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