git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/mpegaudiodec.c

   1 /*
   2  * MPEG Audio decoder
   3  * Copyright (c) 2001, 2002 Fabrice Bellard.
   4  *
   5  * This library is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   7  * License as published by the Free Software Foundation; either
   8  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13  * Lesser General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  16  * License along with this library; if not, write to the Free Software
  17  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  18  */
  19 //#define DEBUG
  20 #include "avcodec.h"
  21 #include "mpegaudio.h"
  22
  23 /*
  24  * TODO:
  25  *  - in low precision mode, use more 16 bit multiplies in synth filter
  26  *  - test lsf / mpeg25 extensively.
  27  */
  28
  29 /* define USE_HIGHPRECISION to have a bit exact (but slower) mpeg
  30    audio decoder */
  31 #ifdef CONFIG_MPEGAUDIO_HP
  32 #define USE_HIGHPRECISION
  33 #endif
  34
  35 #ifdef USE_HIGHPRECISION
  36 #define FRAC_BITS   23   /* fractional bits for sb_samples and dct */
  37 #define WFRAC_BITS  16   /* fractional bits for window */
  38 #else
  39 #define FRAC_BITS   15   /* fractional bits for sb_samples and dct */
  40 #define WFRAC_BITS  14   /* fractional bits for window */
  41 #endif
  42
  43 #define FRAC_ONE    (1 << FRAC_BITS)
  44
  45 #define MULL(a,b) (((INT64)(a) * (INT64)(b)) >> FRAC_BITS)
  46 #define MUL64(a,b) ((INT64)(a) * (INT64)(b))
  47 #define FIX(a)   ((int)((a) * FRAC_ONE))
  48 /* WARNING: only correct for posititive numbers */
  49 #define FIXR(a)   ((int)((a) * FRAC_ONE + 0.5))
  50 #define FRAC_RND(a) (((a) + (FRAC_ONE/2)) >> FRAC_BITS)
  51
  52 #if FRAC_BITS <= 15
  53 typedef INT16 MPA_INT;
  54 #else
  55 typedef INT32 MPA_INT;
  56 #endif
  57
  58 /****************/
  59
  60 #define HEADER_SIZE 4
  61 #define BACKSTEP_SIZE 512
  62
  63 typedef struct MPADecodeContext {
  64     UINT8 inbuf1[2][MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE + BACKSTEP_SIZE];  /* input buffer */
  65     int inbuf_index;
  66     UINT8 *inbuf_ptr, *inbuf;
  67     int frame_size;
  68     int free_format_frame_size; /* frame size in case of free format
  69                                    (zero if currently unknown) */
  70     /* next header (used in free format parsing) */
  71     UINT32 free_format_next_header;
  72     int error_protection;
  73     int layer;
  74     int sample_rate;
  75     int sample_rate_index; /* between 0 and 8 */
  76     int bit_rate;
  77     int old_frame_size;
  78     GetBitContext gb;
  79     int nb_channels;
  80     int mode;
  81     int mode_ext;
  82     int lsf;
  83     MPA_INT synth_buf[MPA_MAX_CHANNELS][512 * 2];
  84     int synth_buf_offset[MPA_MAX_CHANNELS];
  85     INT32 sb_samples[MPA_MAX_CHANNELS][36][SBLIMIT];
  86     INT32 mdct_buf[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT * 18]; /* previous samples, for layer 3 MDCT */
  87 #ifdef DEBUG
  88     int frame_count;
  89 #endif
  90 } MPADecodeContext;
  91
  92 /* layer 3 "granule" */
  93 typedef struct GranuleDef {
  94     UINT8 scfsi;
  95     int part2_3_length;
  96     int big_values;
  97     int global_gain;
  98     int scalefac_compress;
  99     UINT8 block_type;
 100     UINT8 switch_point;
 101     int table_select[3];
 102     int subblock_gain[3];
 103     UINT8 scalefac_scale;
 104     UINT8 count1table_select;
 105     int region_size[3]; /* number of huffman codes in each region */
 106     int preflag;
 107     int short_start, long_end; /* long/short band indexes */
 108     UINT8 scale_factors[40];
 109     INT32 sb_hybrid[SBLIMIT * 18]; /* 576 samples */
 110 } GranuleDef;
 111
 112 #define MODE_EXT_MS_STEREO 2
 113 #define MODE_EXT_I_STEREO  1
 114
 115 /* layer 3 huffman tables */
 116 typedef struct HuffTable {
 117     int xsize;
 118     const UINT8 *bits;
 119     const UINT16 *codes;
 120 } HuffTable;
 121
 122 #include "mpegaudiodectab.h"
 123
 124 /* vlc structure for decoding layer 3 huffman tables */
 125 static VLC huff_vlc[16];
 126 static UINT8 *huff_code_table[16];
 127 static VLC huff_quad_vlc[2];
 128 /* computed from band_size_long */
 129 static UINT16 band_index_long[9][23];
 130 /* XXX: free when all decoders are closed */
 131 #define TABLE_4_3_SIZE (8191 + 16)
 132 static INT8  *table_4_3_exp;
 133 #if FRAC_BITS <= 15
 134 static UINT16 *table_4_3_value;
 135 #else
 136 static UINT32 *table_4_3_value;
 137 #endif
 138 /* intensity stereo coef table */
 139 static INT32 is_table[2][16];
 140 static INT32 is_table_lsf[2][2][16];
 141 static INT32 csa_table[8][2];
 142 static INT32 mdct_win[8][36];
 143
 144 /* lower 2 bits: modulo 3, higher bits: shift */
 145 static UINT16 scale_factor_modshift[64];
 146 /* [i][j]:  2^(-j/3) * FRAC_ONE * 2^(i+2) / (2^(i+2) - 1) */
 147 static INT32 scale_factor_mult[15][3];
 148 /* mult table for layer 2 group quantization */
 149
 150 #define SCALE_GEN(v) \
 151 { FIXR(1.0 * (v)), FIXR(0.7937005259 * (v)), FIXR(0.6299605249 * (v)) }
 152
 153 static INT32 scale_factor_mult2[3][3] = {
 154     SCALE_GEN(4.0 / 3.0), /* 3 steps */
 155     SCALE_GEN(4.0 / 5.0), /* 5 steps */
 156     SCALE_GEN(4.0 / 9.0), /* 9 steps */
 157 };
 158
 159 /* 2^(n/4) */
 160 static UINT32 scale_factor_mult3[4] = {
 161     FIXR(1.0),
 162     FIXR(1.18920711500272106671),
 163     FIXR(1.41421356237309504880),
 164     FIXR(1.68179283050742908605),
 165 };
 166
 167 static MPA_INT window[512];
 168
 169 /* layer 1 unscaling */
 170 /* n = number of bits of the mantissa minus 1 */
 171 static inline int l1_unscale(int n, int mant, int scale_factor)
 172 {
 173     int shift, mod;
 174     INT64 val;
 175
 176     shift = scale_factor_modshift[scale_factor];
 177     mod = shift & 3;
 178     shift >>= 2;
 179     val = MUL64(mant + (-1 << n) + 1, scale_factor_mult[n-1][mod]);
 180     shift += n;
 181     /* NOTE: at this point, 1 <= shift >= 21 + 15 */
 182     return (int)((val + (1LL << (shift - 1))) >> shift);
 183 }
 184
 185 static inline int l2_unscale_group(int steps, int mant, int scale_factor)
 186 {
 187     int shift, mod, val;
 188
 189     shift = scale_factor_modshift[scale_factor];
 190     mod = shift & 3;
 191     shift >>= 2;
 192
 193     val = (mant - (steps >> 1)) * scale_factor_mult2[steps >> 2][mod];
 194     /* NOTE: at this point, 0 <= shift <= 21 */
 195     if (shift > 0)
 196         val = (val + (1 << (shift - 1))) >> shift;
 197     return val;
 198 }
 199
 200 /* compute value^(4/3) * 2^(exponent/4). It normalized to FRAC_BITS */
 201 static inline int l3_unscale(int value, int exponent)
 202 {
 203 #if FRAC_BITS <= 15
 204     unsigned int m;
 205 #else
 206     UINT64 m;
 207 #endif
 208     int e;
 209
 210     e = table_4_3_exp[value];
 211     e += (exponent >> 2);
 212     e = FRAC_BITS - e;
 213 #if FRAC_BITS <= 15
 214     if (e > 31)
 215         e = 31;
 216 #endif
 217     m = table_4_3_value[value];
 218 #if FRAC_BITS <= 15
 219     m = (m * scale_factor_mult3[exponent & 3]);
 220     m = (m + (1 << (e-1))) >> e;
 221     return m;
 222 #else
 223     m = MUL64(m, scale_factor_mult3[exponent & 3]);
 224     m = (m + (UINT64_C(1) << (e-1))) >> e;
 225     return m;
 226 #endif
 227 }
 228
 229 /* all integer n^(4/3) computation code */
 230 #define DEV_ORDER 13
 231
 232 #define POW_FRAC_BITS 24
 233 #define POW_FRAC_ONE    (1 << POW_FRAC_BITS)
 234 #define POW_FIX(a)   ((int)((a) * POW_FRAC_ONE))
 235 #define POW_MULL(a,b) (((INT64)(a) * (INT64)(b)) >> POW_FRAC_BITS)
 236
 237 static int dev_4_3_coefs[DEV_ORDER];
 238
 239 static int pow_mult3[3] = {
 240     POW_FIX(1.0),
 241     POW_FIX(1.25992104989487316476),
 242     POW_FIX(1.58740105196819947474),
 243 };
 244
 245 static void int_pow_init(void)
 246 {
 247     int i, a;
 248
 249     a = POW_FIX(1.0);
 250     for(i=0;i<DEV_ORDER;i++) {
 251         a = POW_MULL(a, POW_FIX(4.0 / 3.0) - i * POW_FIX(1.0)) / (i + 1);
 252         dev_4_3_coefs[i] = a;
 253     }
 254 }
 255
 256 /* return the mantissa and the binary exponent */
 257 static int int_pow(int i, int *exp_ptr)
 258 {
 259     int e, er, eq, j;
 260     int a, a1;
 261
 262     /* renormalize */
 263     a = i;
 264     e = POW_FRAC_BITS;
 265     while (a < (1 << (POW_FRAC_BITS - 1))) {
 266         a = a << 1;
 267         e--;
 268     }
 269     a -= (1 << POW_FRAC_BITS);
 270     a1 = 0;
 271     for(j = DEV_ORDER - 1; j >= 0; j--)
 272         a1 = POW_MULL(a, dev_4_3_coefs[j] + a1);
 273     a = (1 << POW_FRAC_BITS) + a1;
 274     /* exponent compute (exact) */
 275     e = e * 4;
 276     er = e % 3;
 277     eq = e / 3;
 278     a = POW_MULL(a, pow_mult3[er]);
 279     while (a >= 2 * POW_FRAC_ONE) {
 280         a = a >> 1;
 281         eq++;
 282     }
 283     /* convert to float */
 284     while (a < POW_FRAC_ONE) {
 285         a = a << 1;
 286         eq--;
 287     }
 288     /* now POW_FRAC_ONE <= a < 2 * POW_FRAC_ONE */
 289 #if POW_FRAC_BITS > FRAC_BITS
 290     a = (a + (1 << (POW_FRAC_BITS - FRAC_BITS - 1))) >> (POW_FRAC_BITS - FRAC_BITS);
 291     /* correct overflow */
 292     if (a >= 2 * (1 << FRAC_BITS)) {
 293         a = a >> 1;
 294         eq++;
 295     }
 296 #endif
 297     *exp_ptr = eq;
 298     return a;
 299 }
 300
 301 static int decode_init(AVCodecContext * avctx)
 302 {
 303     MPADecodeContext *s = avctx->priv_data;
 304     static int init;
 305     int i, j, k;
 306
 307     if(!init) {
 308         /* scale factors table for layer 1/2 */
 309         for(i=0;i<64;i++) {
 310             int shift, mod;
 311             /* 1.0 (i = 3) is normalized to 2 ^ FRAC_BITS */
 312             shift = (i / 3);
 313             mod = i % 3;
 314             scale_factor_modshift[i] = mod | (shift << 2);
 315         }
 316
 317         /* scale factor multiply for layer 1 */
 318         for(i=0;i<15;i++) {
 319             int n, norm;
 320             n = i + 2;
 321             norm = ((INT64_C(1) << n) * FRAC_ONE) / ((1 << n) - 1);
 322             scale_factor_mult[i][0] = MULL(FIXR(1.0 * 2.0), norm);
 323             scale_factor_mult[i][1] = MULL(FIXR(0.7937005259 * 2.0), norm);
 324             scale_factor_mult[i][2] = MULL(FIXR(0.6299605249 * 2.0), norm);
 325             dprintf("%d: norm=%x s=%x %x %x\n",
 326                     i, norm,
 327                     scale_factor_mult[i][0],
 328                     scale_factor_mult[i][1],
 329                     scale_factor_mult[i][2]);
 330         }
 331
 332         /* window */
 333         /* max = 18760, max sum over all 16 coefs : 44736 */
 334         for(i=0;i<257;i++) {
 335             int v;
 336             v = mpa_enwindow[i];
 337 #if WFRAC_BITS < 16
 338             v = (v + (1 << (16 - WFRAC_BITS - 1))) >> (16 - WFRAC_BITS);
 339 #endif
 340             window[i] = v;
 341             if ((i & 63) != 0)
 342                 v = -v;
 343             if (i != 0)
 344                 window[512 - i] = v;
 345         }
 346
 347         /* huffman decode tables */
 348         huff_code_table[0] = NULL;
 349         for(i=1;i<16;i++) {
 350             const HuffTable *h = &mpa_huff_tables[i];
 351             int xsize, n, x, y;
 352             UINT8 *code_table;
 353
 354             xsize = h->xsize;
 355             n = xsize * xsize;
 356             /* XXX: fail test */
 357             init_vlc(&huff_vlc[i], 8, n,
 358                      h->bits, 1, 1, h->codes, 2, 2);
 359
 360             code_table = av_mallocz(n);
 361             j = 0;
 362             for(x=0;x<xsize;x++) {
 363                 for(y=0;y<xsize;y++)
 364                     code_table[j++] = (x << 4) | y;
 365             }
 366             huff_code_table[i] = code_table;
 367         }
 368         for(i=0;i<2;i++) {
 369             init_vlc(&huff_quad_vlc[i], i == 0 ? 7 : 4, 16,
 370                      mpa_quad_bits[i], 1, 1, mpa_quad_codes[i], 1, 1);
 371         }
 372
 373         for(i=0;i<9;i++) {
 374             k = 0;
 375             for(j=0;j<22;j++) {
 376                 band_index_long[i][j] = k;
 377                 k += band_size_long[i][j];
 378             }
 379             band_index_long[i][22] = k;
 380         }
 381
 382         /* compute n ^ (4/3) and store it in mantissa/exp format */
 383         table_4_3_exp = av_mallocz(TABLE_4_3_SIZE *
 384                                    sizeof(table_4_3_exp[0]));
 385         if (!table_4_3_exp)
 386             return -1;
 387         table_4_3_value = av_mallocz(TABLE_4_3_SIZE *
 388                                      sizeof(table_4_3_value[0]));
 389         if (!table_4_3_value) {
 390             av_free(table_4_3_exp);
 391             return -1;
 392         }
 393
 394         int_pow_init();
 395         for(i=1;i<TABLE_4_3_SIZE;i++) {
 396             int e, m;
 397             m = int_pow(i, &e);
 398 #if 0
 399             /* test code */
 400             {
 401                 double f, fm;
 402                 int e1, m1;
 403                 f = pow((double)i, 4.0 / 3.0);
 404                 fm = frexp(f, &e1);
 405                 m1 = FIXR(2 * fm);
 406 #if FRAC_BITS <= 15
 407                 if ((unsigned short)m1 != m1) {
 408                     m1 = m1 >> 1;
 409                     e1++;
 410                 }
 411 #endif
 412                 e1--;
 413                 if (m != m1 || e != e1) {
 414                     printf("%4d: m=%x m1=%x e=%d e1=%d\n",
 415                            i, m, m1, e, e1);
 416                 }
 417             }
 418 #endif
 419             /* normalized to FRAC_BITS */
 420             table_4_3_value[i] = m;
 421             table_4_3_exp[i] = e;
 422         }
 423
 424         for(i=0;i<7;i++) {
 425             float f;
 426             int v;
 427             if (i != 6) {
 428                 f = tan((double)i * M_PI / 12.0);
 429                 v = FIXR(f / (1.0 + f));
 430             } else {
 431                 v = FIXR(1.0);
 432             }
 433             is_table[0][i] = v;
 434             is_table[1][6 - i] = v;
 435         }
 436         /* invalid values */
 437         for(i=7;i<16;i++)
 438             is_table[0][i] = is_table[1][i] = 0.0;
 439
 440         for(i=0;i<16;i++) {
 441             double f;
 442             int e, k;
 443
 444             for(j=0;j<2;j++) {
 445                 e = -(j + 1) * ((i + 1) >> 1);
 446                 f = pow(2.0, e / 4.0);
 447                 k = i & 1;
 448                 is_table_lsf[j][k ^ 1][i] = FIXR(f);
 449                 is_table_lsf[j][k][i] = FIXR(1.0);
 450                 dprintf("is_table_lsf %d %d: %x %x\n",
 451                         i, j, is_table_lsf[j][0][i], is_table_lsf[j][1][i]);
 452             }
 453         }
 454
 455         for(i=0;i<8;i++) {
 456             float ci, cs, ca;
 457             ci = ci_table[i];
 458             cs = 1.0 / sqrt(1.0 + ci * ci);
 459             ca = cs * ci;
 460             csa_table[i][0] = FIX(cs);
 461             csa_table[i][1] = FIX(ca);
 462         }
 463
 464         /* compute mdct windows */
 465         for(i=0;i<36;i++) {
 466             int v;
 467             v = FIXR(sin(M_PI * (i + 0.5) / 36.0));
 468             mdct_win[0][i] = v;
 469             mdct_win[1][i] = v;
 470             mdct_win[3][i] = v;
 471         }
 472         for(i=0;i<6;i++) {
 473             mdct_win[1][18 + i] = FIXR(1.0);
 474             mdct_win[1][24 + i] = FIXR(sin(M_PI * ((i + 6) + 0.5) / 12.0));
 475             mdct_win[1][30 + i] = FIXR(0.0);
 476
 477             mdct_win[3][i] = FIXR(0.0);
 478             mdct_win[3][6 + i] = FIXR(sin(M_PI * (i + 0.5) / 12.0));
 479             mdct_win[3][12 + i] = FIXR(1.0);
 480         }
 481
 482         for(i=0;i<12;i++)
 483             mdct_win[2][i] = FIXR(sin(M_PI * (i + 0.5) / 12.0));
 484
 485         /* NOTE: we do frequency inversion adter the MDCT by changing
 486            the sign of the right window coefs */
 487         for(j=0;j<4;j++) {
 488             for(i=0;i<36;i+=2) {
 489                 mdct_win[j + 4][i] = mdct_win[j][i];
 490                 mdct_win[j + 4][i + 1] = -mdct_win[j][i + 1];
 491             }
 492         }
 493
 494 #if defined(DEBUG)
 495         for(j=0;j<8;j++) {
 496             printf("win%d=\n", j);
 497             for(i=0;i<36;i++)
 498                 printf("%f, ", (double)mdct_win[j][i] / FRAC_ONE);
 499             printf("\n");
 500         }
 501 #endif
 502         init = 1;
 503     }
 504
 505     s->inbuf_index = 0;
 506     s->inbuf = &s->inbuf1[s->inbuf_index][BACKSTEP_SIZE];
 507     s->inbuf_ptr = s->inbuf;
 508 #ifdef DEBUG
 509     s->frame_count = 0;
 510 #endif
 511     return 0;
 512 }
 513
 514 /* tab[i][j] = 1.0 / (2.0 * cos(pi*(2*k+1) / 2^(6 - j))) */;
 515
 516 /* cos(i*pi/64) */
 517
 518 #define COS0_0  FIXR(0.50060299823519630134)
 519 #define COS0_1  FIXR(0.50547095989754365998)
 520 #define COS0_2  FIXR(0.51544730992262454697)
 521 #define COS0_3  FIXR(0.53104259108978417447)
 522 #define COS0_4  FIXR(0.55310389603444452782)
 523 #define COS0_5  FIXR(0.58293496820613387367)
 524 #define COS0_6  FIXR(0.62250412303566481615)
 525 #define COS0_7  FIXR(0.67480834145500574602)
 526 #define COS0_8  FIXR(0.74453627100229844977)
 527 #define COS0_9  FIXR(0.83934964541552703873)
 528 #define COS0_10 FIXR(0.97256823786196069369)
 529 #define COS0_11 FIXR(1.16943993343288495515)
 530 #define COS0_12 FIXR(1.48416461631416627724)
 531 #define COS0_13 FIXR(2.05778100995341155085)
 532 #define COS0_14 FIXR(3.40760841846871878570)
 533 #define COS0_15 FIXR(10.19000812354805681150)
 534
 535 #define COS1_0 FIXR(0.50241928618815570551)
 536 #define COS1_1 FIXR(0.52249861493968888062)
 537 #define COS1_2 FIXR(0.56694403481635770368)
 538 #define COS1_3 FIXR(0.64682178335999012954)
 539 #define COS1_4 FIXR(0.78815462345125022473)
 540 #define COS1_5 FIXR(1.06067768599034747134)
 541 #define COS1_6 FIXR(1.72244709823833392782)
 542 #define COS1_7 FIXR(5.10114861868916385802)
 543
 544 #define COS2_0 FIXR(0.50979557910415916894)
 545 #define COS2_1 FIXR(0.60134488693504528054)
 546 #define COS2_2 FIXR(0.89997622313641570463)
 547 #define COS2_3 FIXR(2.56291544774150617881)
 548
 549 #define COS3_0 FIXR(0.54119610014619698439)
 550 #define COS3_1 FIXR(1.30656296487637652785)
 551
 552 #define COS4_0 FIXR(0.70710678118654752439)
 553
 554 /* butterfly operator */
 555 #define BF(a, b, c)\
 556 {\
 557     tmp0 = tab[a] + tab[b];\
 558     tmp1 = tab[a] - tab[b];\
 559     tab[a] = tmp0;\
 560     tab[b] = MULL(tmp1, c);\
 561 }
 562
 563 #define BF1(a, b, c, d)\
 564 {\
 565     BF(a, b, COS4_0);\
 566     BF(c, d, -COS4_0);\
 567     tab[c] += tab[d];\
 568 }
 569
 570 #define BF2(a, b, c, d)\
 571 {\
 572     BF(a, b, COS4_0);\
 573     BF(c, d, -COS4_0);\
 574     tab[c] += tab[d];\
 575     tab[a] += tab[c];\
 576     tab[c] += tab[b];\
 577     tab[b] += tab[d];\
 578 }
 579
 580 #define ADD(a, b) tab[a] += tab[b]
 581
 582 /* DCT32 without 1/sqrt(2) coef zero scaling. */
 583 static void dct32(INT32 *out, INT32 *tab)
 584 {
 585     int tmp0, tmp1;
 586
 587     /* pass 1 */
 588     BF(0, 31, COS0_0);
 589     BF(1, 30, COS0_1);
 590     BF(2, 29, COS0_2);
 591     BF(3, 28, COS0_3);
 592     BF(4, 27, COS0_4);
 593     BF(5, 26, COS0_5);
 594     BF(6, 25, COS0_6);
 595     BF(7, 24, COS0_7);
 596     BF(8, 23, COS0_8);
 597     BF(9, 22, COS0_9);
 598     BF(10, 21, COS0_10);
 599     BF(11, 20, COS0_11);
 600     BF(12, 19, COS0_12);
 601     BF(13, 18, COS0_13);
 602     BF(14, 17, COS0_14);
 603     BF(15, 16, COS0_15);
 604
 605     /* pass 2 */
 606     BF(0, 15, COS1_0);
 607     BF(1, 14, COS1_1);
 608     BF(2, 13, COS1_2);
 609     BF(3, 12, COS1_3);
 610     BF(4, 11, COS1_4);
 611     BF(5, 10, COS1_5);
 612     BF(6,  9, COS1_6);
 613     BF(7,  8, COS1_7);
 614
 615     BF(16, 31, -COS1_0);
 616     BF(17, 30, -COS1_1);
 617     BF(18, 29, -COS1_2);
 618     BF(19, 28, -COS1_3);
 619     BF(20, 27, -COS1_4);
 620     BF(21, 26, -COS1_5);
 621     BF(22, 25, -COS1_6);
 622     BF(23, 24, -COS1_7);
 623
 624     /* pass 3 */
 625     BF(0, 7, COS2_0);
 626     BF(1, 6, COS2_1);
 627     BF(2, 5, COS2_2);
 628     BF(3, 4, COS2_3);
 629
 630     BF(8, 15, -COS2_0);
 631     BF(9, 14, -COS2_1);
 632     BF(10, 13, -COS2_2);
 633     BF(11, 12, -COS2_3);
 634
 635     BF(16, 23, COS2_0);
 636     BF(17, 22, COS2_1);
 637     BF(18, 21, COS2_2);
 638     BF(19, 20, COS2_3);
 639
 640     BF(24, 31, -COS2_0);
 641     BF(25, 30, -COS2_1);
 642     BF(26, 29, -COS2_2);
 643     BF(27, 28, -COS2_3);
 644
 645     /* pass 4 */
 646     BF(0, 3, COS3_0);
 647     BF(1, 2, COS3_1);
 648
 649     BF(4, 7, -COS3_0);
 650     BF(5, 6, -COS3_1);
 651
 652     BF(8, 11, COS3_0);
 653     BF(9, 10, COS3_1);
 654
 655     BF(12, 15, -COS3_0);
 656     BF(13, 14, -COS3_1);
 657
 658     BF(16, 19, COS3_0);
 659     BF(17, 18, COS3_1);
 660
 661     BF(20, 23, -COS3_0);
 662     BF(21, 22, -COS3_1);
 663
 664     BF(24, 27, COS3_0);
 665     BF(25, 26, COS3_1);
 666
 667     BF(28, 31, -COS3_0);
 668     BF(29, 30, -COS3_1);
 669
 670     /* pass 5 */
 671     BF1(0, 1, 2, 3);
 672     BF2(4, 5, 6, 7);
 673     BF1(8, 9, 10, 11);
 674     BF2(12, 13, 14, 15);
 675     BF1(16, 17, 18, 19);
 676     BF2(20, 21, 22, 23);
 677     BF1(24, 25, 26, 27);
 678     BF2(28, 29, 30, 31);
 679
 680     /* pass 6 */
 681
 682     ADD( 8, 12);
 683     ADD(12, 10);
 684     ADD(10, 14);
 685     ADD(14,  9);
 686     ADD( 9, 13);
 687     ADD(13, 11);
 688     ADD(11, 15);
 689
 690     out[ 0] = tab[0];
 691     out[16] = tab[1];
 692     out[ 8] = tab[2];
 693     out[24] = tab[3];
 694     out[ 4] = tab[4];
 695     out[20] = tab[5];
 696     out[12] = tab[6];
 697     out[28] = tab[7];
 698     out[ 2] = tab[8];
 699     out[18] = tab[9];
 700     out[10] = tab[10];
 701     out[26] = tab[11];
 702     out[ 6] = tab[12];
 703     out[22] = tab[13];
 704     out[14] = tab[14];
 705     out[30] = tab[15];
 706
 707     ADD(24, 28);
 708     ADD(28, 26);
 709     ADD(26, 30);
 710     ADD(30, 25);
 711     ADD(25, 29);
 712     ADD(29, 27);
 713     ADD(27, 31);
 714
 715     out[ 1] = tab[16] + tab[24];
 716     out[17] = tab[17] + tab[25];
 717     out[ 9] = tab[18] + tab[26];
 718     out[25] = tab[19] + tab[27];
 719     out[ 5] = tab[20] + tab[28];
 720     out[21] = tab[21] + tab[29];
 721     out[13] = tab[22] + tab[30];
 722     out[29] = tab[23] + tab[31];
 723     out[ 3] = tab[24] + tab[20];
 724     out[19] = tab[25] + tab[21];
 725     out[11] = tab[26] + tab[22];
 726     out[27] = tab[27] + tab[23];
 727     out[ 7] = tab[28] + tab[18];
 728     out[23] = tab[29] + tab[19];
 729     out[15] = tab[30] + tab[17];
 730     out[31] = tab[31];
 731 }
 732
 733 #define OUT_SHIFT (WFRAC_BITS + FRAC_BITS - 15)
 734
 735 #if FRAC_BITS <= 15
 736
 737 #define OUT_SAMPLE(sum)\
 738 {\
 739     int sum1;\
 740     sum1 = (sum + (1 << (OUT_SHIFT - 1))) >> OUT_SHIFT;\
 741     if (sum1 < -32768)\
 742         sum1 = -32768;\
 743     else if (sum1 > 32767)\
 744         sum1 = 32767;\
 745     *samples = sum1;\
 746     samples += incr;\
 747 }
 748
 749 #define SUM8(off, op)                           \
 750 {                                               \
 751     sum op w[0 * 64 + off] * p[0 * 64];\
 752     sum op w[1 * 64 + off] * p[1 * 64];\
 753     sum op w[2 * 64 + off] * p[2 * 64];\
 754     sum op w[3 * 64 + off] * p[3 * 64];\
 755     sum op w[4 * 64 + off] * p[4 * 64];\
 756     sum op w[5 * 64 + off] * p[5 * 64];\
 757     sum op w[6 * 64 + off] * p[6 * 64];\
 758     sum op w[7 * 64 + off] * p[7 * 64];\
 759 }
 760
 761 #else
 762
 763 #define OUT_SAMPLE(sum)\
 764 {\
 765     int sum1;\
 766     sum1 = (int)((sum + (INT64_C(1) << (OUT_SHIFT - 1))) >> OUT_SHIFT);\
 767     if (sum1 < -32768)\
 768         sum1 = -32768;\
 769     else if (sum1 > 32767)\
 770         sum1 = 32767;\
 771     *samples = sum1;\
 772     samples += incr;\
 773 }
 774
 775 #define SUM8(off, op)                           \
 776 {                                               \
 777     sum op MUL64(w[0 * 64 + off], p[0 * 64]);\
 778     sum op MUL64(w[1 * 64 + off], p[1 * 64]);\
 779     sum op MUL64(w[2 * 64 + off], p[2 * 64]);\
 780     sum op MUL64(w[3 * 64 + off], p[3 * 64]);\
 781     sum op MUL64(w[4 * 64 + off], p[4 * 64]);\
 782     sum op MUL64(w[5 * 64 + off], p[5 * 64]);\
 783     sum op MUL64(w[6 * 64 + off], p[6 * 64]);\
 784     sum op MUL64(w[7 * 64 + off], p[7 * 64]);\
 785 }
 786
 787 #endif
 788
 789 /* 32 sub band synthesis filter. Input: 32 sub band samples, Output:
 790    32 samples. */
 791 /* XXX: optimize by avoiding ring buffer usage */
 792 static void synth_filter(MPADecodeContext *s1,
 793                          int ch, INT16 *samples, int incr,
 794                          INT32 sb_samples[SBLIMIT])
 795 {
 796     INT32 tmp[32];
 797     register MPA_INT *synth_buf, *p;
 798     register MPA_INT *w;
 799     int j, offset, v;
 800 #if FRAC_BITS <= 15
 801     int sum;
 802 #else
 803     INT64 sum;
 804 #endif
 805
 806     dct32(tmp, sb_samples);
 807
 808     offset = s1->synth_buf_offset[ch];
 809     synth_buf = s1->synth_buf[ch] + offset;
 810
 811     for(j=0;j<32;j++) {
 812         v = tmp[j];
 813 #if FRAC_BITS <= 15
 814         /* NOTE: can cause a loss in precision if very high amplitude
 815            sound */
 816         if (v > 32767)
 817             v = 32767;
 818         else if (v < -32768)
 819             v = -32768;
 820 #endif
 821         synth_buf[j] = v;
 822     }
 823     /* copy to avoid wrap */
 824     memcpy(synth_buf + 512, synth_buf, 32 * sizeof(MPA_INT));
 825
 826     w = window;
 827     for(j=0;j<16;j++) {
 828         sum = 0;
 829         p = synth_buf + 16 + j;    /* 0-15  */
 830         SUM8(0, +=);
 831         p = synth_buf + 48 - j;    /* 32-47 */
 832         SUM8(32, -=);
 833         OUT_SAMPLE(sum);
 834         w++;
 835     }
 836
 837     p = synth_buf + 32; /* 48 */
 838     sum = 0;
 839     SUM8(32, -=);
 840     OUT_SAMPLE(sum);
 841     w++;
 842
 843     for(j=17;j<32;j++) {
 844         sum = 0;
 845         p = synth_buf + 48 - j; /* 17-31 */
 846         SUM8(0, -=);
 847         p = synth_buf + 16 + j; /* 49-63 */
 848         SUM8(32, -=);
 849         OUT_SAMPLE(sum);
 850         w++;
 851     }
 852     offset = (offset - 32) & 511;
 853     s1->synth_buf_offset[ch] = offset;
 854 }
 855
 856 /* cos(pi*i/24) */
 857 #define C1  FIXR(0.99144486137381041114)
 858 #define C3  FIXR(0.92387953251128675612)
 859 #define C5  FIXR(0.79335334029123516458)
 860 #define C7  FIXR(0.60876142900872063941)
 861 #define C9  FIXR(0.38268343236508977173)
 862 #define C11 FIXR(0.13052619222005159154)
 863
 864 /* 12 points IMDCT. We compute it "by hand" by factorizing obvious
 865    cases. */
 866 static void imdct12(int *out, int *in)
 867 {
 868     int tmp;
 869     INT64 in1_3, in1_9, in4_3, in4_9;
 870
 871     in1_3 = MUL64(in[1], C3);
 872     in1_9 = MUL64(in[1], C9);
 873     in4_3 = MUL64(in[4], C3);
 874     in4_9 = MUL64(in[4], C9);
 875
 876     tmp = FRAC_RND(MUL64(in[0], C7) - in1_3 - MUL64(in[2], C11) +
 877                    MUL64(in[3], C1) - in4_9 - MUL64(in[5], C5));
 878     out[0] = tmp;
 879     out[5] = -tmp;
 880     tmp = FRAC_RND(MUL64(in[0] - in[3], C9) - in1_3 +
 881                    MUL64(in[2] + in[5], C3) - in4_9);
 882     out[1] = tmp;
 883     out[4] = -tmp;
 884     tmp = FRAC_RND(MUL64(in[0], C11) - in1_9 + MUL64(in[2], C7) -
 885                    MUL64(in[3], C5) + in4_3 - MUL64(in[5], C1));
 886     out[2] = tmp;
 887     out[3] = -tmp;
 888     tmp = FRAC_RND(MUL64(-in[0], C5) + in1_9 + MUL64(in[2], C1) +
 889                    MUL64(in[3], C11) - in4_3 - MUL64(in[5], C7));
 890     out[6] = tmp;
 891     out[11] = tmp;
 892     tmp = FRAC_RND(MUL64(-in[0] + in[3], C3) - in1_9 +
 893                    MUL64(in[2] + in[5], C9) + in4_3);
 894     out[7] = tmp;
 895     out[10] = tmp;
 896     tmp = FRAC_RND(-MUL64(in[0], C1) - in1_3 - MUL64(in[2], C5) -
 897                    MUL64(in[3], C7) - in4_9 - MUL64(in[5], C11));
 898     out[8] = tmp;
 899     out[9] = tmp;
 900 }
 901
 902 #undef C1
 903 #undef C3
 904 #undef C5
 905 #undef C7
 906 #undef C9
 907 #undef C11
 908
 909 /* cos(pi*i/18) */
 910 #define C1 FIXR(0.98480775301220805936)
 911 #define C2 FIXR(0.93969262078590838405)
 912 #define C3 FIXR(0.86602540378443864676)
 913 #define C4 FIXR(0.76604444311897803520)
 914 #define C5 FIXR(0.64278760968653932632)
 915 #define C6 FIXR(0.5)
 916 #define C7 FIXR(0.34202014332566873304)
 917 #define C8 FIXR(0.17364817766693034885)
 918
 919 /* 0.5 / cos(pi*(2*i+1)/36) */
 920 static const int icos36[9] = {
 921     FIXR(0.50190991877167369479),
 922     FIXR(0.51763809020504152469),
 923     FIXR(0.55168895948124587824),
 924     FIXR(0.61038729438072803416),
 925     FIXR(0.70710678118654752439),
 926     FIXR(0.87172339781054900991),
 927     FIXR(1.18310079157624925896),
 928     FIXR(1.93185165257813657349),
 929     FIXR(5.73685662283492756461),
 930 };
 931
 932 static const int icos72[18] = {
 933     /* 0.5 / cos(pi*(2*i+19)/72) */
 934     FIXR(0.74009361646113053152),
 935     FIXR(0.82133981585229078570),
 936     FIXR(0.93057949835178895673),
 937     FIXR(1.08284028510010010928),
 938     FIXR(1.30656296487637652785),
 939     FIXR(1.66275476171152078719),
 940     FIXR(2.31011315767264929558),
 941     FIXR(3.83064878777019433457),
 942     FIXR(11.46279281302667383546),
 943
 944     /* 0.5 / cos(pi*(2*(i + 18) +19)/72) */
 945     FIXR(-0.67817085245462840086),
 946     FIXR(-0.63023620700513223342),
 947     FIXR(-0.59284452371708034528),
 948     FIXR(-0.56369097343317117734),
 949     FIXR(-0.54119610014619698439),
 950     FIXR(-0.52426456257040533932),
 951     FIXR(-0.51213975715725461845),
 952     FIXR(-0.50431448029007636036),
 953     FIXR(-0.50047634258165998492),
 954 };
 955
 956 /* using Lee like decomposition followed by hand coded 9 points DCT */
 957 static void imdct36(int *out, int *in)
 958 {
 959     int i, j, t0, t1, t2, t3, s0, s1, s2, s3;
 960     int tmp[18], *tmp1, *in1;
 961     INT64 in3_3, in6_6;
 962
 963     for(i=17;i>=1;i--)
 964         in[i] += in[i-1];
 965     for(i=17;i>=3;i-=2)
 966         in[i] += in[i-2];
 967
 968     for(j=0;j<2;j++) {
 969         tmp1 = tmp + j;
 970         in1 = in + j;
 971
 972         in3_3 = MUL64(in1[2*3], C3);
 973         in6_6 = MUL64(in1[2*6], C6);
 974
 975         tmp1[0] = FRAC_RND(MUL64(in1[2*1], C1) + in3_3 +
 976                            MUL64(in1[2*5], C5) + MUL64(in1[2*7], C7));
 977         tmp1[2] = in1[2*0] + FRAC_RND(MUL64(in1[2*2], C2) +
 978                                       MUL64(in1[2*4], C4) + in6_6 +
 979                                       MUL64(in1[2*8], C8));
 980         tmp1[4] = FRAC_RND(MUL64(in1[2*1] - in1[2*5] - in1[2*7], C3));
 981         tmp1[6] = FRAC_RND(MUL64(in1[2*2] - in1[2*4] - in1[2*8], C6)) -
 982             in1[2*6] + in1[2*0];
 983         tmp1[8] = FRAC_RND(MUL64(in1[2*1], C5) - in3_3 -
 984                            MUL64(in1[2*5], C7) + MUL64(in1[2*7], C1));
 985         tmp1[10] = in1[2*0] + FRAC_RND(MUL64(-in1[2*2], C8) -
 986                                        MUL64(in1[2*4], C2) + in6_6 +
 987                                        MUL64(in1[2*8], C4));
 988         tmp1[12] = FRAC_RND(MUL64(in1[2*1], C7) - in3_3 +
 989                             MUL64(in1[2*5], C1) -
 990                             MUL64(in1[2*7], C5));
 991         tmp1[14] = in1[2*0] + FRAC_RND(MUL64(-in1[2*2], C4) +
 992                                        MUL64(in1[2*4], C8) + in6_6 -
 993                                        MUL64(in1[2*8], C2));
 994         tmp1[16] = in1[2*0] - in1[2*2] + in1[2*4] - in1[2*6] + in1[2*8];
 995     }
 996
 997     i = 0;
 998     for(j=0;j<4;j++) {
 999         t0 = tmp[i];
1000         t1 = tmp[i + 2];
1001         s0 = t1 + t0;
1002         s2 = t1 - t0;
1003
1004         t2 = tmp[i + 1];
1005         t3 = tmp[i + 3];
1006         s1 = MULL(t3 + t2, icos36[j]);
1007         s3 = MULL(t3 - t2, icos36[8 - j]);
1008
1009         t0 = MULL(s0 + s1, icos72[9 + 8 - j]);
1010         t1 = MULL(s0 - s1, icos72[8 - j]);
1011         out[18 + 9 + j] = t0;
1012         out[18 + 8 - j] = t0;
1013         out[9 + j] = -t1;
1014         out[8 - j] = t1;
1015
1016         t0 = MULL(s2 + s3, icos72[9+j]);
1017         t1 = MULL(s2 - s3, icos72[j]);
1018         out[18 + 9 + (8 - j)] = t0;
1019         out[18 + j] = t0;
1020         out[9 + (8 - j)] = -t1;
1021         out[j] = t1;
1022         i += 4;
1023     }
1024
1025     s0 = tmp[16];
1026     s1 = MULL(tmp[17], icos36[4]);
1027     t0 = MULL(s0 + s1, icos72[9 + 4]);
1028     t1 = MULL(s0 - s1, icos72[4]);
1029     out[18 + 9 + 4] = t0;
1030     out[18 + 8 - 4] = t0;
1031     out[9 + 4] = -t1;
1032     out[8 - 4] = t1;
1033 }
1034
1035 /* fast header check for resync */
1036 static int check_header(UINT32 header)
1037 {
1038     /* header */
1039     if ((header & 0xffe00000) != 0xffe00000)
1040         return -1;
1041     /* layer check */
1042     if (((header >> 17) & 3) == 0)
1043         return -1;
1044     /* bit rate */
1045     if (((header >> 12) & 0xf) == 0xf)
1046         return -1;
1047     /* frequency */
1048     if (((header >> 10) & 3) == 3)
1049         return -1;
1050     return 0;
1051 }
1052
1053 /* header + layer + bitrate + freq + lsf/mpeg25 */
1054 #define SAME_HEADER_MASK \
1055    (0xffe00000 | (3 << 17) | (0xf << 12) | (3 << 10) | (3 << 19))
1056
1057 /* header decoding. MUST check the header before because no
1058    consistency check is done there. Return 1 if free format found and
1059    that the frame size must be computed externally */
1060 static int decode_header(MPADecodeContext *s, UINT32 header)
1061 {
1062     int sample_rate, frame_size, mpeg25, padding;
1063     int sample_rate_index, bitrate_index;
1064     if (header & (1<<20)) {
1065         s->lsf = (header & (1<<19)) ? 0 : 1;
1066         mpeg25 = 0;
1067     } else {
1068         s->lsf = 1;
1069         mpeg25 = 1;
1070     }
1071
1072     s->layer = 4 - ((header >> 17) & 3);
1073     /* extract frequency */
1074     sample_rate_index = (header >> 10) & 3;
1075     sample_rate = mpa_freq_tab[sample_rate_index] >> (s->lsf + mpeg25);
1076     sample_rate_index += 3 * (s->lsf + mpeg25);
1077     s->sample_rate_index = sample_rate_index;
1078     s->error_protection = ((header >> 16) & 1) ^ 1;
1079     s->sample_rate = sample_rate;
1080
1081     bitrate_index = (header >> 12) & 0xf;
1082     padding = (header >> 9) & 1;
1083     //extension = (header >> 8) & 1;
1084     s->mode = (header >> 6) & 3;
1085     s->mode_ext = (header >> 4) & 3;
1086     //copyright = (header >> 3) & 1;
1087     //original = (header >> 2) & 1;
1088     //emphasis = header & 3;
1089
1090     if (s->mode == MPA_MONO)
1091         s->nb_channels = 1;
1092     else
1093         s->nb_channels = 2;
1094
1095     if (bitrate_index != 0) {
1096         frame_size = mpa_bitrate_tab[s->lsf][s->layer - 1][bitrate_index];
1097         s->bit_rate = frame_size * 1000;
1098         switch(s->layer) {
1099         case 1:
1100             frame_size = (frame_size * 12000) / sample_rate;
1101             frame_size = (frame_size + padding) * 4;
1102             break;
1103         case 2:
1104             frame_size = (frame_size * 144000) / sample_rate;
1105             frame_size += padding;
1106             break;
1107         default:
1108         case 3:
1109             frame_size = (frame_size * 144000) / (sample_rate << s->lsf);
1110             frame_size += padding;
1111             break;
1112         }
1113         s->frame_size = frame_size;
1114     } else {
1115         /* if no frame size computed, signal it */
1116         if (!s->free_format_frame_size)
1117             return 1;
1118         /* free format: compute bitrate and real frame size from the
1119            frame size we extracted by reading the bitstream */
1120         s->frame_size = s->free_format_frame_size;
1121         switch(s->layer) {
1122         case 1:
1123             s->frame_size += padding  * 4;
1124             s->bit_rate = (s->frame_size * sample_rate) / 48000;
1125             break;
1126         case 2:
1127             s->frame_size += padding;
1128             s->bit_rate = (s->frame_size * sample_rate) / 144000;
1129             break;
1130         default:
1131         case 3:
1132             s->frame_size += padding;
1133             s->bit_rate = (s->frame_size * (sample_rate << s->lsf)) / 144000;
1134             break;
1135         }
1136     }
1137
1138 #if defined(DEBUG)
1139     printf("layer%d, %d Hz, %d kbits/s, ",
1140            s->layer, s->sample_rate, s->bit_rate);
1141     if (s->nb_channels == 2) {
1142         if (s->layer == 3) {
1143             if (s->mode_ext & MODE_EXT_MS_STEREO)
1144                 printf("ms-");
1145             if (s->mode_ext & MODE_EXT_I_STEREO)
1146                 printf("i-");
1147         }
1148         printf("stereo");
1149     } else {
1150         printf("mono");
1151     }
1152     printf("\n");
1153 #endif
1154     return 0;
1155 }
1156
1157 /* return the number of decoded frames */
1158 static int mp_decode_layer1(MPADecodeContext *s)
1159 {
1160     int bound, i, v, n, ch, j, mant;
1161     UINT8 allocation[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
1162     UINT8 scale_factors[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
1163
1164     if (s->mode == MPA_JSTEREO)
1165         bound = (s->mode_ext + 1) * 4;
1166     else
1167         bound = SBLIMIT;
1168
1169     /* allocation bits */
1170     for(i=0;i<bound;i++) {
1171         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1172             allocation[ch][i] = get_bits(&s->gb, 4);
1173         }
1174     }
1175     for(i=bound;i<SBLIMIT;i++) {
1176         allocation[0][i] = get_bits(&s->gb, 4);
1177     }
1178
1179     /* scale factors */
1180     for(i=0;i<bound;i++) {
1181         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1182             if (allocation[ch][i])
1183                 scale_factors[ch][i] = get_bits(&s->gb, 6);
1184         }
1185     }
1186     for(i=bound;i<SBLIMIT;i++) {
1187         if (allocation[0][i]) {
1188             scale_factors[0][i] = get_bits(&s->gb, 6);
1189             scale_factors[1][i] = get_bits(&s->gb, 6);
1190         }
1191     }
1192
1193     /* compute samples */
1194     for(j=0;j<12;j++) {
1195         for(i=0;i<bound;i++) {
1196             for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1197                 n = allocation[ch][i];
1198                 if (n) {
1199                     mant = get_bits(&s->gb, n + 1);
1200                     v = l1_unscale(n, mant, scale_factors[ch][i]);
1201                 } else {
1202                     v = 0;
1203                 }
1204                 s->sb_samples[ch][j][i] = v;
1205             }
1206         }
1207         for(i=bound;i<SBLIMIT;i++) {
1208             n = allocation[0][i];
1209             if (n) {
1210                 mant = get_bits(&s->gb, n + 1);
1211                 v = l1_unscale(n, mant, scale_factors[0][i]);
1212                 s->sb_samples[0][j][i] = v;
1213                 v = l1_unscale(n, mant, scale_factors[1][i]);
1214                 s->sb_samples[1][j][i] = v;
1215             } else {
1216                 s->sb_samples[0][j][i] = 0;
1217                 s->sb_samples[1][j][i] = 0;
1218             }
1219         }
1220     }
1221     return 12;
1222 }
1223
1224 /* bitrate is in kb/s */
1225 int l2_select_table(int bitrate, int nb_channels, int freq, int lsf)
1226 {
1227     int ch_bitrate, table;
1228
1229     ch_bitrate = bitrate / nb_channels;
1230     if (!lsf) {
1231         if ((freq == 48000 && ch_bitrate >= 56) ||
1232             (ch_bitrate >= 56 && ch_bitrate <= 80))
1233             table = 0;
1234         else if (freq != 48000 && ch_bitrate >= 96)
1235             table = 1;
1236         else if (freq != 32000 && ch_bitrate <= 48)
1237             table = 2;
1238         else
1239             table = 3;
1240     } else {
1241         table = 4;
1242     }
1243     return table;
1244 }
1245
1246 static int mp_decode_layer2(MPADecodeContext *s)
1247 {
1248     int sblimit; /* number of used subbands */
1249     const unsigned char *alloc_table;
1250     int table, bit_alloc_bits, i, j, ch, bound, v;
1251     unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
1252     unsigned char scale_code[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
1253     unsigned char scale_factors[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT][3], *sf;
1254     int scale, qindex, bits, steps, k, l, m, b;
1255
1256     /* select decoding table */
1257     table = l2_select_table(s->bit_rate / 1000, s->nb_channels,
1258                             s->sample_rate, s->lsf);
1259     sblimit = sblimit_table[table];
1260     alloc_table = alloc_tables[table];
1261
1262     if (s->mode == MPA_JSTEREO)
1263         bound = (s->mode_ext + 1) * 4;
1264     else
1265         bound = sblimit;
1266
1267     dprintf("bound=%d sblimit=%d\n", bound, sblimit);
1268     /* parse bit allocation */
1269     j = 0;
1270     for(i=0;i<bound;i++) {
1271         bit_alloc_bits = alloc_table[j];
1272         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1273             bit_alloc[ch][i] = get_bits(&s->gb, bit_alloc_bits);
1274         }
1275         j += 1 << bit_alloc_bits;
1276     }
1277     for(i=bound;i<sblimit;i++) {
1278         bit_alloc_bits = alloc_table[j];
1279         v = get_bits(&s->gb, bit_alloc_bits);
1280         bit_alloc[0][i] = v;
1281         bit_alloc[1][i] = v;
1282         j += 1 << bit_alloc_bits;
1283     }
1284
1285 #ifdef DEBUG
1286     {
1287         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1288             for(i=0;i<sblimit;i++)
1289                 printf(" %d", bit_alloc[ch][i]);
1290             printf("\n");
1291         }
1292     }
1293 #endif
1294
1295     /* scale codes */
1296     for(i=0;i<sblimit;i++) {
1297         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1298             if (bit_alloc[ch][i])
1299                 scale_code[ch][i] = get_bits(&s->gb, 2);
1300         }
1301     }
1302
1303     /* scale factors */
1304     for(i=0;i<sblimit;i++) {
1305         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1306             if (bit_alloc[ch][i]) {
1307                 sf = scale_factors[ch][i];
1308                 switch(scale_code[ch][i]) {
1309                 default:
1310                 case 0:
1311                     sf[0] = get_bits(&s->gb, 6);
1312                     sf[1] = get_bits(&s->gb, 6);
1313                     sf[2] = get_bits(&s->gb, 6);
1314                     break;
1315                 case 2:
1316                     sf[0] = get_bits(&s->gb, 6);
1317                     sf[1] = sf[0];
1318                     sf[2] = sf[0];
1319                     break;
1320                 case 1:
1321                     sf[0] = get_bits(&s->gb, 6);
1322                     sf[2] = get_bits(&s->gb, 6);
1323                     sf[1] = sf[0];
1324                     break;
1325                 case 3:
1326                     sf[0] = get_bits(&s->gb, 6);
1327                     sf[2] = get_bits(&s->gb, 6);
1328                     sf[1] = sf[2];
1329                     break;
1330                 }
1331             }
1332         }
1333     }
1334
1335 #ifdef DEBUG
1336     for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1337         for(i=0;i<sblimit;i++) {
1338             if (bit_alloc[ch][i]) {
1339                 sf = scale_factors[ch][i];
1340                 printf(" %d %d %d", sf[0], sf[1], sf[2]);
1341             } else {
1342                 printf(" -");
1343             }
1344         }
1345         printf("\n");
1346     }
1347 #endif
1348
1349     /* samples */
1350     for(k=0;k<3;k++) {
1351         for(l=0;l<12;l+=3) {
1352             j = 0;
1353             for(i=0;i<bound;i++) {
1354                 bit_alloc_bits = alloc_table[j];
1355                 for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1356                     b = bit_alloc[ch][i];
1357                     if (b) {
1358                         scale = scale_factors[ch][i][k];
1359                         qindex = alloc_table[j+b];
1360                         bits = quant_bits[qindex];
1361                         if (bits < 0) {
1362                             /* 3 values at the same time */
1363                             v = get_bits(&s->gb, -bits);
1364                             steps = quant_steps[qindex];
1365                             s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 0][i] =
1366                                 l2_unscale_group(steps, v % steps, scale);
1367                             v = v / steps;
1368                             s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 1][i] =
1369                                 l2_unscale_group(steps, v % steps, scale);
1370                             v = v / steps;
1371                             s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 2][i] =
1372                                 l2_unscale_group(steps, v, scale);
1373                         } else {
1374                             for(m=0;m<3;m++) {
1375                                 v = get_bits(&s->gb, bits);
1376                                 v = l1_unscale(bits - 1, v, scale);
1377                                 s->sb_samples[ch][k * 12 + l + m][i] = v;
1378                             }
1379                         }
1380                     } else {
1381                         s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 0][i] = 0;
1382                         s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 1][i] = 0;
1383                         s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 2][i] = 0;
1384                     }
1385                 }
1386                 /* next subband in alloc table */
1387                 j += 1 << bit_alloc_bits;
1388             }
1389             /* XXX: find a way to avoid this duplication of code */
1390             for(i=bound;i<sblimit;i++) {
1391                 bit_alloc_bits = alloc_table[j];
1392                 b = bit_alloc[0][i];
1393                 if (b) {
1394                     int mant, scale0, scale1;
1395                     scale0 = scale_factors[0][i][k];
1396                     scale1 = scale_factors[1][i][k];
1397                     qindex = alloc_table[j+b];
1398                     bits = quant_bits[qindex];
1399                     if (bits < 0) {
1400                         /* 3 values at the same time */
1401                         v = get_bits(&s->gb, -bits);
1402                         steps = quant_steps[qindex];
1403                         mant = v % steps;
1404                         v = v / steps;
1405                         s->sb_samples[0][k * 12 + l + 0][i] =
1406                             l2_unscale_group(steps, mant, scale0);
1407                         s->sb_samples[1][k * 12 + l + 0][i] =
1408                             l2_unscale_group(steps, mant, scale1);
1409                         mant = v % steps;
1410                         v = v / steps;
1411                         s->sb_samples[0][k * 12 + l + 1][i] =
1412                             l2_unscale_group(steps, mant, scale0);
1413                         s->sb_samples[1][k * 12 + l + 1][i] =
1414                             l2_unscale_group(steps, mant, scale1);
1415                         s->sb_samples[0][k * 12 + l + 2][i] =
1416                             l2_unscale_group(steps, v, scale0);
1417                         s->sb_samples[1][k * 12 + l + 2][i] =
1418                             l2_unscale_group(steps, v, scale1);
1419                     } else {
1420                         for(m=0;m<3;m++) {
1421                             mant = get_bits(&s->gb, bits);
1422                             s->sb_samples[0][k * 12 + l + m][i] =
1423                                 l1_unscale(bits - 1, mant, scale0);
1424                             s->sb_samples[1][k * 12 + l + m][i] =
1425                                 l1_unscale(bits - 1, mant, scale1);
1426                         }
1427                     }
1428                 } else {
1429                     s->sb_samples[0][k * 12 + l + 0][i] = 0;
1430                     s->sb_samples[0][k * 12 + l + 1][i] = 0;
1431                     s->sb_samples[0][k * 12 + l + 2][i] = 0;
1432                     s->sb_samples[1][k * 12 + l + 0][i] = 0;
1433                     s->sb_samples[1][k * 12 + l + 1][i] = 0;
1434                     s->sb_samples[1][k * 12 + l + 2][i] = 0;
1435                 }
1436                 /* next subband in alloc table */
1437                 j += 1 << bit_alloc_bits;
1438             }
1439             /* fill remaining samples to zero */
1440             for(i=sblimit;i<SBLIMIT;i++) {
1441                 for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1442                     s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 0][i] = 0;
1443                     s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 1][i] = 0;
1444                     s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 2][i] = 0;
1445                 }
1446             }
1447         }
1448     }
1449     return 3 * 12;
1450 }
1451
1452 /*
1453  * Seek back in the stream for backstep bytes (at most 511 bytes)
1454  */
1455 static void seek_to_maindata(MPADecodeContext *s, long backstep)
1456 {
1457     UINT8 *ptr;
1458
1459     /* compute current position in stream */
1460     ptr = s->gb.buffer + (get_bits_count(&s->gb)>>3);
1461
1462     /* copy old data before current one */
1463     ptr -= backstep;
1464     memcpy(ptr, s->inbuf1[s->inbuf_index ^ 1] +
1465            BACKSTEP_SIZE + s->old_frame_size - backstep, backstep);
1466     /* init get bits again */
1467     init_get_bits(&s->gb, ptr, s->frame_size + backstep);
1468
1469     /* prepare next buffer */
1470     s->inbuf_index ^= 1;
1471     s->inbuf = &s->inbuf1[s->inbuf_index][BACKSTEP_SIZE];
1472     s->old_frame_size = s->frame_size;
1473 }
1474
1475 static inline void lsf_sf_expand(int *slen,
1476                                  int sf, int n1, int n2, int n3)
1477 {
1478     if (n3) {
1479         slen[3] = sf % n3;
1480         sf /= n3;
1481     } else {
1482         slen[3] = 0;
1483     }
1484     if (n2) {
1485         slen[2] = sf % n2;
1486         sf /= n2;
1487     } else {
1488         slen[2] = 0;
1489     }
1490     slen[1] = sf % n1;
1491     sf /= n1;
1492     slen[0] = sf;
1493 }
1494
1495 static void exponents_from_scale_factors(MPADecodeContext *s,
1496                                          GranuleDef *g,
1497                                          INT16 *exponents)
1498 {
1499     const UINT8 *bstab, *pretab;
1500     int len, i, j, k, l, v0, shift, gain, gains[3];
1501     INT16 *exp_ptr;
1502
1503     exp_ptr = exponents;
1504     gain = g->global_gain - 210;
1505     shift = g->scalefac_scale + 1;
1506
1507     bstab = band_size_long[s->sample_rate_index];
1508     pretab = mpa_pretab[g->preflag];
1509     for(i=0;i<g->long_end;i++) {
1510         v0 = gain - ((g->scale_factors[i] + pretab[i]) << shift);
1511         len = bstab[i];
1512         for(j=len;j>0;j--)
1513             *exp_ptr++ = v0;
1514     }
1515
1516     if (g->short_start < 13) {
1517         bstab = band_size_short[s->sample_rate_index];
1518         gains[0] = gain - (g->subblock_gain[0] << 3);
1519         gains[1] = gain - (g->subblock_gain[1] << 3);
1520         gains[2] = gain - (g->subblock_gain[2] << 3);
1521         k = g->long_end;
1522         for(i=g->short_start;i<13;i++) {
1523             len = bstab[i];
1524             for(l=0;l<3;l++) {
1525                 v0 = gains[l] - (g->scale_factors[k++] << shift);
1526                 for(j=len;j>0;j--)
1527                 *exp_ptr++ = v0;
1528             }
1529         }
1530     }
1531 }
1532
1533 /* handle n = 0 too */
1534 static inline int get_bitsz(GetBitContext *s, int n)
1535 {
1536     if (n == 0)
1537         return 0;
1538     else
1539         return get_bits(s, n);
1540 }
1541
1542 static int huffman_decode(MPADecodeContext *s, GranuleDef *g,
1543                           INT16 *exponents, int end_pos)
1544 {
1545     int s_index;
1546     int linbits, code, x, y, l, v, i, j, k, pos;
1547     GetBitContext last_gb;
1548     VLC *vlc;
1549     UINT8 *code_table;
1550
1551     /* low frequencies (called big values) */
1552     s_index = 0;
1553     for(i=0;i<3;i++) {
1554         j = g->region_size[i];
1555         if (j == 0)
1556             continue;
1557         /* select vlc table */
1558         k = g->table_select[i];
1559         l = mpa_huff_data[k][0];
1560         linbits = mpa_huff_data[k][1];
1561         vlc = &huff_vlc[l];
1562         code_table = huff_code_table[l];
1563
1564         /* read huffcode and compute each couple */
1565         for(;j>0;j--) {
1566             if (get_bits_count(&s->gb) >= end_pos)
1567                 break;
1568             if (code_table) {
1569                 code = get_vlc(&s->gb, vlc);
1570                 if (code < 0)
1571                     return -1;
1572                 y = code_table[code];
1573                 x = y >> 4;
1574                 y = y & 0x0f;
1575             } else {
1576                 x = 0;
1577                 y = 0;
1578             }
1579             dprintf("region=%d n=%d x=%d y=%d exp=%d\n",
1580                     i, g->region_size[i] - j, x, y, exponents[s_index]);
1581             if (x) {
1582                 if (x == 15)
1583                     x += get_bitsz(&s->gb, linbits);
1584                 v = l3_unscale(x, exponents[s_index]);
1585                 if (get_bits1(&s->gb))
1586                     v = -v;
1587             } else {
1588                 v = 0;
1589             }
1590             g->sb_hybrid[s_index++] = v;
1591             if (y) {
1592                 if (y == 15)
1593                     y += get_bitsz(&s->gb, linbits);
1594                 v = l3_unscale(y, exponents[s_index]);
1595                 if (get_bits1(&s->gb))
1596                     v = -v;
1597             } else {
1598                 v = 0;
1599             }
1600             g->sb_hybrid[s_index++] = v;
1601         }
1602     }
1603
1604     /* high frequencies */
1605     vlc = &huff_quad_vlc[g->count1table_select];
1606     last_gb.buffer = NULL;
1607     while (s_index <= 572) {
1608         pos = get_bits_count(&s->gb);
1609         if (pos >= end_pos) {
1610             if (pos > end_pos && last_gb.buffer != NULL) {
1611                 /* some encoders generate an incorrect size for this
1612                    part. We must go back into the data */
1613                 s_index -= 4;
1614                 s->gb = last_gb;
1615             }
1616             break;
1617         }
1618         last_gb= s->gb;
1619
1620         code = get_vlc(&s->gb, vlc);
1621         dprintf("t=%d code=%d\n", g->count1table_select, code);
1622         if (code < 0)
1623             return -1;
1624         for(i=0;i<4;i++) {
1625             if (code & (8 >> i)) {
1626                 /* non zero value. Could use a hand coded function for
1627                    'one' value */
1628                 v = l3_unscale(1, exponents[s_index]);
1629                 if(get_bits1(&s->gb))
1630                     v = -v;
1631             } else {
1632                 v = 0;
1633             }
1634             g->sb_hybrid[s_index++] = v;
1635         }
1636     }
1637     while (s_index < 576)
1638         g->sb_hybrid[s_index++] = 0;
1639     return 0;
1640 }
1641
1642 /* Reorder short blocks from bitstream order to interleaved order. It
1643    would be faster to do it in parsing, but the code would be far more
1644    complicated */
1645 static void reorder_block(MPADecodeContext *s, GranuleDef *g)
1646 {
1647     int i, j, k, len;
1648     INT32 *ptr, *dst, *ptr1;
1649     INT32 tmp[576];
1650
1651     if (g->block_type != 2)
1652         return;
1653
1654     if (g->switch_point) {
1655         if (s->sample_rate_index != 8) {
1656             ptr = g->sb_hybrid + 36;
1657         } else {
1658             ptr = g->sb_hybrid + 48;
1659         }
1660     } else {
1661         ptr = g->sb_hybrid;
1662     }
1663
1664     for(i=g->short_start;i<13;i++) {
1665         len = band_size_short[s->sample_rate_index][i];
1666         ptr1 = ptr;
1667         for(k=0;k<3;k++) {
1668             dst = tmp + k;
1669             for(j=len;j>0;j--) {
1670                 *dst = *ptr++;
1671                 dst += 3;
1672             }
1673         }
1674         memcpy(ptr1, tmp, len * 3 * sizeof(INT32));
1675     }
1676 }
1677
1678 #define ISQRT2 FIXR(0.70710678118654752440)
1679
1680 static void compute_stereo(MPADecodeContext *s,
1681                            GranuleDef *g0, GranuleDef *g1)
1682 {
1683     int i, j, k, l;
1684     INT32 v1, v2;
1685     int sf_max, tmp0, tmp1, sf, len, non_zero_found;
1686     INT32 (*is_tab)[16];
1687     INT32 *tab0, *tab1;
1688     int non_zero_found_short[3];
1689
1690     /* intensity stereo */
1691     if (s->mode_ext & MODE_EXT_I_STEREO) {
1692         if (!s->lsf) {
1693             is_tab = is_table;
1694             sf_max = 7;
1695         } else {
1696             is_tab = is_table_lsf[g1->scalefac_compress & 1];
1697             sf_max = 16;
1698         }
1699
1700         tab0 = g0->sb_hybrid + 576;
1701         tab1 = g1->sb_hybrid + 576;
1702
1703         non_zero_found_short[0] = 0;
1704         non_zero_found_short[1] = 0;
1705         non_zero_found_short[2] = 0;
1706         k = (13 - g1->short_start) * 3 + g1->long_end - 3;
1707         for(i = 12;i >= g1->short_start;i--) {
1708             /* for last band, use previous scale factor */
1709             if (i != 11)
1710                 k -= 3;
1711             len = band_size_short[s->sample_rate_index][i];
1712             for(l=2;l>=0;l--) {
1713                 tab0 -= len;
1714                 tab1 -= len;
1715                 if (!non_zero_found_short[l]) {
1716                     /* test if non zero band. if so, stop doing i-stereo */
1717                     for(j=0;j<len;j++) {
1718                         if (tab1[j] != 0) {
1719                             non_zero_found_short[l] = 1;
1720                             goto found1;
1721                         }
1722                     }
1723                     sf = g1->scale_factors[k + l];
1724                     if (sf >= sf_max)
1725                         goto found1;
1726
1727                     v1 = is_tab[0][sf];
1728                     v2 = is_tab[1][sf];
1729                     for(j=0;j<len;j++) {
1730                         tmp0 = tab0[j];
1731                         tab0[j] = MULL(tmp0, v1);
1732                         tab1[j] = MULL(tmp0, v2);
1733                     }
1734                 } else {
1735                 found1:
1736                     if (s->mode_ext & MODE_EXT_MS_STEREO) {
1737                         /* lower part of the spectrum : do ms stereo
1738                            if enabled */
1739                         for(j=0;j<len;j++) {
1740                             tmp0 = tab0[j];
1741                             tmp1 = tab1[j];
1742                             tab0[j] = MULL(tmp0 + tmp1, ISQRT2);
1743                             tab1[j] = MULL(tmp0 - tmp1, ISQRT2);
1744                         }
1745                     }
1746                 }
1747             }
1748         }
1749
1750         non_zero_found = non_zero_found_short[0] |
1751             non_zero_found_short[1] |
1752             non_zero_found_short[2];
1753
1754         for(i = g1->long_end - 1;i >= 0;i--) {
1755             len = band_size_long[s->sample_rate_index][i];
1756             tab0 -= len;
1757             tab1 -= len;
1758             /* test if non zero band. if so, stop doing i-stereo */
1759             if (!non_zero_found) {
1760                 for(j=0;j<len;j++) {
1761                     if (tab1[j] != 0) {
1762                         non_zero_found = 1;
1763                         goto found2;
1764                     }
1765                 }
1766                 /* for last band, use previous scale factor */
1767                 k = (i == 21) ? 20 : i;
1768                 sf = g1->scale_factors[k];
1769                 if (sf >= sf_max)
1770                     goto found2;
1771                 v1 = is_tab[0][sf];
1772                 v2 = is_tab[1][sf];
1773                 for(j=0;j<len;j++) {
1774                     tmp0 = tab0[j];
1775                     tab0[j] = MULL(tmp0, v1);
1776                     tab1[j] = MULL(tmp0, v2);
1777                 }
1778             } else {
1779             found2:
1780                 if (s->mode_ext & MODE_EXT_MS_STEREO) {
1781                     /* lower part of the spectrum : do ms stereo
1782                        if enabled */
1783                     for(j=0;j<len;j++) {
1784                         tmp0 = tab0[j];
1785                         tmp1 = tab1[j];
1786                         tab0[j] = MULL(tmp0 + tmp1, ISQRT2);
1787                         tab1[j] = MULL(tmp0 - tmp1, ISQRT2);
1788                     }
1789                 }
1790             }
1791         }
1792     } else if (s->mode_ext & MODE_EXT_MS_STEREO) {
1793         /* ms stereo ONLY */
1794         /* NOTE: the 1/sqrt(2) normalization factor is included in the
1795            global gain */
1796         tab0 = g0->sb_hybrid;
1797         tab1 = g1->sb_hybrid;
1798         for(i=0;i<576;i++) {
1799             tmp0 = tab0[i];
1800             tmp1 = tab1[i];
1801             tab0[i] = tmp0 + tmp1;
1802             tab1[i] = tmp0 - tmp1;
1803         }
1804     }
1805 }
1806
1807 static void compute_antialias(MPADecodeContext *s,
1808                               GranuleDef *g)
1809 {
1810     INT32 *ptr, *p0, *p1, *csa;
1811     int n, tmp0, tmp1, i, j;
1812
1813     /* we antialias only "long" bands */
1814     if (g->block_type == 2) {
1815         if (!g->switch_point)
1816             return;
1817         /* XXX: check this for 8000Hz case */
1818         n = 1;
1819     } else {
1820         n = SBLIMIT - 1;
1821     }
1822
1823     ptr = g->sb_hybrid + 18;
1824     for(i = n;i > 0;i--) {
1825         p0 = ptr - 1;
1826         p1 = ptr;
1827         csa = &csa_table[0][0];
1828         for(j=0;j<8;j++) {
1829             tmp0 = *p0;
1830             tmp1 = *p1;
1831             *p0 = FRAC_RND(MUL64(tmp0, csa[0]) - MUL64(tmp1, csa[1]));
1832             *p1 = FRAC_RND(MUL64(tmp0, csa[1]) + MUL64(tmp1, csa[0]));
1833             p0--;
1834             p1++;
1835             csa += 2;
1836         }
1837         ptr += 18;
1838     }
1839 }
1840
1841 static void compute_imdct(MPADecodeContext *s,
1842                           GranuleDef *g,
1843                           INT32 *sb_samples,
1844                           INT32 *mdct_buf)
1845 {
1846     INT32 *ptr, *win, *win1, *buf, *buf2, *out_ptr, *ptr1;
1847     INT32 in[6];
1848     INT32 out[36];
1849     INT32 out2[12];
1850     int i, j, k, mdct_long_end, v, sblimit;
1851
1852     /* find last non zero block */
1853     ptr = g->sb_hybrid + 576;
1854     ptr1 = g->sb_hybrid + 2 * 18;
1855     while (ptr >= ptr1) {
1856         ptr -= 6;
1857         v = ptr[0] | ptr[1] | ptr[2] | ptr[3] | ptr[4] | ptr[5];
1858         if (v != 0)
1859             break;
1860     }
1861     sblimit = ((ptr - g->sb_hybrid) / 18) + 1;
1862
1863     if (g->block_type == 2) {
1864         /* XXX: check for 8000 Hz */
1865         if (g->switch_point)
1866             mdct_long_end = 2;
1867         else
1868             mdct_long_end = 0;
1869     } else {
1870         mdct_long_end = sblimit;
1871     }
1872
1873     buf = mdct_buf;
1874     ptr = g->sb_hybrid;
1875     for(j=0;j<mdct_long_end;j++) {
1876         imdct36(out, ptr);
1877         /* apply window & overlap with previous buffer */
1878         out_ptr = sb_samples + j;
1879         /* select window */
1880         if (g->switch_point && j < 2)
1881             win1 = mdct_win[0];
1882         else
1883             win1 = mdct_win[g->block_type];
1884         /* select frequency inversion */
1885         win = win1 + ((4 * 36) & -(j & 1));
1886         for(i=0;i<18;i++) {
1887             *out_ptr = MULL(out[i], win[i]) + buf[i];
1888             buf[i] = MULL(out[i + 18], win[i + 18]);
1889             out_ptr += SBLIMIT;
1890         }
1891         ptr += 18;
1892         buf += 18;
1893     }
1894     for(j=mdct_long_end;j<sblimit;j++) {
1895         for(i=0;i<6;i++) {
1896             out[i] = 0;
1897             out[6 + i] = 0;
1898             out[30+i] = 0;
1899         }
1900         /* select frequency inversion */
1901         win = mdct_win[2] + ((4 * 36) & -(j & 1));
1902         buf2 = out + 6;
1903         for(k=0;k<3;k++) {
1904             /* reorder input for short mdct */
1905             ptr1 = ptr + k;
1906             for(i=0;i<6;i++) {
1907                 in[i] = *ptr1;
1908                 ptr1 += 3;
1909             }
1910             imdct12(out2, in);
1911             /* apply 12 point window and do small overlap */
1912             for(i=0;i<6;i++) {
1913                 buf2[i] = MULL(out2[i], win[i]) + buf2[i];
1914                 buf2[i + 6] = MULL(out2[i + 6], win[i + 6]);
1915             }
1916             buf2 += 6;
1917         }
1918         /* overlap */
1919         out_ptr = sb_samples + j;
1920         for(i=0;i<18;i++) {
1921             *out_ptr = out[i] + buf[i];
1922             buf[i] = out[i + 18];
1923             out_ptr += SBLIMIT;
1924         }
1925         ptr += 18;
1926         buf += 18;
1927     }
1928     /* zero bands */
1929     for(j=sblimit;j<SBLIMIT;j++) {
1930         /* overlap */
1931         out_ptr = sb_samples + j;
1932         for(i=0;i<18;i++) {
1933             *out_ptr = buf[i];
1934             buf[i] = 0;
1935             out_ptr += SBLIMIT;
1936         }
1937         buf += 18;
1938     }
1939 }
1940
1941 #if defined(DEBUG)
1942 void sample_dump(int fnum, INT32 *tab, int n)
1943 {
1944     static FILE *files[16], *f;
1945     char buf[512];
1946     int i;
1947     INT32 v;
1948
1949     f = files[fnum];
1950     if (!f) {
1951         sprintf(buf, "/tmp/out%d.%s.pcm",
1952                 fnum,
1953 #ifdef USE_HIGHPRECISION
1954                 "hp"
1955 #else
1956                 "lp"
1957 #endif
1958                 );
1959         f = fopen(buf, "w");
1960         if (!f)
1961             return;
1962         files[fnum] = f;
1963     }
1964
1965     if (fnum == 0) {
1966         static int pos = 0;
1967         printf("pos=%d\n", pos);
1968         for(i=0;i<n;i++) {
1969             printf(" %0.4f", (double)tab[i] / FRAC_ONE);
1970             if ((i % 18) == 17)
1971                 printf("\n");
1972         }
1973         pos += n;
1974     }
1975     for(i=0;i<n;i++) {
1976         /* normalize to 23 frac bits */
1977         v = tab[i] << (23 - FRAC_BITS);
1978         fwrite(&v, 1, sizeof(INT32), f);
1979     }
1980 }
1981 #endif
1982
1983
1984 /* main layer3 decoding function */
1985 static int mp_decode_layer3(MPADecodeContext *s)
1986 {
1987     int nb_granules, main_data_begin, private_bits;
1988     int gr, ch, blocksplit_flag, i, j, k, n, bits_pos, bits_left;
1989     GranuleDef granules[2][2], *g;
1990     INT16 exponents[576];
1991
1992     /* read side info */
1993     if (s->lsf) {
1994         main_data_begin = get_bits(&s->gb, 8);
1995         if (s->nb_channels == 2)
1996             private_bits = get_bits(&s->gb, 2);
1997         else
1998             private_bits = get_bits(&s->gb, 1);
1999         nb_granules = 1;
2000     } else {
2001         main_data_begin = get_bits(&s->gb, 9);
2002         if (s->nb_channels == 2)
2003             private_bits = get_bits(&s->gb, 3);
2004         else
2005             private_bits = get_bits(&s->gb, 5);
2006         nb_granules = 2;
2007         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
2008             granules[ch][0].scfsi = 0; /* all scale factors are transmitted */
2009             granules[ch][1].scfsi = get_bits(&s->gb, 4);
2010         }
2011     }
2012
2013     for(gr=0;gr<nb_granules;gr++) {
2014         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
2015             dprintf("gr=%d ch=%d: side_info\n", gr, ch);
2016             g = &granules[ch][gr];
2017             g->part2_3_length = get_bits(&s->gb, 12);
2018             g->big_values = get_bits(&s->gb, 9);
2019             g->global_gain = get_bits(&s->gb, 8);
2020             /* if MS stereo only is selected, we precompute the
2021                1/sqrt(2) renormalization factor */
2022             if ((s->mode_ext & (MODE_EXT_MS_STEREO | MODE_EXT_I_STEREO)) ==
2023                 MODE_EXT_MS_STEREO)
2024                 g->global_gain -= 2;
2025             if (s->lsf)
2026                 g->scalefac_compress = get_bits(&s->gb, 9);
2027             else
2028                 g->scalefac_compress = get_bits(&s->gb, 4);
2029             blocksplit_flag = get_bits(&s->gb, 1);
2030             if (blocksplit_flag) {
2031                 g->block_type = get_bits(&s->gb, 2);
2032                 if (g->block_type == 0)
2033                     return -1;
2034                 g->switch_point = get_bits(&s->gb, 1);
2035                 for(i=0;i<2;i++)
2036                     g->table_select[i] = get_bits(&s->gb, 5);
2037                 for(i=0;i<3;i++)
2038                     g->subblock_gain[i] = get_bits(&s->gb, 3);
2039                 /* compute huffman coded region sizes */
2040                 if (g->block_type == 2)
2041                     g->region_size[0] = (36 / 2);
2042                 else {
2043                     if (s->sample_rate_index <= 2)
2044                         g->region_size[0] = (36 / 2);
2045                     else if (s->sample_rate_index != 8)
2046                         g->region_size[0] = (54 / 2);
2047                     else
2048                         g->region_size[0] = (108 / 2);
2049                 }
2050                 g->region_size[1] = (576 / 2);
2051             } else {
2052                 int region_address1, region_address2, l;
2053                 g->block_type = 0;
2054                 g->switch_point = 0;
2055                 for(i=0;i<3;i++)
2056                     g->table_select[i] = get_bits(&s->gb, 5);
2057                 /* compute huffman coded region sizes */
2058                 region_address1 = get_bits(&s->gb, 4);
2059                 region_address2 = get_bits(&s->gb, 3);
2060                 dprintf("region1=%d region2=%d\n",
2061                         region_address1, region_address2);
2062                 g->region_size[0] =
2063                     band_index_long[s->sample_rate_index][region_address1 + 1] >> 1;
2064                 l = region_address1 + region_address2 + 2;
2065                 /* should not overflow */
2066                 if (l > 22)
2067                     l = 22;
2068                 g->region_size[1] =
2069                     band_index_long[s->sample_rate_index][l] >> 1;
2070             }
2071             /* convert region offsets to region sizes and truncate
2072                size to big_values */
2073             g->region_size[2] = (576 / 2);
2074             j = 0;
2075             for(i=0;i<3;i++) {
2076                 k = g->region_size[i];
2077                 if (k > g->big_values)
2078                     k = g->big_values;
2079                 g->region_size[i] = k - j;
2080                 j = k;
2081             }
2082
2083             /* compute band indexes */
2084             if (g->block_type == 2) {
2085                 if (g->switch_point) {
2086                     /* if switched mode, we handle the 36 first samples as
2087                        long blocks.  For 8000Hz, we handle the 48 first
2088                        exponents as long blocks (XXX: check this!) */
2089                     if (s->sample_rate_index <= 2)
2090                         g->long_end = 8;
2091                     else if (s->sample_rate_index != 8)
2092                         g->long_end = 6;
2093                     else
2094                         g->long_end = 4; /* 8000 Hz */
2095
2096                     if (s->sample_rate_index != 8)
2097                         g->short_start = 3;
2098                     else
2099                         g->short_start = 2;
2100                 } else {
2101                     g->long_end = 0;
2102                     g->short_start = 0;
2103                 }
2104             } else {
2105                 g->short_start = 13;
2106                 g->long_end = 22;
2107             }
2108
2109             g->preflag = 0;
2110             if (!s->lsf)
2111                 g->preflag = get_bits(&s->gb, 1);
2112             g->scalefac_scale = get_bits(&s->gb, 1);
2113             g->count1table_select = get_bits(&s->gb, 1);
2114             dprintf("block_type=%d switch_point=%d\n",
2115                     g->block_type, g->switch_point);
2116         }
2117     }
2118
2119     /* now we get bits from the main_data_begin offset */
2120     dprintf("seekback: %d\n", main_data_begin);
2121     seek_to_maindata(s, main_data_begin);
2122
2123     for(gr=0;gr<nb_granules;gr++) {
2124         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
2125             g = &granules[ch][gr];
2126
2127             bits_pos = get_bits_count(&s->gb);
2128
2129             if (!s->lsf) {
2130                 UINT8 *sc;
2131                 int slen, slen1, slen2;
2132
2133                 /* MPEG1 scale factors */
2134                 slen1 = slen_table[0][g->scalefac_compress];
2135                 slen2 = slen_table[1][g->scalefac_compress];
2136                 dprintf("slen1=%d slen2=%d\n", slen1, slen2);
2137                 if (g->block_type == 2) {
2138                     n = g->switch_point ? 17 : 18;
2139                     j = 0;
2140                     for(i=0;i<n;i++)
2141                         g->scale_factors[j++] = get_bitsz(&s->gb, slen1);
2142                     for(i=0;i<18;i++)
2143                         g->scale_factors[j++] = get_bitsz(&s->gb, slen2);
2144                     for(i=0;i<3;i++)
2145                         g->scale_factors[j++] = 0;
2146                 } else {
2147                     sc = granules[ch][0].scale_factors;
2148                     j = 0;
2149                     for(k=0;k<4;k++) {
2150                         n = (k == 0 ? 6 : 5);
2151                         if ((g->scfsi & (0x8 >> k)) == 0) {
2152                             slen = (k < 2) ? slen1 : slen2;
2153                             for(i=0;i<n;i++)
2154                                 g->scale_factors[j++] = get_bitsz(&s->gb, slen);
2155                         } else {
2156                             /* simply copy from last granule */
2157                             for(i=0;i<n;i++) {
2158                                 g->scale_factors[j] = sc[j];
2159                                 j++;
2160                             }
2161                         }
2162                     }
2163                     g->scale_factors[j++] = 0;
2164                 }
2165 #if defined(DEBUG)
2166                 {
2167                     printf("scfsi=%x gr=%d ch=%d scale_factors:\n",
2168                            g->scfsi, gr, ch);
2169                     for(i=0;i<j;i++)
2170                         printf(" %d", g->scale_factors[i]);
2171                     printf("\n");
2172                 }
2173 #endif
2174             } else {
2175                 int tindex, tindex2, slen[4], sl, sf;
2176
2177                 /* LSF scale factors */
2178                 if (g->block_type == 2) {
2179                     tindex = g->switch_point ? 2 : 1;
2180                 } else {
2181                     tindex = 0;
2182                 }
2183                 sf = g->scalefac_compress;
2184                 if ((s->mode_ext & MODE_EXT_I_STEREO) && ch == 1) {
2185                     /* intensity stereo case */
2186                     sf >>= 1;
2187                     if (sf < 180) {
2188                         lsf_sf_expand(slen, sf, 6, 6, 0);
2189                         tindex2 = 3;
2190                     } else if (sf < 244) {
2191                         lsf_sf_expand(slen, sf - 180, 4, 4, 0);
2192                         tindex2 = 4;
2193                     } else {
2194                         lsf_sf_expand(slen, sf - 244, 3, 0, 0);
2195                         tindex2 = 5;
2196                     }
2197                 } else {
2198                     /* normal case */
2199                     if (sf < 400) {
2200                         lsf_sf_expand(slen, sf, 5, 4, 4);
2201                         tindex2 = 0;
2202                     } else if (sf < 500) {
2203                         lsf_sf_expand(slen, sf - 400, 5, 4, 0);
2204                         tindex2 = 1;
2205                     } else {
2206                         lsf_sf_expand(slen, sf - 500, 3, 0, 0);
2207                         tindex2 = 2;
2208                         g->preflag = 1;
2209                     }
2210                 }
2211
2212                 j = 0;
2213                 for(k=0;k<4;k++) {
2214                     n = lsf_nsf_table[tindex2][tindex][k];
2215                     sl = slen[k];
2216                     for(i=0;i<n;i++)
2217                         g->scale_factors[j++] = get_bitsz(&s->gb, sl);
2218                 }
2219                 /* XXX: should compute exact size */
2220                 for(;j<40;j++)
2221                     g->scale_factors[j] = 0;
2222 #if defined(DEBUG)
2223                 {
2224                     printf("gr=%d ch=%d scale_factors:\n",
2225                            gr, ch);
2226                     for(i=0;i<40;i++)
2227                         printf(" %d", g->scale_factors[i]);
2228                     printf("\n");
2229                 }
2230 #endif
2231             }
2232
2233             exponents_from_scale_factors(s, g, exponents);
2234
2235             /* read Huffman coded residue */
2236             if (huffman_decode(s, g, exponents,
2237                                bits_pos + g->part2_3_length) < 0)
2238                 return -1;
2239 #if defined(DEBUG)
2240             sample_dump(0, g->sb_hybrid, 576);
2241 #endif
2242
2243             /* skip extension bits */
2244             bits_left = g->part2_3_length - (get_bits_count(&s->gb) - bits_pos);
2245             if (bits_left < 0) {
2246                 dprintf("bits_left=%d\n", bits_left);
2247                 return -1;
2248             }
2249             while (bits_left >= 16) {
2250                 skip_bits(&s->gb, 16);
2251                 bits_left -= 16;
2252             }
2253             if (bits_left > 0)
2254                 skip_bits(&s->gb, bits_left);
2255         } /* ch */
2256
2257         if (s->nb_channels == 2)
2258             compute_stereo(s, &granules[0][gr], &granules[1][gr]);
2259
2260         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
2261             g = &granules[ch][gr];
2262
2263             reorder_block(s, g);
2264 #if defined(DEBUG)
2265             sample_dump(0, g->sb_hybrid, 576);
2266 #endif
2267             compute_antialias(s, g);
2268 #if defined(DEBUG)
2269             sample_dump(1, g->sb_hybrid, 576);
2270 #endif
2271             compute_imdct(s, g, &s->sb_samples[ch][18 * gr][0], s->mdct_buf[ch]);
2272 #if defined(DEBUG)
2273             sample_dump(2, &s->sb_samples[ch][18 * gr][0], 576);
2274 #endif
2275         }
2276     } /* gr */
2277     return nb_granules * 18;
2278 }
2279
2280 static int mp_decode_frame(MPADecodeContext *s,
2281                            short *samples)
2282 {
2283     int i, nb_frames, ch;
2284     short *samples_ptr;
2285
2286     init_get_bits(&s->gb, s->inbuf + HEADER_SIZE,
2287                   s->inbuf_ptr - s->inbuf - HEADER_SIZE);
2288
2289     /* skip error protection field */
2290     if (s->error_protection)
2291         get_bits(&s->gb, 16);
2292
2293     dprintf("frame %d:\n", s->frame_count);
2294     switch(s->layer) {
2295     case 1:
2296         nb_frames = mp_decode_layer1(s);
2297         break;
2298     case 2:
2299         nb_frames = mp_decode_layer2(s);
2300         break;
2301     case 3:
2302     default:
2303         nb_frames = mp_decode_layer3(s);
2304         break;
2305     }
2306 #if defined(DEBUG)
2307     for(i=0;i<nb_frames;i++) {
2308         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
2309             int j;
2310             printf("%d-%d:", i, ch);
2311             for(j=0;j<SBLIMIT;j++)
2312                 printf(" %0.6f", (double)s->sb_samples[ch][i][j] / FRAC_ONE);
2313             printf("\n");
2314         }
2315     }
2316 #endif
2317     /* apply the synthesis filter */
2318     for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
2319         samples_ptr = samples + ch;
2320         for(i=0;i<nb_frames;i++) {
2321             synth_filter(s, ch, samples_ptr, s->nb_channels,
2322                          s->sb_samples[ch][i]);
2323             samples_ptr += 32 * s->nb_channels;
2324         }
2325     }
2326 #ifdef DEBUG
2327     s->frame_count++;
2328 #endif
2329     return nb_frames * 32 * sizeof(short) * s->nb_channels;
2330 }
2331
2332 static int decode_frame(AVCodecContext * avctx,
2333                         void *data, int *data_size,
2334                         UINT8 * buf, int buf_size)
2335 {
2336     MPADecodeContext *s = avctx->priv_data;
2337     UINT32 header;
2338     UINT8 *buf_ptr;
2339     int len, out_size;
2340     short *out_samples = data;
2341
2342     *data_size = 0;
2343     buf_ptr = buf;
2344     while (buf_size > 0) {
2345         len = s->inbuf_ptr - s->inbuf;
2346         if (s->frame_size == 0) {
2347             /* special case for next header for first frame in free
2348                format case (XXX: find a simpler method) */
2349             if (s->free_format_next_header != 0) {
2350                 s->inbuf[0] = s->free_format_next_header >> 24;
2351                 s->inbuf[1] = s->free_format_next_header >> 16;
2352                 s->inbuf[2] = s->free_format_next_header >> 8;
2353                 s->inbuf[3] = s->free_format_next_header;
2354                 s->inbuf_ptr = s->inbuf + 4;
2355                 s->free_format_next_header = 0;
2356                 goto got_header;
2357             }
2358             /* no header seen : find one. We need at least HEADER_SIZE
2359                bytes to parse it */
2360             len = HEADER_SIZE - len;
2361             if (len > buf_size)
2362                 len = buf_size;
2363             if (len > 0) {
2364                 memcpy(s->inbuf_ptr, buf_ptr, len);
2365                 buf_ptr += len;
2366                 buf_size -= len;
2367                 s->inbuf_ptr += len;
2368             }
2369             if ((s->inbuf_ptr - s->inbuf) >= HEADER_SIZE) {
2370             got_header:
2371                 header = (s->inbuf[0] << 24) | (s->inbuf[1] << 16) |
2372                     (s->inbuf[2] << 8) | s->inbuf[3];
2373
2374                 if (check_header(header) < 0) {
2375                     /* no sync found : move by one byte (inefficient, but simple!) */
2376                     memcpy(s->inbuf, s->inbuf + 1, s->inbuf_ptr - s->inbuf - 1);
2377                     s->inbuf_ptr--;
2378                     dprintf("skip %x\n", header);
2379                     /* reset free format frame size to give a chance
2380                        to get a new bitrate */
2381                     s->free_format_frame_size = 0;
2382                 } else {
2383                     if (decode_header(s, header) == 1) {
2384                         /* free format: prepare to compute frame size */
2385                         s->frame_size = -1;
2386                     }
2387                     /* update codec info */
2388                     avctx->sample_rate = s->sample_rate;
2389                     avctx->channels = s->nb_channels;
2390                     avctx->bit_rate = s->bit_rate;
2391                     avctx->frame_size = s->frame_size;
2392                 }
2393             }
2394         } else if (s->frame_size == -1) {
2395             /* free format : find next sync to compute frame size */
2396             len = MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE - len;
2397             if (len > buf_size)
2398                 len = buf_size;
2399             if (len == 0) {
2400                 /* frame too long: resync */
2401                 s->frame_size = 0;
2402                 memcpy(s->inbuf, s->inbuf + 1, s->inbuf_ptr - s->inbuf - 1);
2403                 s->inbuf_ptr--;
2404             } else {
2405                 UINT8 *p, *pend;
2406                 UINT32 header1;
2407                 int padding;
2408
2409                 memcpy(s->inbuf_ptr, buf_ptr, len);
2410                 /* check for header */
2411                 p = s->inbuf_ptr - 3;
2412                 pend = s->inbuf_ptr + len - 4;
2413                 while (p <= pend) {
2414                     header = (p[0] << 24) | (p[1] << 16) |
2415                         (p[2] << 8) | p[3];
2416                     header1 = (s->inbuf[0] << 24) | (s->inbuf[1] << 16) |
2417                         (s->inbuf[2] << 8) | s->inbuf[3];
2418                     /* check with high probability that we have a
2419                        valid header */
2420                     if ((header & SAME_HEADER_MASK) ==
2421                         (header1 & SAME_HEADER_MASK)) {
2422                         /* header found: update pointers */
2423                         len = (p + 4) - s->inbuf_ptr;
2424                         buf_ptr += len;
2425                         buf_size -= len;
2426                         s->inbuf_ptr = p;
2427                         /* compute frame size */
2428                         s->free_format_next_header = header;
2429                         s->free_format_frame_size = s->inbuf_ptr - s->inbuf;
2430                         padding = (header1 >> 9) & 1;
2431                         if (s->layer == 1)
2432                             s->free_format_frame_size -= padding * 4;
2433                         else
2434                             s->free_format_frame_size -= padding;
2435                         dprintf("free frame size=%d padding=%d\n",
2436                                 s->free_format_frame_size, padding);
2437                         decode_header(s, header1);
2438                         goto next_data;
2439                     }
2440                     p++;
2441                 }
2442                 /* not found: simply increase pointers */
2443                 buf_ptr += len;
2444                 s->inbuf_ptr += len;
2445                 buf_size -= len;
2446             }
2447         } else if (len < s->frame_size) {
2448             if (s->frame_size > MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE)
2449                 s->frame_size = MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE;
2450             len = s->frame_size - len;
2451             if (len > buf_size)
2452                 len = buf_size;
2453             memcpy(s->inbuf_ptr, buf_ptr, len);
2454             buf_ptr += len;
2455             s->inbuf_ptr += len;
2456             buf_size -= len;
2457         } else {
2458             out_size = mp_decode_frame(s, out_samples);
2459             s->inbuf_ptr = s->inbuf;
2460             s->frame_size = 0;
2461             *data_size = out_size;
2462             break;
2463         }
2464     next_data:
2465         ;
2466     }
2467     return buf_ptr - buf;
2468 }
2469
2470 AVCodec mp2_decoder =
2471 {
2472     "mp2",
2473     CODEC_TYPE_AUDIO,
2474     CODEC_ID_MP2,
2475     sizeof(MPADecodeContext),
2476     decode_init,
2477     NULL,
2478     NULL,
2479     decode_frame,
2480 };
2481
2482 AVCodec mp3_decoder =
2483 {
2484     "mp3",
2485     CODEC_TYPE_AUDIO,
2486     CODEC_ID_MP3LAME,
2487     sizeof(MPADecodeContext),
2488     decode_init,
2489     NULL,
2490     NULL,
2491     decode_frame,
2492 };
2493
2494 #undef C1
2495 #undef C2
2496 #undef C3
2497 #undef C4
2498 #undef C5
2499 #undef C6
2500 #undef C7
2501 #undef C8
2502 #undef FRAC_BITS
2503 #undef HEADER_SIZE