                 huff_symb = get_vlc2(gb, spectral_coeff_tab[selector-1].table,
 265                                      spectral_coeff_tab[selector-1].bits, 3);
 266                 huff_symb += 1;
 267                 code = huff_symb >> 1;
 268                 if (huff_symb & 1)
 269                     code = -code;
 270                 mantissas[i] = code;
 271             }
 272         } else {
 273             for (i = 0; i < num_codes; i++) {
 274                 huff_symb = get_vlc2(gb, spectral_coeff_tab[selector - 1].table,
 275                                      spectral_coeff_tab[selector - 1].bits, 3);
 276                 mantissas[i * 2    ] = mantissa_vlc_tab[huff_symb * 2    ];
 277                 mantissas[i * 2 + 1] = mantissa_vlc_tab[huff_symb * 2 + 1];
 278             }
 279         }
 280     }
 281 }
 282
 283 /*
 284  * Restore the quantized band spectrum coefficients
 285  *
 286  * @return subband count, fix for broken specification/files
 287  */
 288 static int decode_spectrum(GetBitContext *gb, float *output)
 289 {
 290     int num_subbands, coding_mode, i, j, first, last, subband_size;
 291     int subband_vlc_index[32], sf_index[32];
 292     int mantissas[128];
 293     float scale_factor;
 294
 295     num_subbands = get_bits(gb, 5);  // number of coded subbands
 296     coding_mode  = get_bits1(gb);    // coding Mode: 0 - VLC/ 1-CLC
 297
 298     /* get the VLC selector table for the subbands, 0 means not coded */
 299     for (i = 0; i <= num_subbands; i++)
 300         subband_vlc_index[i] = get_bits(gb, 3);
 301
 302     /* read the scale factor indexes from the stream */
 303     for (i = 0; i <= num_subbands; i++) {
 304         if (subband_vlc_index[i] != 0)
 305             sf_index[i] = get_bits(gb, 6);
 306     }
 307
 308     for (i = 0; i <= num_subbands; i++) {
 309         first = subband_tab[i    ];
 310         last  = subband_tab[i + 1];
 311
 312         subband_size = last - first;
 313
 314         if (subband_vlc_index[i] != 0) {
 315             /* decode spectral coefficients for this subband */
 316             /* TODO: This can be done faster is several blocks share the
 317              * same VLC selector (subband_vlc_index) */
 318             read_quant_spectral_coeffs(gb, subband_vlc_index[i], coding_mode,
 319                                        mantissas, subband_size);
 320
 321             /* decode the scale factor for this subband */
 322             scale_factor = ff_atrac_sf_table[sf_index[i]] *
 323                            inv_max_quant[subband_vlc_index[i]];
 324
 325             /* inverse quantize the coefficients */
 326             for (j = 0; first < last; first++, j++)
 327                 output[first] = mantissas[j] * scale_factor;
 328         } else {
 329             /* this subband was not coded, so zero the entire subband */
 330             memset(output + first, 0, subband_size * sizeof(float));
 331         }
 332     }
 333
 334     /* clear the subbands that were not coded */
 335     first = subband_tab[i];
 336     memset(output + first, 0, (SAMPLES_PER_FRAME - first) * sizeof(float));
 337     return num_subbands;
 338 }
 339
 340 /*
 341  * Restore the quantized tonal components
 342  *
 343  * @param components tonal components
 344  * @param num_bands  number of coded bands
 345  */
 346 static int decode_tonal_components(GetBitContext *gb,
 347                                    TonalComponent *components, int num_bands)
 348 {
 349     int i, b, c, m;
 350     int nb_components, coding_mode_selector, coding_mode;
 351     int band_flags[4], mantissa[8];
 352     int component_count = 0;
 353
 354     nb_components = get_bits(gb, 5);
 355
 356     /* no tonal components */
 357     if (nb_components == 0)
 358         return 0;
 359
 360     coding_mode_selector = get_bits(gb, 2);
 361     if (coding_mode_selector == 2)
 362         return AVERROR_INVALIDDATA;
 363
 364     coding_mode = coding_mode_selector & 1;
 365
 366     for (i = 0; i < nb_components; i++) {
 367         int coded_values_per_component, quant_step_index;
 368
 369         for (b = 0; b <= num_bands; b++)
 370             band_flags[b] = get_bits1(gb);
 371
 372         coded_values_per_component = get_bits(gb, 3);
 373
 374         quant_step_index = get_bits(gb, 3);
 375         if (quant_step_index <= 1)
 376             return AVERROR_INVALIDDATA;
 377
 378         if (coding_mode_selector == 3)
 379             coding_mode = get_bits1(gb);
 380
 381         for (b = 0; b < (num_bands + 1) * 4; b++) {
 382             int coded_components;
 383
 384             if (band_flags[b >> 2] == 0)
 385                 continue;
 386
 387             coded_components = get_bits(gb, 3);
 388
 389             for (c = 0; c < coded_components; c++) {
 390                 TonalComponent *cmp = &components[component_count];
 391                 int sf_index, coded_values, max_coded_values;
 392                 float scale_factor;
 393
 394                 sf_index = get_bits(gb, 6);
 395                 if (component_count >= 64)
 396                     return AVERROR_INVALIDDATA;
 397
 398                 cmp->pos = b * 64 + get_bits(gb, 6);
 399
 400                 max_coded_values = SAMPLES_PER_FRAME - cmp->pos;
 401                 coded_values     = coded_values_per_component + 1;
 402                 coded_values     = FFMIN(max_coded_values, coded_values);
 403
 404                 scale_factor = ff_atrac_sf_table[sf_index] *
 405                                inv_max_quant[quant_step_index];
 406
 407                 read_quant_spectral_coeffs(gb, quant_step_index, coding_mode,
 408                                            mantissa, coded_values);
 409
 410                 cmp->num_coefs = coded_values;
 411
 412                 /* inverse quant */
 413                 for (m = 0; m < coded_values; m++)
 414                     cmp->coef[m] = mantissa[m] * scale_factor;
 415
 416                 component_count++;
 417             }
 418         }
 419     }
 420
 421     return component_count;
 422 }
 423
 424 /*
 425  * Decode gain parameters for the coded bands
 426  *
 427  * @param block      the gainblock for the current band
 428  * @param num_bands  amount of coded bands
 429  */
 430 static int decode_gain_control(GetBitContext *gb, GainBlock *block,
 431                                int num_bands)
 432 {
 433     int i, cf, num_data;
 434     int *level, *loc;
 435
 436     GainInfo *gain = block->g_block;
 437
 438     for (i = 0; i <= num_bands; i++) {
 439         num_data              = get_bits(gb, 3);
 440         gain[i].num_gain_data = num_data;
 441         level                 = gain[i].lev_code;
 442         loc                   = gain[i].loc_code;
 443
 444         for (cf = 0; cf < gain[i].num_gain_data; cf++) {
 445             level[cf] = get_bits(gb, 4);
 446             loc  [cf] = get_bits(gb, 5);
 447             if (cf && loc[cf] <= loc[cf - 1])
 448                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 449         }
 450     }
 451
 452     /* Clear the unused blocks. */
 453     for (; i < 4 ; i++)
 454         gain[i].num_gain_data = 0;
 455
 456     return 0;
 457 }
 458
 459 /*
 460  * Apply gain parameters and perform the MDCT overlapping part
 461  *
 462  * @param input   input buffer
 463  * @param prev    previous buffer to perform overlap against
 464  * @param output  output buffer
 465  * @param gain1   current band gain info
 466  * @param gain2   next band gain info
 467  */
 468 static void gain_compensate_and_overlap(float *input, float *prev,
 469                                         float *output, GainInfo *gain1,
 470                                         GainInfo *gain2)
 471 {
 472     float g1, g2, gain_inc;
 473     int i, j, num_data, start_loc, end_loc;
 474
 475
 476     if (gain2->num_gain_data == 0)
 477         g1 = 1.0;
 478     else
 479         g1 = gain_tab1[gain2->lev_code[0]];
 480
 481     if (gain1->num_gain_data == 0) {
 482         for (i = 0; i < 256; i++)
 483             output[i] = input[i] * g1 + prev[i];
 484     } else {
 485         num_data = gain1->num_gain_data;
 486         gain1->loc_code[num_data] = 32;
 487         gain1->lev_code[num_data] = 4;
 488
 489         for (i = 0, j = 0; i < num_data; i++) {
 490             start_loc = gain1->loc_code[i] * 8;
 491             end_loc   = start_loc + 8;
 492
 493             g2       = gain_tab1[gain1->lev_code[i]];
 494             gain_inc = gain_tab2[gain1->lev_code[i + 1] -
 495                                  gain1->lev_code[i    ] + 15];
 496
 497             /* interpolate */
 498             for (; j < start_loc; j++)
 499                 output[j] = (input[j] * g1 + prev[j]) * g2;
 500
 501             /* interpolation is done over eight samples */
 502             for (; j < end_loc; j++) {
 503                 output[j] = (input[j] * g1 + prev[j]) * g2;
 504                 g2 *= gain_inc;
 505             }
 506         }
 507
 508         for (; j < 256; j++)
 509             output[j] = input[j] * g1 + prev[j];
 510     }
 511
 512     /* Delay for the overlapping part. */
 513     memcpy(prev, &input[256], 256 * sizeof(float));
 514 }
 515
 516 /*
 517  * Combine the tonal band spectrum and regular band spectrum
 518  *
 519  * @param spectrum        output spectrum buffer
 520  * @param num_components  number of tonal components
 521  * @param components      tonal components for this band
 522  * @return                position of the last tonal coefficient
 523  */
 524 static int add_tonal_components(float *spectrum, int num_components,
 525                                 TonalComponent *components)
 526 {
 527     int i, j, last_pos = -1;
 528     float *input, *output;
 529
 530     for (i = 0; i < num_components; i++) {
 531         last_pos = FFMAX(components[i].pos + components[i].num_coefs, last_pos);
 532         input    = components[i].coef;
 533         output   = &spectrum[components[i].pos];
 534
 535         for (j = 0; j < components[i].num_coefs; j++)
 536             output[i] += input[i];
 537     }
 538
 539     return last_pos;
 540 }
 541
 542 #define INTERPOLATE(old, new, nsample) \
 543     ((old) + (nsample) * 0.125 * ((new) - (old)))
 544
 545 static void reverse_matrixing(float *su1, float *su2, int *prev_code,
 546                               int *curr_code)
 547 {
 548     int i, nsample, band;
 549     float mc1_l, mc1_r, mc2_l, mc2_r;
 550
 551     for (i = 0, band = 0; band < 4 * 256; band += 256, i++) {
 552         int s1 = prev_code[i];
 553         int s2 = curr_code[i];
 554         nsample = 0;
 555
 556         if (s1 != s2) {
 557             /* Selector value changed, interpolation needed. */
 558             mc1_l = matrix_coeffs[s1 * 2    ];
 559             mc1_r = matrix_coeffs[s1 * 2 + 1];
 560             mc2_l = matrix_coeffs[s2 * 2    ];
 561             mc2_r = matrix_coeffs[s2 * 2 + 1];
 562
 563             /* Interpolation is done over the first eight samples. */
 564             for (; nsample < 8; nsample++) {
 565                 float c1 = su1[band + nsample];
 566                 float c2 = su2[band + nsample];
 567                 c2 = c1 * INTERPOLATE(mc1_l, mc2_l, nsample) +
 568                      c2 * INTERPOLATE(mc1_r, mc2_r, nsample);
 569                 su1[band + nsample] = c2;
 570                 su2[band + nsample] = c1 * 2.0 - c2;
 571             }
 572         }
 573
 574         /* Apply the matrix without interpolation. */
 575         switch (s2) {
 576         case 0:     /* M/S decoding */
 577             for (; nsample < 256; nsample++) {
 578                 float c1 = su1[band + nsample];
 579                 float c2 = su2[band + nsample];
 580                 su1[band + nsample] =  c2       * 2.0;
 581                 su2[band + nsample] = (c1 - c2) * 2.0;
 582             }
 583             break;
 584         case 1:
 585             for (; nsample < 256; nsample++) {
 586                 float c1 = su1[band + nsample];
 587                 float c2 = su2[band + nsample];
 588                 su1[band + nsample] = (c1 + c2) *  2.0;
 589                 su2[band + nsample] =  c2       * -2.0;
 590             }
 591             break;
 592         case 2:
 593         case 3:
 594             for (; nsample < 256; nsample++) {
 595                 float c1 = su1[band + nsample];
 596                 float c2 = su2[band + nsample];
 597                 su1[band + nsample] = c1 + c2;
 598                 su2[band + nsample] = c1 - c2;
 599             }
 600             break;
 601         default:
 602             assert(0);
 603         }
 604     }
 605 }
 606
 607 static void get_channel_weights(int index, int flag, float ch[2])
 608 {
 609     if (index == 7) {
 610         ch[0] = 1.0;
 611         ch[1] = 1.0;
 612     } else {
 613         ch[0] = (index & 7) / 7.0;
 614         ch[1] = sqrt(2 - ch[0] * ch[0]);
 615         if (flag)
 616             FFSWAP(float, ch[0], ch[1]);
 617     }
 618 }
 619
 620 static void channel_weighting(float *su1, float *su2, int *p3)
 621 {
 622     int band, nsample;
 623     /* w[x][y] y=0 is left y=1 is right */
 624     float w[2][2];
 625
 626     if (p3[1] != 7 || p3[3] != 7) {
 627         get_channel_weights(p3[1], p3[0], w[0]);
 628         get_channel_weights(p3[3], p3[2], w[1]);
 629
 630         for (band = 1; band < 4; band++) {
 631             for (nsample = 0; nsample < 8; nsample++) {
 632                 su1[band * 256 + nsample] *= INTERPOLATE(w[0][0], w[0][1], nsample);
 633                 su2[band * 256 + nsample] *= INTERPOLATE(w[1][0], w[1][1], nsample);
 634             }
 635             for(; nsample < 256; nsample++) {
 636                 su1[band * 256  + nsample] *= w[1][0];
 637                 su2[band * 256  + nsample] *= w[1][1];
 638             }
 639         }
 640     }
 641 }
 642
 643 /*
 644  * Decode a Sound Unit
 645  *
 646  * @param snd           the channel unit to be used
 647  * @param output        the decoded samples before IQMF in float representation
 648  * @param channel_num   channel number
 649  * @param coding_mode   the coding mode (JOINT_STEREO or regular stereo/mono)
 650  */
 651 static int decode_channel_sound_unit(ATRAC3Context *q, GetBitContext *gb,
 652                                      ChannelUnit *snd, float *output,
 653                                      int channel_num, int coding_mode)
 654 {
 655     int band, ret, num_subbands, last_tonal, num_bands;
 656     GainBlock *gain1 = &snd->gain_block[    snd->gc_blk_switch];
 657     GainBlock *gain2 = &snd->gain_block[1 - snd->gc_blk_switch];
 658
 659     if (coding_mode == JOINT_STEREO && channel_num == 1) {
 660         if (get_bits(gb, 2) != 3) {
 661             av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"JS mono Sound Unit id != 3.\n");
 662             return AVERROR_INVALIDDATA;
 663         }
 664     } else {
 665         if (get_bits(gb, 6) != 0x28) {
 666             av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"Sound Unit id != 0x28.\n");
 667             return AVERROR_INVALIDDATA;
 668         }
 669     }
 670
 671     /* number of coded QMF bands */
 672     snd->bands_coded = get_bits(gb, 2);
 673
 674     ret = decode_gain_control(gb, gain2, snd->bands_coded);
 675     if (ret)
 676         return ret;
 677
 678     snd->num_components = decode_tonal_components(gb, snd->components,
 679                                                   snd->bands_coded);
 680     if (snd->num_components == -1)
 681         return -1;
 682
 683     num_subbands = decode_spectrum(gb, snd->spectrum);
 684
 685     /* Merge the decoded spectrum and tonal components. */
 686     last_tonal = add_tonal_components(snd->spectrum, snd->num_components,
 687                                       snd->components);
 688
 689
 690     /* calculate number of used MLT/QMF bands according to the amount of coded
 691        spectral lines */
 692     num_bands = (subband_tab[num_subbands] - 1) >> 8;
 693     if (last_tonal >= 0)
 694         num_bands = FFMAX((last_tonal + 256) >> 8, num_bands);
 695
 696
 697     /* Reconstruct time domain samples. */
 698     for (band = 0; band < 4; band++) {
 699         /* Perform the IMDCT step without overlapping. */
 700         if (band <= num_bands)
 701             imlt(q, &snd->spectrum[band * 256], snd->imdct_buf, band & 1);
 702         else
 703             memset(snd->imdct_buf, 0, 512 * sizeof(float));
 704
 705         /* gain compensation and overlapping */
 706         gain_compensate_and_overlap(snd->imdct_buf,
 707                                     &snd->prev_frame[band * 256],
 708                                     &output[band * 256],
 709                                     &gain1->g_block[band],
 710                                     &gain2->g_block[band]);
 711     }
 712
 713     /* Swap the gain control buffers for the next frame. */
 714     snd->gc_blk_switch ^= 1;
 715
 716     return 0;
 717 }
 718
 719 static int decode_frame(ATRAC3Context *q, const uint8_t *databuf,
 720                         float **out_samples)
 721 {
 722     int ret, i;
 723     uint8_t *ptr1;
 724
 725     if (q->coding_mode == JOINT_STEREO) {
 726         /* channel coupling mode */
 727         /* decode Sound Unit 1 */
 728         init_get_bits(&q->gb,databuf,q->bits_per_frame);
 729
 730         ret = decode_channel_sound_unit(q, &q->gb, q->units, out_samples[0], 0,
 731                                         JOINT_STEREO);
 732         if (ret != 0)
 733             return ret;
 734
 735         /* Framedata of the su2 in the joint-stereo mode is encoded in
 736          * reverse byte order so we need to swap it first. */
 737         if (databuf == q->decoded_bytes_buffer) {
 738             uint8_t *ptr2 = q->decoded_bytes_buffer + q->bytes_per_frame - 1;
 739             ptr1          = q->decoded_bytes_buffer;
 740             for (i = 0; i < q->bytes_per_frame / 2; i++, ptr1++, ptr2--)
 741                 FFSWAP(uint8_t, *ptr1, *ptr2);
 742         } else {
 743             const uint8_t *ptr2 = databuf + q->bytes_per_frame - 1;
 744             for (i = 0; i < q->bytes_per_frame; i++)
 745                 q->decoded_bytes_buffer[i] = *ptr2--;
 746         }
 747
 748         /* Skip the sync codes (0xF8). */
 749         ptr1 = q->decoded_bytes_buffer;
 750         for (i = 4; *ptr1 == 0xF8; i++, ptr1++) {
 751             if (i >= q->bytes_per_frame)
 752                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 753         }
 754
 755
 756         /* set the bitstream reader at the start of the second Sound Unit*/
 757         init_get_bits(&q->gb, ptr1, q->bits_per_frame);
 758
 759         /* Fill the Weighting coeffs delay buffer */
 760         memmove(q->weighting_delay, &q->weighting_delay[2], 4 * sizeof(int));
 761         q->weighting_delay[4] = get_bits1(&q->gb);
 762         q->weighting_delay[5] = get_bits(&q->gb, 3);
 763
 764         for (i = 0; i < 4; i++) {
 765             q->matrix_coeff_index_prev[i] = q->matrix_coeff_index_now[i];
 766             q->matrix_coeff_index_now[i]  = q->matrix_coeff_index_next[i];
 767             q->matrix_coeff_index_next[i] = get_bits(&q->gb, 2);
 768         }
 769
 770         /* Decode Sound Unit 2. */
 771         ret = decode_channel_sound_unit(q, &q->gb, &q->units[1],
 772                                         out_samples[1], 1, JOINT_STEREO);
 773         if (ret != 0)
 774             return ret;
 775
 776         /* Reconstruct the channel coefficients. */
 777         reverse_matrixing(out_samples[0], out_samples[1],
 778                           q->matrix_coeff_index_prev,
 779                           q->matrix_coeff_index_now);
 780
 781         channel_weighting(out_samples[0], out_samples[1], q->weighting_delay);
 782     } else {
 783         /* normal stereo mode or mono */
 784         /* Decode the channel sound units. */
 785         for (i = 0; i < q->channels; i++) {
 786             /* Set the bitstream reader at the start of a channel sound unit. */
 787             init_get_bits(&q->gb,
 788                           databuf + i * q->bytes_per_frame / q->channels,
 789                           q->bits_per_frame / q->channels);
 790
 791             ret = decode_channel_sound_unit(q, &q->gb, &q->units[i],
 792                                             out_samples[i], i, q->coding_mode);
 793             if (ret != 0)
 794                 return ret;
 795         }
 796     }
 797
 798     /* Apply the iQMF synthesis filter. */
 799     for (i = 0; i < q->channels; i++) {
 800         float *p1 = out_samples[i];
 801         float *p2 = p1 + 256;
 802         float *p3 = p2 + 256;
 803         float *p4 = p3 + 256;
 804         ff_atrac_iqmf(p1, p2, 256, p1, q->units[i].delay_buf1, q->temp_buf);
 805         ff_atrac_iqmf(p4, p3, 256, p3, q->units[i].delay_buf2, q->temp_buf);
 806         ff_atrac_iqmf(p1, p3, 512, p1, q->units[i].delay_buf3, q->temp_buf);
 807     }
 808
 809     return 0;
 810 }
 811
 812 static int atrac3_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 813                                int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
 814 {
 815     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 816     int buf_size = avpkt->size;
 817     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
 818     int ret;
 819     const uint8_t *databuf;
 820
 821     if (buf_size < avctx->block_align) {
 822         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 823                "Frame too small (%d bytes). Truncated file?\n", buf_size);
 824         return AVERROR_INVALIDDATA;
 825     }
 826
 827     /* get output buffer */
 828     q->frame.nb_samples = SAMPLES_PER_FRAME;
 829     if ((ret = avctx->get_buffer(avctx, &q->frame)) < 0) {
 830         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
 831         return ret;
 832     }
 833
 834     /* Check if we need to descramble and what buffer to pass on. */
 835     if (q->scrambled_stream) {
 836         decode_bytes(buf, q->decoded_bytes_buffer, avctx->block_align);
 837         databuf = q->decoded_bytes_buffer;
 838     } else {
 839         databuf = buf;
 840     }
 841
 842     ret = decode_frame(q, databuf, (float **)q->frame.extended_data);
 843     if (ret) {
 844         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Frame decoding error!\n");
 845         return ret;
 846     }
 847
 848     *got_frame_ptr   = 1;
 849     *(AVFrame *)data = q->frame;
 850
 851     return avctx->block_align;
 852 }
 853
 854 static av_cold int atrac3_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 855 {
 856     int i, ret;
 857     const uint8_t *edata_ptr = avctx->extradata;
 858     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
 859     static VLC_TYPE atrac3_vlc_table[4096][2];
 860     static int vlcs_initialized = 0;
 861
 862     /* Take data from the AVCodecContext (RM container). */
 863     q->sample_rate     = avctx->sample_rate;
 864     q->channels        = avctx->channels;
 865     q->bit_rate        = avctx->bit_rate;
 866     q->bits_per_frame  = avctx->block_align * 8;
 867     q->bytes_per_frame = avctx->block_align;
 868
 869     /* Take care of the codec-specific extradata. */
 870     if (avctx->extradata_size == 14) {
 871         /* Parse the extradata, WAV format */
 872         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "[0-1] %d\n",
 873                bytestream_get_le16(&edata_ptr));  // Unknown value always 1
 874         q->samples_per_channel = bytestream_get_le32(&edata_ptr);
 875         q->coding_mode = bytestream_get_le16(&edata_ptr);
 876         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG,"[8-9] %d\n",
 877                bytestream_get_le16(&edata_ptr));  //Dupe of coding mode
 878         q->frame_factor = bytestream_get_le16(&edata_ptr);  // Unknown always 1
 879         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG,"[12-13] %d\n",
 880                bytestream_get_le16(&edata_ptr));  // Unknown always 0
 881
 882         /* setup */
 883         q->samples_per_frame = SAMPLES_PER_FRAME * q->channels;
 884         q->version           = 4;
 885         q->delay             = 0x88E;
 886         q->coding_mode       = q->coding_mode ? JOINT_STEREO : STEREO;
 887         q->scrambled_stream  = 0;
 888
 889         if (q->bytes_per_frame !=  96 * q->channels * q->frame_factor &&
 890             q->bytes_per_frame != 152 * q->channels * q->frame_factor &&
 891             q->bytes_per_frame != 192 * q->channels * q->frame_factor) {
 892             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown frame/channel/frame_factor "
 893                    "configuration %d/%d/%d\n", q->bytes_per_frame, q->channels,
 894                    q->frame_factor);
 895             return AVERROR_INVALIDDATA;
 896         }
 897     } else if (avctx->extradata_size == 10) {
 898         /* Parse the extradata, RM format. */
 899         q->version             = bytestream_get_be32(&edata_ptr);
 900         q->samples_per_frame   = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
 901         q->delay               = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
 902         q->coding_mode         = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
 903         q->samples_per_channel = q->samples_per_frame / q->channels;
 904         q->scrambled_stream    = 1;
 905
 906     } else {
 907         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Unknown extradata size %d.\n",
 908                avctx->extradata_size);
 909     }
 910
 911     /* Check the extradata */
 912
 913     if (q->version != 4) {
 914         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Version %d != 4.\n", q->version);
 915         return AVERROR_INVALIDDATA;
 916     }
 917
 918     if (q->samples_per_frame != SAMPLES_PER_FRAME &&
 919         q->samples_per_frame != SAMPLES_PER_FRAME * 2) {
 920         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown amount of samples per frame %d.\n",
 921                q->samples_per_frame);
 922         return AVERROR_INVALIDDATA;
 923     }
 924
 925     if (q->delay != 0x88E) {
 926         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown amount of delay %x != 0x88E.\n",
 927                q->delay);
 928         return AVERROR_INVALIDDATA;
 929     }
 930
 931     if (q->coding_mode == STEREO)
 932         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Normal stereo detected.\n");
 933     else if (q->coding_mode == JOINT_STEREO)
 934         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Joint stereo detected.\n");
 935     else {
 936         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown channel coding mode %x!\n",
 937                q->coding_mode);
 938         return AVERROR_INVALIDDATA;
 939     }
 940
 941     if (avctx->channels <= 0 || avctx->channels > 2) {
 942         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Channel configuration error!\n");
 943         return AVERROR(EINVAL);
 944     }
 945
 946     if (avctx->block_align >= UINT_MAX / 2)
 947         return AVERROR(EINVAL);
 948
 949     q->decoded_bytes_buffer = av_mallocz(avctx->block_align +
 950                                          (4 - avctx->block_align % 4) +
 951                                          FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 952     if (q->decoded_bytes_buffer == NULL)
 953         return AVERROR(ENOMEM);
 954
 955
 956     /* Initialize the VLC tables. */
 957     if (!vlcs_initialized) {
 958         for (i = 0; i < 7; i++) {
 959             spectral_coeff_tab[i].table = &atrac3_vlc_table[atrac3_vlc_offs[i]];
 960             spectral_coeff_tab[i].table_allocated = atrac3_vlc_offs[i + 1] -
 961                                                     atrac3_vlc_offs[i    ];
 962             init_vlc(&spectral_coeff_tab[i], 9, huff_tab_sizes[i],
 963                      huff_bits[i], 1, 1,
 964                      huff_codes[i], 1, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC);
 965         }
 966         vlcs_initialized = 1;
 967     }
 968
 969     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLTP;
 970
 971     if ((ret = init_atrac3_transforms(q))) {
 972         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error initializing MDCT\n");
 973         av_freep(&q->decoded_bytes_buffer);
 974         return ret;
 975     }
 976
 977     ff_atrac_generate_tables();
 978
 979     /* Generate gain tables */
 980     for (i = 0; i < 16; i++)
 981         gain_tab1[i] = powf(2.0, (4 - i));
 982
 983     for (i = -15; i < 16; i++)
 984         gain_tab2[i + 15] = powf(2.0, i * -0.125);
 985
 986     /* init the joint-stereo decoding data */
 987     q->weighting_delay[0] = 0;
 988     q->weighting_delay[1] = 7;
 989     q->weighting_delay[2] = 0;
 990     q->weighting_delay[3] = 7;
 991     q->weighting_delay[4] = 0;
 992     q->weighting_delay[5] = 7;
 993
 994     for (i = 0; i < 4; i++) {
 995         q->matrix_coeff_index_prev[i] = 3;
 996         q->matrix_coeff_index_now[i]  = 3;
 997         q->matrix_coeff_index_next[i] = 3;
 998     }
 999
1000     avpriv_float_dsp_init(&q->fdsp, avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT);
1001     ff_fmt_convert_init(&q->fmt_conv, avctx);
1002
1003     q->units = av_mallocz(sizeof(ChannelUnit) * q->channels);
1004     if (!q->units) {
1005         atrac3_decode_close(avctx);
1006         return AVERROR(ENOMEM);
1007     }
1008
1009     avcodec_get_frame_defaults(&q->frame);
1010     avctx->coded_frame = &q->frame;
1011
1012     return 0;
1013 }
1014
1015 AVCodec ff_atrac3_decoder = {
1016     .name             = "atrac3",
1017     .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1018     .id               = AV_CODEC_ID_ATRAC3,
1019     .priv_data_size   = sizeof(ATRAC3Context),
1020     .init             = atrac3_decode_init,
1021     .close            = atrac3_decode_close,
1022     .decode           = atrac3_decode_frame,
1023     .capabilities     = CODEC_CAP_SUBFRAMES | CODEC_CAP_DR1,
1024     .long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Atrac 3 (Adaptive TRansform Acoustic Coding 3)"),
1025     .sample_fmts      = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
1026                                                         AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1027 };