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