]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/mpegaudiodec.c
fixed layer1/2 overflow if very loud sound - fixed broken free format decoding to...
[ffmpeg] / libavcodec / mpegaudiodec.c
1 /*
2  * MPEG Audio decoder
3  * Copyright (c) 2001, 2002 Fabrice Bellard.
4  *
5  * This library is free software; you can redistribute it and/or
6  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
7  * License as published by the Free Software Foundation; either
8  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
9  *
10  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
13  * Lesser General Public License for more details.
14  *
15  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
16  * License along with this library; if not, write to the Free Software
17  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
18  */
19 //#define DEBUG
20 #include "avcodec.h"
21 #include "mpegaudio.h"
22
23 /*
24  * TODO:
25  *  - in low precision mode, use more 16 bit multiplies in synth filter
26  *  - test lsf / mpeg25 extensively.
27  */
28
29 /* define USE_HIGHPRECISION to have a bit exact (but slower) mpeg
30    audio decoder */
31 #ifdef CONFIG_MPEGAUDIO_HP
32 #define USE_HIGHPRECISION
33 #endif
34
35 #ifdef USE_HIGHPRECISION
36 #define FRAC_BITS   23   /* fractional bits for sb_samples and dct */
37 #define WFRAC_BITS  16   /* fractional bits for window */
38 #else
39 #define FRAC_BITS   15   /* fractional bits for sb_samples and dct */
40 #define WFRAC_BITS  14   /* fractional bits for window */
41 #endif
42
43 #define FRAC_ONE    (1 << FRAC_BITS)
44
45 #define MULL(a,b) (((INT64)(a) * (INT64)(b)) >> FRAC_BITS)
46 #define MUL64(a,b) ((INT64)(a) * (INT64)(b))
47 #define FIX(a)   ((int)((a) * FRAC_ONE))
48 /* WARNING: only correct for posititive numbers */
49 #define FIXR(a)   ((int)((a) * FRAC_ONE + 0.5))
50 #define FRAC_RND(a) (((a) + (FRAC_ONE/2)) >> FRAC_BITS)
51
52 #if FRAC_BITS <= 15
53 typedef INT16 MPA_INT;
54 #else
55 typedef INT32 MPA_INT;
56 #endif
57
58 /****************/
59
60 #define HEADER_SIZE 4
61 #define BACKSTEP_SIZE 512
62
63 typedef struct MPADecodeContext {
64     UINT8 inbuf1[2][MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE + BACKSTEP_SIZE];  /* input buffer */
65     int inbuf_index;
66     UINT8 *inbuf_ptr, *inbuf;
67     int frame_size;
68     int free_format_frame_size; /* frame size in case of free format
69                                    (zero if currently unknown) */
70     /* next header (used in free format parsing) */
71     UINT32 free_format_next_header; 
72     int error_protection;
73     int layer;
74     int sample_rate;
75     int sample_rate_index; /* between 0 and 8 */
76     int bit_rate;
77     int old_frame_size;
78     GetBitContext gb;
79     int nb_channels;
80     int mode;
81     int mode_ext;
82     int lsf;
83     MPA_INT synth_buf[MPA_MAX_CHANNELS][512 * 2];
84     int synth_buf_offset[MPA_MAX_CHANNELS];
85     INT32 sb_samples[MPA_MAX_CHANNELS][36][SBLIMIT];
86     INT32 mdct_buf[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT * 18]; /* previous samples, for layer 3 MDCT */
87 #ifdef DEBUG
88     int frame_count;
89 #endif
90 } MPADecodeContext;
91
92 /* layer 3 "granule" */
93 typedef struct GranuleDef {
94     UINT8 scfsi;
95     int part2_3_length;
96     int big_values;
97     int global_gain;
98     int scalefac_compress;
99     UINT8 block_type;
100     UINT8 switch_point;
101     int table_select[3];
102     int subblock_gain[3];
103     UINT8 scalefac_scale;
104     UINT8 count1table_select;
105     int region_size[3]; /* number of huffman codes in each region */
106     int preflag;
107     int short_start, long_end; /* long/short band indexes */
108     UINT8 scale_factors[40];
109     INT32 sb_hybrid[SBLIMIT * 18]; /* 576 samples */
110 } GranuleDef;
111
112 #define MODE_EXT_MS_STEREO 2
113 #define MODE_EXT_I_STEREO  1
114
115 /* layer 3 huffman tables */
116 typedef struct HuffTable {
117     int xsize;
118     const UINT8 *bits;
119     const UINT16 *codes;
120 } HuffTable;
121
122 #include "mpegaudiodectab.h"
123
124 /* vlc structure for decoding layer 3 huffman tables */
125 static VLC huff_vlc[16]; 
126 static UINT8 *huff_code_table[16];
127 static VLC huff_quad_vlc[2];
128 /* computed from band_size_long */
129 static UINT16 band_index_long[9][23];
130 /* XXX: free when all decoders are closed */
131 #define TABLE_4_3_SIZE (8191 + 16)
132 static INT8  *table_4_3_exp;
133 #if FRAC_BITS <= 15
134 static UINT16 *table_4_3_value;
135 #else
136 static UINT32 *table_4_3_value;
137 #endif
138 /* intensity stereo coef table */
139 static INT32 is_table[2][16];
140 static INT32 is_table_lsf[2][2][16];
141 static INT32 csa_table[8][2];
142 static INT32 mdct_win[8][36];
143
144 /* lower 2 bits: modulo 3, higher bits: shift */
145 static UINT16 scale_factor_modshift[64];
146 /* [i][j]:  2^(-j/3) * FRAC_ONE * 2^(i+2) / (2^(i+2) - 1) */
147 static INT32 scale_factor_mult[15][3];
148 /* mult table for layer 2 group quantization */
149
150 #define SCALE_GEN(v) \
151 { FIXR(1.0 * (v)), FIXR(0.7937005259 * (v)), FIXR(0.6299605249 * (v)) }
152
153 static INT32 scale_factor_mult2[3][3] = {
154     SCALE_GEN(4.0 / 3.0), /* 3 steps */
155     SCALE_GEN(4.0 / 5.0), /* 5 steps */
156     SCALE_GEN(4.0 / 9.0), /* 9 steps */
157 };
158
159 /* 2^(n/4) */
160 static UINT32 scale_factor_mult3[4] = {
161     FIXR(1.0),
162     FIXR(1.18920711500272106671),
163     FIXR(1.41421356237309504880),
164     FIXR(1.68179283050742908605),
165 };
166
167 static MPA_INT window[512];
168     
169 /* layer 1 unscaling */
170 /* n = number of bits of the mantissa minus 1 */
171 static inline int l1_unscale(int n, int mant, int scale_factor)
172 {
173     int shift, mod;
174     INT64 val;
175
176     shift = scale_factor_modshift[scale_factor];
177     mod = shift & 3;
178     shift >>= 2;
179     val = MUL64(mant + (-1 << n) + 1, scale_factor_mult[n-1][mod]);
180     shift += n;
181     /* NOTE: at this point, 1 <= shift >= 21 + 15 */
182     return (int)((val + (1LL << (shift - 1))) >> shift);
183 }
184
185 static inline int l2_unscale_group(int steps, int mant, int scale_factor)
186 {
187     int shift, mod, val;
188
189     shift = scale_factor_modshift[scale_factor];
190     mod = shift & 3;
191     shift >>= 2;
192
193     val = (mant - (steps >> 1)) * scale_factor_mult2[steps >> 2][mod];
194     /* NOTE: at this point, 0 <= shift <= 21 */
195     if (shift > 0)
196         val = (val + (1 << (shift - 1))) >> shift;
197     return val;
198 }
199
200 /* compute value^(4/3) * 2^(exponent/4). It normalized to FRAC_BITS */
201 static inline int l3_unscale(int value, int exponent)
202 {
203 #if FRAC_BITS <= 15    
204     unsigned int m;
205 #else
206     UINT64 m;
207 #endif
208     int e;
209
210     e = table_4_3_exp[value];
211     e += (exponent >> 2);
212     e = FRAC_BITS - e;
213 #if FRAC_BITS <= 15    
214     if (e > 31)
215         e = 31;
216 #endif
217     m = table_4_3_value[value];
218 #if FRAC_BITS <= 15    
219     m = (m * scale_factor_mult3[exponent & 3]);
220     m = (m + (1 << (e-1))) >> e;
221     return m;
222 #else
223     m = MUL64(m, scale_factor_mult3[exponent & 3]);
224     m = (m + (UINT64_C(1) << (e-1))) >> e;
225     return m;
226 #endif
227 }
228
229 /* all integer n^(4/3) computation code */
230 #define DEV_ORDER 13
231
232 #define POW_FRAC_BITS 24
233 #define POW_FRAC_ONE    (1 << POW_FRAC_BITS)
234 #define POW_FIX(a)   ((int)((a) * POW_FRAC_ONE))
235 #define POW_MULL(a,b) (((INT64)(a) * (INT64)(b)) >> POW_FRAC_BITS)
236
237 static int dev_4_3_coefs[DEV_ORDER];
238
239 static int pow_mult3[3] = {
240     POW_FIX(1.0),
241     POW_FIX(1.25992104989487316476),
242     POW_FIX(1.58740105196819947474),
243 };
244
245 static void int_pow_init(void)
246 {
247     int i, a;
248
249     a = POW_FIX(1.0);
250     for(i=0;i<DEV_ORDER;i++) {
251         a = POW_MULL(a, POW_FIX(4.0 / 3.0) - i * POW_FIX(1.0)) / (i + 1);
252         dev_4_3_coefs[i] = a;
253     }
254 }
255
256 /* return the mantissa and the binary exponent */
257 static int int_pow(int i, int *exp_ptr)
258 {
259     int e, er, eq, j;
260     int a, a1;
261     
262     /* renormalize */
263     a = i;
264     e = POW_FRAC_BITS;
265     while (a < (1 << (POW_FRAC_BITS - 1))) {
266         a = a << 1;
267         e--;
268     }
269     a -= (1 << POW_FRAC_BITS);
270     a1 = 0;
271     for(j = DEV_ORDER - 1; j >= 0; j--)
272         a1 = POW_MULL(a, dev_4_3_coefs[j] + a1);
273     a = (1 << POW_FRAC_BITS) + a1;
274     /* exponent compute (exact) */
275     e = e * 4;
276     er = e % 3;
277     eq = e / 3;
278     a = POW_MULL(a, pow_mult3[er]);
279     while (a >= 2 * POW_FRAC_ONE) {
280         a = a >> 1;
281         eq++;
282     }
283     /* convert to float */
284     while (a < POW_FRAC_ONE) {
285         a = a << 1;
286         eq--;
287     }
288     /* now POW_FRAC_ONE <= a < 2 * POW_FRAC_ONE */
289 #if POW_FRAC_BITS > FRAC_BITS
290     a = (a + (1 << (POW_FRAC_BITS - FRAC_BITS - 1))) >> (POW_FRAC_BITS - FRAC_BITS);
291     /* correct overflow */
292     if (a >= 2 * (1 << FRAC_BITS)) {
293         a = a >> 1;
294         eq++;
295     }
296 #endif
297     *exp_ptr = eq;
298     return a;
299 }
300
301 static int decode_init(AVCodecContext * avctx)
302 {
303     MPADecodeContext *s = avctx->priv_data;
304     static int init;
305     int i, j, k;
306
307     if(!init) {
308         /* scale factors table for layer 1/2 */
309         for(i=0;i<64;i++) {
310             int shift, mod;
311             /* 1.0 (i = 3) is normalized to 2 ^ FRAC_BITS */
312             shift = (i / 3);
313             mod = i % 3;
314             scale_factor_modshift[i] = mod | (shift << 2);
315         }
316
317         /* scale factor multiply for layer 1 */
318         for(i=0;i<15;i++) {
319             int n, norm;
320             n = i + 2;
321             norm = ((INT64_C(1) << n) * FRAC_ONE) / ((1 << n) - 1);
322             scale_factor_mult[i][0] = MULL(FIXR(1.0 * 2.0), norm);
323             scale_factor_mult[i][1] = MULL(FIXR(0.7937005259 * 2.0), norm);
324             scale_factor_mult[i][2] = MULL(FIXR(0.6299605249 * 2.0), norm);
325             dprintf("%d: norm=%x s=%x %x %x\n",
326                     i, norm, 
327                     scale_factor_mult[i][0],
328                     scale_factor_mult[i][1],
329                     scale_factor_mult[i][2]);
330         }
331         
332         /* window */
333         /* max = 18760, max sum over all 16 coefs : 44736 */
334         for(i=0;i<257;i++) {
335             int v;
336             v = mpa_enwindow[i];
337 #if WFRAC_BITS < 16
338             v = (v + (1 << (16 - WFRAC_BITS - 1))) >> (16 - WFRAC_BITS);
339 #endif
340             window[i] = v;
341             if ((i & 63) != 0)
342                 v = -v;
343             if (i != 0)
344                 window[512 - i] = v;
345         }
346         
347         /* huffman decode tables */
348         huff_code_table[0] = NULL;
349         for(i=1;i<16;i++) {
350             const HuffTable *h = &mpa_huff_tables[i];
351             int xsize, n, x, y;
352             UINT8 *code_table;
353
354             xsize = h->xsize;
355             n = xsize * xsize;
356             /* XXX: fail test */
357             init_vlc(&huff_vlc[i], 8, n, 
358                      h->bits, 1, 1, h->codes, 2, 2);
359             
360             code_table = av_mallocz(n);
361             j = 0;
362             for(x=0;x<xsize;x++) {
363                 for(y=0;y<xsize;y++)
364                     code_table[j++] = (x << 4) | y;
365             }
366             huff_code_table[i] = code_table;
367         }
368         for(i=0;i<2;i++) {
369             init_vlc(&huff_quad_vlc[i], i == 0 ? 7 : 4, 16, 
370                      mpa_quad_bits[i], 1, 1, mpa_quad_codes[i], 1, 1);
371         }
372
373         for(i=0;i<9;i++) {
374             k = 0;
375             for(j=0;j<22;j++) {
376                 band_index_long[i][j] = k;
377                 k += band_size_long[i][j];
378             }
379             band_index_long[i][22] = k;
380         }
381
382         /* compute n ^ (4/3) and store it in mantissa/exp format */
383         table_4_3_exp = av_mallocz(TABLE_4_3_SIZE * 
384                                    sizeof(table_4_3_exp[0]));
385         if (!table_4_3_exp)
386             return -1;
387         table_4_3_value = av_mallocz(TABLE_4_3_SIZE * 
388                                      sizeof(table_4_3_value[0]));
389         if (!table_4_3_value) {
390             av_free(table_4_3_exp);
391             return -1;
392         }
393         
394         int_pow_init();
395         for(i=1;i<TABLE_4_3_SIZE;i++) {
396             int e, m;
397             m = int_pow(i, &e);
398 #if 0
399             /* test code */
400             {
401                 double f, fm;
402                 int e1, m1;
403                 f = pow((double)i, 4.0 / 3.0);
404                 fm = frexp(f, &e1);
405                 m1 = FIXR(2 * fm);
406 #if FRAC_BITS <= 15
407                 if ((unsigned short)m1 != m1) {
408                     m1 = m1 >> 1;
409                     e1++;
410                 }
411 #endif
412                 e1--;
413                 if (m != m1 || e != e1) {
414                     printf("%4d: m=%x m1=%x e=%d e1=%d\n",
415                            i, m, m1, e, e1);
416                 }
417             }
418 #endif
419             /* normalized to FRAC_BITS */
420             table_4_3_value[i] = m;
421             table_4_3_exp[i] = e;
422         }
423         
424         for(i=0;i<7;i++) {
425             float f;
426             int v;
427             if (i != 6) {
428                 f = tan((double)i * M_PI / 12.0);
429                 v = FIXR(f / (1.0 + f));
430             } else {
431                 v = FIXR(1.0);
432             }
433             is_table[0][i] = v;
434             is_table[1][6 - i] = v;
435         }
436         /* invalid values */
437         for(i=7;i<16;i++)
438             is_table[0][i] = is_table[1][i] = 0.0;
439
440         for(i=0;i<16;i++) {
441             double f;
442             int e, k;
443
444             for(j=0;j<2;j++) {
445                 e = -(j + 1) * ((i + 1) >> 1);
446                 f = pow(2.0, e / 4.0);
447                 k = i & 1;
448                 is_table_lsf[j][k ^ 1][i] = FIXR(f);
449                 is_table_lsf[j][k][i] = FIXR(1.0);
450                 dprintf("is_table_lsf %d %d: %x %x\n", 
451                         i, j, is_table_lsf[j][0][i], is_table_lsf[j][1][i]);
452             }
453         }
454
455         for(i=0;i<8;i++) {
456             float ci, cs, ca;
457             ci = ci_table[i];
458             cs = 1.0 / sqrt(1.0 + ci * ci);
459             ca = cs * ci;
460             csa_table[i][0] = FIX(cs);
461             csa_table[i][1] = FIX(ca);
462         }
463
464         /* compute mdct windows */
465         for(i=0;i<36;i++) {
466             int v;
467             v = FIXR(sin(M_PI * (i + 0.5) / 36.0));
468             mdct_win[0][i] = v;
469             mdct_win[1][i] = v;
470             mdct_win[3][i] = v;
471         }
472         for(i=0;i<6;i++) {
473             mdct_win[1][18 + i] = FIXR(1.0);
474             mdct_win[1][24 + i] = FIXR(sin(M_PI * ((i + 6) + 0.5) / 12.0));
475             mdct_win[1][30 + i] = FIXR(0.0);
476
477             mdct_win[3][i] = FIXR(0.0);
478             mdct_win[3][6 + i] = FIXR(sin(M_PI * (i + 0.5) / 12.0));
479             mdct_win[3][12 + i] = FIXR(1.0);
480         }
481
482         for(i=0;i<12;i++)
483             mdct_win[2][i] = FIXR(sin(M_PI * (i + 0.5) / 12.0));
484         
485         /* NOTE: we do frequency inversion adter the MDCT by changing
486            the sign of the right window coefs */
487         for(j=0;j<4;j++) {
488             for(i=0;i<36;i+=2) {
489                 mdct_win[j + 4][i] = mdct_win[j][i];
490                 mdct_win[j + 4][i + 1] = -mdct_win[j][i + 1];
491             }
492         }
493
494 #if defined(DEBUG)
495         for(j=0;j<8;j++) {
496             printf("win%d=\n", j);
497             for(i=0;i<36;i++)
498                 printf("%f, ", (double)mdct_win[j][i] / FRAC_ONE);
499             printf("\n");
500         }
501 #endif
502         init = 1;
503     }
504
505     s->inbuf_index = 0;
506     s->inbuf = &s->inbuf1[s->inbuf_index][BACKSTEP_SIZE];
507     s->inbuf_ptr = s->inbuf;
508 #ifdef DEBUG
509     s->frame_count = 0;
510 #endif
511     return 0;
512 }
513
514 /* tab[i][j] = 1.0 / (2.0 * cos(pi*(2*k+1) / 2^(6 - j))) */;
515
516 /* cos(i*pi/64) */
517
518 #define COS0_0  FIXR(0.50060299823519630134)
519 #define COS0_1  FIXR(0.50547095989754365998)
520 #define COS0_2  FIXR(0.51544730992262454697)
521 #define COS0_3  FIXR(0.53104259108978417447)
522 #define COS0_4  FIXR(0.55310389603444452782)
523 #define COS0_5  FIXR(0.58293496820613387367)
524 #define COS0_6  FIXR(0.62250412303566481615)
525 #define COS0_7  FIXR(0.67480834145500574602)
526 #define COS0_8  FIXR(0.74453627100229844977)
527 #define COS0_9  FIXR(0.83934964541552703873)
528 #define COS0_10 FIXR(0.97256823786196069369)
529 #define COS0_11 FIXR(1.16943993343288495515)
530 #define COS0_12 FIXR(1.48416461631416627724)
531 #define COS0_13 FIXR(2.05778100995341155085)
532 #define COS0_14 FIXR(3.40760841846871878570)
533 #define COS0_15 FIXR(10.19000812354805681150)
534
535 #define COS1_0 FIXR(0.50241928618815570551)
536 #define COS1_1 FIXR(0.52249861493968888062)
537 #define COS1_2 FIXR(0.56694403481635770368)
538 #define COS1_3 FIXR(0.64682178335999012954)
539 #define COS1_4 FIXR(0.78815462345125022473)
540 #define COS1_5 FIXR(1.06067768599034747134)
541 #define COS1_6 FIXR(1.72244709823833392782)
542 #define COS1_7 FIXR(5.10114861868916385802)
543
544 #define COS2_0 FIXR(0.50979557910415916894)
545 #define COS2_1 FIXR(0.60134488693504528054)
546 #define COS2_2 FIXR(0.89997622313641570463)
547 #define COS2_3 FIXR(2.56291544774150617881)
548
549 #define COS3_0 FIXR(0.54119610014619698439)
550 #define COS3_1 FIXR(1.30656296487637652785)
551
552 #define COS4_0 FIXR(0.70710678118654752439)
553
554 /* butterfly operator */
555 #define BF(a, b, c)\
556 {\
557     tmp0 = tab[a] + tab[b];\
558     tmp1 = tab[a] - tab[b];\
559     tab[a] = tmp0;\
560     tab[b] = MULL(tmp1, c);\
561 }
562
563 #define BF1(a, b, c, d)\
564 {\
565     BF(a, b, COS4_0);\
566     BF(c, d, -COS4_0);\
567     tab[c] += tab[d];\
568 }
569
570 #define BF2(a, b, c, d)\
571 {\
572     BF(a, b, COS4_0);\
573     BF(c, d, -COS4_0);\
574     tab[c] += tab[d];\
575     tab[a] += tab[c];\
576     tab[c] += tab[b];\
577     tab[b] += tab[d];\
578 }
579
580 #define ADD(a, b) tab[a] += tab[b]
581
582 /* DCT32 without 1/sqrt(2) coef zero scaling. */
583 static void dct32(INT32 *out, INT32 *tab)
584 {
585     int tmp0, tmp1;
586
587     /* pass 1 */
588     BF(0, 31, COS0_0);
589     BF(1, 30, COS0_1);
590     BF(2, 29, COS0_2);
591     BF(3, 28, COS0_3);
592     BF(4, 27, COS0_4);
593     BF(5, 26, COS0_5);
594     BF(6, 25, COS0_6);
595     BF(7, 24, COS0_7);
596     BF(8, 23, COS0_8);
597     BF(9, 22, COS0_9);
598     BF(10, 21, COS0_10);
599     BF(11, 20, COS0_11);
600     BF(12, 19, COS0_12);
601     BF(13, 18, COS0_13);
602     BF(14, 17, COS0_14);
603     BF(15, 16, COS0_15);
604
605     /* pass 2 */
606     BF(0, 15, COS1_0);
607     BF(1, 14, COS1_1);
608     BF(2, 13, COS1_2);
609     BF(3, 12, COS1_3);
610     BF(4, 11, COS1_4);
611     BF(5, 10, COS1_5);
612     BF(6,  9, COS1_6);
613     BF(7,  8, COS1_7);
614     
615     BF(16, 31, -COS1_0);
616     BF(17, 30, -COS1_1);
617     BF(18, 29, -COS1_2);
618     BF(19, 28, -COS1_3);
619     BF(20, 27, -COS1_4);
620     BF(21, 26, -COS1_5);
621     BF(22, 25, -COS1_6);
622     BF(23, 24, -COS1_7);
623     
624     /* pass 3 */
625     BF(0, 7, COS2_0);
626     BF(1, 6, COS2_1);
627     BF(2, 5, COS2_2);
628     BF(3, 4, COS2_3);
629     
630     BF(8, 15, -COS2_0);
631     BF(9, 14, -COS2_1);
632     BF(10, 13, -COS2_2);
633     BF(11, 12, -COS2_3);
634     
635     BF(16, 23, COS2_0);
636     BF(17, 22, COS2_1);
637     BF(18, 21, COS2_2);
638     BF(19, 20, COS2_3);
639     
640     BF(24, 31, -COS2_0);
641     BF(25, 30, -COS2_1);
642     BF(26, 29, -COS2_2);
643     BF(27, 28, -COS2_3);
644
645     /* pass 4 */
646     BF(0, 3, COS3_0);
647     BF(1, 2, COS3_1);
648     
649     BF(4, 7, -COS3_0);
650     BF(5, 6, -COS3_1);
651     
652     BF(8, 11, COS3_0);
653     BF(9, 10, COS3_1);
654     
655     BF(12, 15, -COS3_0);
656     BF(13, 14, -COS3_1);
657     
658     BF(16, 19, COS3_0);
659     BF(17, 18, COS3_1);
660     
661     BF(20, 23, -COS3_0);
662     BF(21, 22, -COS3_1);
663     
664     BF(24, 27, COS3_0);
665     BF(25, 26, COS3_1);
666     
667     BF(28, 31, -COS3_0);
668     BF(29, 30, -COS3_1);
669     
670     /* pass 5 */
671     BF1(0, 1, 2, 3);
672     BF2(4, 5, 6, 7);
673     BF1(8, 9, 10, 11);
674     BF2(12, 13, 14, 15);
675     BF1(16, 17, 18, 19);
676     BF2(20, 21, 22, 23);
677     BF1(24, 25, 26, 27);
678     BF2(28, 29, 30, 31);
679     
680     /* pass 6 */
681     
682     ADD( 8, 12);
683     ADD(12, 10);
684     ADD(10, 14);
685     ADD(14,  9);
686     ADD( 9, 13);
687     ADD(13, 11);
688     ADD(11, 15);
689
690     out[ 0] = tab[0];
691     out[16] = tab[1];
692     out[ 8] = tab[2];
693     out[24] = tab[3];
694     out[ 4] = tab[4];
695     out[20] = tab[5];
696     out[12] = tab[6];
697     out[28] = tab[7];
698     out[ 2] = tab[8];
699     out[18] = tab[9];
700     out[10] = tab[10];
701     out[26] = tab[11];
702     out[ 6] = tab[12];
703     out[22] = tab[13];
704     out[14] = tab[14];
705     out[30] = tab[15];
706     
707     ADD(24, 28);
708     ADD(28, 26);
709     ADD(26, 30);
710     ADD(30, 25);
711     ADD(25, 29);
712     ADD(29, 27);
713     ADD(27, 31);
714
715     out[ 1] = tab[16] + tab[24];
716     out[17] = tab[17] + tab[25];
717     out[ 9] = tab[18] + tab[26];
718     out[25] = tab[19] + tab[27];
719     out[ 5] = tab[20] + tab[28];
720     out[21] = tab[21] + tab[29];
721     out[13] = tab[22] + tab[30];
722     out[29] = tab[23] + tab[31];
723     out[ 3] = tab[24] + tab[20];
724     out[19] = tab[25] + tab[21];
725     out[11] = tab[26] + tab[22];
726     out[27] = tab[27] + tab[23];
727     out[ 7] = tab[28] + tab[18];
728     out[23] = tab[29] + tab[19];
729     out[15] = tab[30] + tab[17];
730     out[31] = tab[31];
731 }
732
733 #define OUT_SHIFT (WFRAC_BITS + FRAC_BITS - 15)
734
735 #if FRAC_BITS <= 15
736
737 #define OUT_SAMPLE(sum)\
738 {\
739     int sum1;\
740     sum1 = (sum + (1 << (OUT_SHIFT - 1))) >> OUT_SHIFT;\
741     if (sum1 < -32768)\
742         sum1 = -32768;\
743     else if (sum1 > 32767)\
744         sum1 = 32767;\
745     *samples = sum1;\
746     samples += incr;\
747 }
748
749 #define SUM8(off, op)                           \
750 {                                               \
751     sum op w[0 * 64 + off] * p[0 * 64];\
752     sum op w[1 * 64 + off] * p[1 * 64];\
753     sum op w[2 * 64 + off] * p[2 * 64];\
754     sum op w[3 * 64 + off] * p[3 * 64];\
755     sum op w[4 * 64 + off] * p[4 * 64];\
756     sum op w[5 * 64 + off] * p[5 * 64];\
757     sum op w[6 * 64 + off] * p[6 * 64];\
758     sum op w[7 * 64 + off] * p[7 * 64];\
759 }
760
761 #else
762
763 #define OUT_SAMPLE(sum)\
764 {\
765     int sum1;\
766     sum1 = (int)((sum + (INT64_C(1) << (OUT_SHIFT - 1))) >> OUT_SHIFT);\
767     if (sum1 < -32768)\
768         sum1 = -32768;\
769     else if (sum1 > 32767)\
770         sum1 = 32767;\
771     *samples = sum1;\
772     samples += incr;\
773 }
774
775 #define SUM8(off, op)                           \
776 {                                               \
777     sum op MUL64(w[0 * 64 + off], p[0 * 64]);\
778     sum op MUL64(w[1 * 64 + off], p[1 * 64]);\
779     sum op MUL64(w[2 * 64 + off], p[2 * 64]);\
780     sum op MUL64(w[3 * 64 + off], p[3 * 64]);\
781     sum op MUL64(w[4 * 64 + off], p[4 * 64]);\
782     sum op MUL64(w[5 * 64 + off], p[5 * 64]);\
783     sum op MUL64(w[6 * 64 + off], p[6 * 64]);\
784     sum op MUL64(w[7 * 64 + off], p[7 * 64]);\
785 }
786
787 #endif
788
789 /* 32 sub band synthesis filter. Input: 32 sub band samples, Output:
790    32 samples. */
791 /* XXX: optimize by avoiding ring buffer usage */
792 static void synth_filter(MPADecodeContext *s1,
793                          int ch, INT16 *samples, int incr, 
794                          INT32 sb_samples[SBLIMIT])
795 {
796     INT32 tmp[32];
797     register MPA_INT *synth_buf, *p;
798     register MPA_INT *w;
799     int j, offset, v;
800 #if FRAC_BITS <= 15
801     int sum;
802 #else
803     INT64 sum;
804 #endif
805
806     dct32(tmp, sb_samples);
807     
808     offset = s1->synth_buf_offset[ch];
809     synth_buf = s1->synth_buf[ch] + offset;
810
811     for(j=0;j<32;j++) {
812         v = tmp[j];
813 #if FRAC_BITS <= 15
814         /* NOTE: can cause a loss in precision if very high amplitude
815            sound */
816         if (v > 32767)
817             v = 32767;
818         else if (v < -32768)
819             v = -32768;
820 #endif
821         synth_buf[j] = v;
822     }
823     /* copy to avoid wrap */
824     memcpy(synth_buf + 512, synth_buf, 32 * sizeof(MPA_INT));
825
826     w = window;
827     for(j=0;j<16;j++) {
828         sum = 0;
829         p = synth_buf + 16 + j;    /* 0-15  */
830         SUM8(0, +=);
831         p = synth_buf + 48 - j;    /* 32-47 */
832         SUM8(32, -=);
833         OUT_SAMPLE(sum);
834         w++;
835     }
836     
837     p = synth_buf + 32; /* 48 */
838     sum = 0;
839     SUM8(32, -=);
840     OUT_SAMPLE(sum);
841     w++;
842
843     for(j=17;j<32;j++) {
844         sum = 0;
845         p = synth_buf + 48 - j; /* 17-31 */
846         SUM8(0, -=);
847         p = synth_buf + 16 + j; /* 49-63 */
848         SUM8(32, -=);
849         OUT_SAMPLE(sum);
850         w++;
851     }
852     offset = (offset - 32) & 511;
853     s1->synth_buf_offset[ch] = offset;
854 }
855
856 /* cos(pi*i/24) */
857 #define C1  FIXR(0.99144486137381041114)
858 #define C3  FIXR(0.92387953251128675612)
859 #define C5  FIXR(0.79335334029123516458)
860 #define C7  FIXR(0.60876142900872063941)
861 #define C9  FIXR(0.38268343236508977173)
862 #define C11 FIXR(0.13052619222005159154)
863
864 /* 12 points IMDCT. We compute it "by hand" by factorizing obvious
865    cases. */
866 static void imdct12(int *out, int *in)
867 {
868     int tmp;
869     INT64 in1_3, in1_9, in4_3, in4_9;
870
871     in1_3 = MUL64(in[1], C3);
872     in1_9 = MUL64(in[1], C9);
873     in4_3 = MUL64(in[4], C3);
874     in4_9 = MUL64(in[4], C9);
875     
876     tmp = FRAC_RND(MUL64(in[0], C7) - in1_3 - MUL64(in[2], C11) + 
877                    MUL64(in[3], C1) - in4_9 - MUL64(in[5], C5));
878     out[0] = tmp;
879     out[5] = -tmp;
880     tmp = FRAC_RND(MUL64(in[0] - in[3], C9) - in1_3 + 
881                    MUL64(in[2] + in[5], C3) - in4_9);
882     out[1] = tmp;
883     out[4] = -tmp;
884     tmp = FRAC_RND(MUL64(in[0], C11) - in1_9 + MUL64(in[2], C7) -
885                    MUL64(in[3], C5) + in4_3 - MUL64(in[5], C1));
886     out[2] = tmp;
887     out[3] = -tmp;
888     tmp = FRAC_RND(MUL64(-in[0], C5) + in1_9 + MUL64(in[2], C1) + 
889                    MUL64(in[3], C11) - in4_3 - MUL64(in[5], C7));
890     out[6] = tmp;
891     out[11] = tmp;
892     tmp = FRAC_RND(MUL64(-in[0] + in[3], C3) - in1_9 + 
893                    MUL64(in[2] + in[5], C9) + in4_3);
894     out[7] = tmp;
895     out[10] = tmp;
896     tmp = FRAC_RND(-MUL64(in[0], C1) - in1_3 - MUL64(in[2], C5) -
897                    MUL64(in[3], C7) - in4_9 - MUL64(in[5], C11));
898     out[8] = tmp;
899     out[9] = tmp;
900 }
901
902 #undef C1
903 #undef C3
904 #undef C5
905 #undef C7
906 #undef C9
907 #undef C11
908
909 /* cos(pi*i/18) */
910 #define C1 FIXR(0.98480775301220805936)
911 #define C2 FIXR(0.93969262078590838405)
912 #define C3 FIXR(0.86602540378443864676)
913 #define C4 FIXR(0.76604444311897803520)
914 #define C5 FIXR(0.64278760968653932632)
915 #define C6 FIXR(0.5)
916 #define C7 FIXR(0.34202014332566873304)
917 #define C8 FIXR(0.17364817766693034885)
918
919 /* 0.5 / cos(pi*(2*i+1)/36) */
920 static const int icos36[9] = {
921     FIXR(0.50190991877167369479),
922     FIXR(0.51763809020504152469),
923     FIXR(0.55168895948124587824),
924     FIXR(0.61038729438072803416),
925     FIXR(0.70710678118654752439),
926     FIXR(0.87172339781054900991),
927     FIXR(1.18310079157624925896),
928     FIXR(1.93185165257813657349),
929     FIXR(5.73685662283492756461),
930 };
931
932 static const int icos72[18] = {
933     /* 0.5 / cos(pi*(2*i+19)/72) */
934     FIXR(0.74009361646113053152),
935     FIXR(0.82133981585229078570),
936     FIXR(0.93057949835178895673),
937     FIXR(1.08284028510010010928),
938     FIXR(1.30656296487637652785),
939     FIXR(1.66275476171152078719),
940     FIXR(2.31011315767264929558),
941     FIXR(3.83064878777019433457),
942     FIXR(11.46279281302667383546),
943
944     /* 0.5 / cos(pi*(2*(i + 18) +19)/72) */
945     FIXR(-0.67817085245462840086),
946     FIXR(-0.63023620700513223342),
947     FIXR(-0.59284452371708034528),
948     FIXR(-0.56369097343317117734),
949     FIXR(-0.54119610014619698439),
950     FIXR(-0.52426456257040533932),
951     FIXR(-0.51213975715725461845),
952     FIXR(-0.50431448029007636036),
953     FIXR(-0.50047634258165998492),
954 };
955
956 /* using Lee like decomposition followed by hand coded 9 points DCT */
957 static void imdct36(int *out, int *in)
958 {
959     int i, j, t0, t1, t2, t3, s0, s1, s2, s3;
960     int tmp[18], *tmp1, *in1;
961     INT64 in3_3, in6_6;
962
963     for(i=17;i>=1;i--)
964         in[i] += in[i-1];
965     for(i=17;i>=3;i-=2)
966         in[i] += in[i-2];
967
968     for(j=0;j<2;j++) {
969         tmp1 = tmp + j;
970         in1 = in + j;
971
972         in3_3 = MUL64(in1[2*3], C3);
973         in6_6 = MUL64(in1[2*6], C6);
974
975         tmp1[0] = FRAC_RND(MUL64(in1[2*1], C1) + in3_3 + 
976                            MUL64(in1[2*5], C5) + MUL64(in1[2*7], C7));
977         tmp1[2] = in1[2*0] + FRAC_RND(MUL64(in1[2*2], C2) + 
978                                       MUL64(in1[2*4], C4) + in6_6 + 
979                                       MUL64(in1[2*8], C8));
980         tmp1[4] = FRAC_RND(MUL64(in1[2*1] - in1[2*5] - in1[2*7], C3));
981         tmp1[6] = FRAC_RND(MUL64(in1[2*2] - in1[2*4] - in1[2*8], C6)) - 
982             in1[2*6] + in1[2*0];
983         tmp1[8] = FRAC_RND(MUL64(in1[2*1], C5) - in3_3 - 
984                            MUL64(in1[2*5], C7) + MUL64(in1[2*7], C1));
985         tmp1[10] = in1[2*0] + FRAC_RND(MUL64(-in1[2*2], C8) - 
986                                        MUL64(in1[2*4], C2) + in6_6 + 
987                                        MUL64(in1[2*8], C4));
988         tmp1[12] = FRAC_RND(MUL64(in1[2*1], C7) - in3_3 + 
989                             MUL64(in1[2*5], C1) - 
990                             MUL64(in1[2*7], C5));
991         tmp1[14] = in1[2*0] + FRAC_RND(MUL64(-in1[2*2], C4) + 
992                                        MUL64(in1[2*4], C8) + in6_6 - 
993                                        MUL64(in1[2*8], C2));
994         tmp1[16] = in1[2*0] - in1[2*2] + in1[2*4] - in1[2*6] + in1[2*8];
995     }
996
997     i = 0;
998     for(j=0;j<4;j++) {
999         t0 = tmp[i];
1000         t1 = tmp[i + 2];
1001         s0 = t1 + t0;
1002         s2 = t1 - t0;
1003
1004         t2 = tmp[i + 1];
1005         t3 = tmp[i + 3];
1006         s1 = MULL(t3 + t2, icos36[j]);
1007         s3 = MULL(t3 - t2, icos36[8 - j]);
1008         
1009         t0 = MULL(s0 + s1, icos72[9 + 8 - j]);
1010         t1 = MULL(s0 - s1, icos72[8 - j]);
1011         out[18 + 9 + j] = t0;
1012         out[18 + 8 - j] = t0;
1013         out[9 + j] = -t1;
1014         out[8 - j] = t1;
1015         
1016         t0 = MULL(s2 + s3, icos72[9+j]);
1017         t1 = MULL(s2 - s3, icos72[j]);
1018         out[18 + 9 + (8 - j)] = t0;
1019         out[18 + j] = t0;
1020         out[9 + (8 - j)] = -t1;
1021         out[j] = t1;
1022         i += 4;
1023     }
1024
1025     s0 = tmp[16];
1026     s1 = MULL(tmp[17], icos36[4]);
1027     t0 = MULL(s0 + s1, icos72[9 + 4]);
1028     t1 = MULL(s0 - s1, icos72[4]);
1029     out[18 + 9 + 4] = t0;
1030     out[18 + 8 - 4] = t0;
1031     out[9 + 4] = -t1;
1032     out[8 - 4] = t1;
1033 }
1034
1035 /* fast header check for resync */
1036 static int check_header(UINT32 header)
1037 {
1038     /* header */
1039     if ((header & 0xffe00000) != 0xffe00000)
1040         return -1;
1041     /* layer check */
1042     if (((header >> 17) & 3) == 0)
1043         return -1;
1044     /* bit rate */
1045     if (((header >> 12) & 0xf) == 0xf)
1046         return -1;
1047     /* frequency */
1048     if (((header >> 10) & 3) == 3)
1049         return -1;
1050     return 0;
1051 }
1052
1053 /* header + layer + bitrate + freq + lsf/mpeg25 */
1054 #define SAME_HEADER_MASK \
1055    (0xffe00000 | (3 << 17) | (0xf << 12) | (3 << 10) | (3 << 19))
1056
1057 /* header decoding. MUST check the header before because no
1058    consistency check is done there. Return 1 if free format found and
1059    that the frame size must be computed externally */
1060 static int decode_header(MPADecodeContext *s, UINT32 header)
1061 {
1062     int sample_rate, frame_size, mpeg25, padding;
1063     int sample_rate_index, bitrate_index;
1064     if (header & (1<<20)) {
1065         s->lsf = (header & (1<<19)) ? 0 : 1;
1066         mpeg25 = 0;
1067     } else {
1068         s->lsf = 1;
1069         mpeg25 = 1;
1070     }
1071     
1072     s->layer = 4 - ((header >> 17) & 3);
1073     /* extract frequency */
1074     sample_rate_index = (header >> 10) & 3;
1075     sample_rate = mpa_freq_tab[sample_rate_index] >> (s->lsf + mpeg25);
1076     sample_rate_index += 3 * (s->lsf + mpeg25);
1077     s->sample_rate_index = sample_rate_index;
1078     s->error_protection = ((header >> 16) & 1) ^ 1;
1079     s->sample_rate = sample_rate;
1080
1081     bitrate_index = (header >> 12) & 0xf;
1082     padding = (header >> 9) & 1;
1083     //extension = (header >> 8) & 1;
1084     s->mode = (header >> 6) & 3;
1085     s->mode_ext = (header >> 4) & 3;
1086     //copyright = (header >> 3) & 1;
1087     //original = (header >> 2) & 1;
1088     //emphasis = header & 3;
1089
1090     if (s->mode == MPA_MONO)
1091         s->nb_channels = 1;
1092     else
1093         s->nb_channels = 2;
1094     
1095     if (bitrate_index != 0) {
1096         frame_size = mpa_bitrate_tab[s->lsf][s->layer - 1][bitrate_index];
1097         s->bit_rate = frame_size * 1000;
1098         switch(s->layer) {
1099         case 1:
1100             frame_size = (frame_size * 12000) / sample_rate;
1101             frame_size = (frame_size + padding) * 4;
1102             break;
1103         case 2:
1104             frame_size = (frame_size * 144000) / sample_rate;
1105             frame_size += padding;
1106             break;
1107         default:
1108         case 3:
1109             frame_size = (frame_size * 144000) / (sample_rate << s->lsf);
1110             frame_size += padding;
1111             break;
1112         }
1113         s->frame_size = frame_size;
1114     } else {
1115         /* if no frame size computed, signal it */
1116         if (!s->free_format_frame_size)
1117             return 1;
1118         /* free format: compute bitrate and real frame size from the
1119            frame size we extracted by reading the bitstream */
1120         s->frame_size = s->free_format_frame_size;
1121         switch(s->layer) {
1122         case 1:
1123             s->frame_size += padding  * 4;
1124             s->bit_rate = (s->frame_size * sample_rate) / 48000;
1125             break;
1126         case 2:
1127             s->frame_size += padding;
1128             s->bit_rate = (s->frame_size * sample_rate) / 144000;
1129             break;
1130         default:
1131         case 3:
1132             s->frame_size += padding;
1133             s->bit_rate = (s->frame_size * (sample_rate << s->lsf)) / 144000;
1134             break;
1135         }
1136     }
1137     
1138 #if defined(DEBUG)
1139     printf("layer%d, %d Hz, %d kbits/s, ",
1140            s->layer, s->sample_rate, s->bit_rate);
1141     if (s->nb_channels == 2) {
1142         if (s->layer == 3) {
1143             if (s->mode_ext & MODE_EXT_MS_STEREO)
1144                 printf("ms-");
1145             if (s->mode_ext & MODE_EXT_I_STEREO)
1146                 printf("i-");
1147         }
1148         printf("stereo");
1149     } else {
1150         printf("mono");
1151     }
1152     printf("\n");
1153 #endif
1154     return 0;
1155 }
1156
1157 /* return the number of decoded frames */
1158 static int mp_decode_layer1(MPADecodeContext *s)
1159 {
1160     int bound, i, v, n, ch, j, mant;
1161     UINT8 allocation[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
1162     UINT8 scale_factors[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
1163
1164     if (s->mode == MPA_JSTEREO) 
1165         bound = (s->mode_ext + 1) * 4;
1166     else
1167         bound = SBLIMIT;
1168
1169     /* allocation bits */
1170     for(i=0;i<bound;i++) {
1171         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1172             allocation[ch][i] = get_bits(&s->gb, 4);
1173         }
1174     }
1175     for(i=bound;i<SBLIMIT;i++) {
1176         allocation[0][i] = get_bits(&s->gb, 4);
1177     }
1178
1179     /* scale factors */
1180     for(i=0;i<bound;i++) {
1181         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1182             if (allocation[ch][i])
1183                 scale_factors[ch][i] = get_bits(&s->gb, 6);
1184         }
1185     }
1186     for(i=bound;i<SBLIMIT;i++) {
1187         if (allocation[0][i]) {
1188             scale_factors[0][i] = get_bits(&s->gb, 6);
1189             scale_factors[1][i] = get_bits(&s->gb, 6);
1190         }
1191     }
1192     
1193     /* compute samples */
1194     for(j=0;j<12;j++) {
1195         for(i=0;i<bound;i++) {
1196             for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1197                 n = allocation[ch][i];
1198                 if (n) {
1199                     mant = get_bits(&s->gb, n + 1);
1200                     v = l1_unscale(n, mant, scale_factors[ch][i]);
1201                 } else {
1202                     v = 0;
1203                 }
1204                 s->sb_samples[ch][j][i] = v;
1205             }
1206         }
1207         for(i=bound;i<SBLIMIT;i++) {
1208             n = allocation[0][i];
1209             if (n) {
1210                 mant = get_bits(&s->gb, n + 1);
1211                 v = l1_unscale(n, mant, scale_factors[0][i]);
1212                 s->sb_samples[0][j][i] = v;
1213                 v = l1_unscale(n, mant, scale_factors[1][i]);
1214                 s->sb_samples[1][j][i] = v;
1215             } else {
1216                 s->sb_samples[0][j][i] = 0;
1217                 s->sb_samples[1][j][i] = 0;
1218             }
1219         }
1220     }
1221     return 12;
1222 }
1223
1224 /* bitrate is in kb/s */
1225 int l2_select_table(int bitrate, int nb_channels, int freq, int lsf)
1226 {
1227     int ch_bitrate, table;
1228     
1229     ch_bitrate = bitrate / nb_channels;
1230     if (!lsf) {
1231         if ((freq == 48000 && ch_bitrate >= 56) ||
1232             (ch_bitrate >= 56 && ch_bitrate <= 80)) 
1233             table = 0;
1234         else if (freq != 48000 && ch_bitrate >= 96) 
1235             table = 1;
1236         else if (freq != 32000 && ch_bitrate <= 48) 
1237             table = 2;
1238         else 
1239             table = 3;
1240     } else {
1241         table = 4;
1242     }
1243     return table;
1244 }
1245
1246 static int mp_decode_layer2(MPADecodeContext *s)
1247 {
1248     int sblimit; /* number of used subbands */
1249     const unsigned char *alloc_table;
1250     int table, bit_alloc_bits, i, j, ch, bound, v;
1251     unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
1252     unsigned char scale_code[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
1253     unsigned char scale_factors[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT][3], *sf;
1254     int scale, qindex, bits, steps, k, l, m, b;
1255
1256     /* select decoding table */
1257     table = l2_select_table(s->bit_rate / 1000, s->nb_channels, 
1258                             s->sample_rate, s->lsf);
1259     sblimit = sblimit_table[table];
1260     alloc_table = alloc_tables[table];
1261
1262     if (s->mode == MPA_JSTEREO) 
1263         bound = (s->mode_ext + 1) * 4;
1264     else
1265         bound = sblimit;
1266
1267     dprintf("bound=%d sblimit=%d\n", bound, sblimit);
1268     /* parse bit allocation */
1269     j = 0;
1270     for(i=0;i<bound;i++) {
1271         bit_alloc_bits = alloc_table[j];
1272         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1273             bit_alloc[ch][i] = get_bits(&s->gb, bit_alloc_bits);
1274         }
1275         j += 1 << bit_alloc_bits;
1276     }
1277     for(i=bound;i<sblimit;i++) {
1278         bit_alloc_bits = alloc_table[j];
1279         v = get_bits(&s->gb, bit_alloc_bits);
1280         bit_alloc[0][i] = v;
1281         bit_alloc[1][i] = v;
1282         j += 1 << bit_alloc_bits;
1283     }
1284
1285 #ifdef DEBUG
1286     {
1287         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1288             for(i=0;i<sblimit;i++)
1289                 printf(" %d", bit_alloc[ch][i]);
1290             printf("\n");
1291         }
1292     }
1293 #endif
1294
1295     /* scale codes */
1296     for(i=0;i<sblimit;i++) {
1297         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1298             if (bit_alloc[ch][i]) 
1299                 scale_code[ch][i] = get_bits(&s->gb, 2);
1300         }
1301     }
1302     
1303     /* scale factors */
1304     for(i=0;i<sblimit;i++) {
1305         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1306             if (bit_alloc[ch][i]) {
1307                 sf = scale_factors[ch][i];
1308                 switch(scale_code[ch][i]) {
1309                 default:
1310                 case 0:
1311                     sf[0] = get_bits(&s->gb, 6);
1312                     sf[1] = get_bits(&s->gb, 6);
1313                     sf[2] = get_bits(&s->gb, 6);
1314                     break;
1315                 case 2:
1316                     sf[0] = get_bits(&s->gb, 6);
1317                     sf[1] = sf[0];
1318                     sf[2] = sf[0];
1319                     break;
1320                 case 1:
1321                     sf[0] = get_bits(&s->gb, 6);
1322                     sf[2] = get_bits(&s->gb, 6);
1323                     sf[1] = sf[0];
1324                     break;
1325                 case 3:
1326                     sf[0] = get_bits(&s->gb, 6);
1327                     sf[2] = get_bits(&s->gb, 6);
1328                     sf[1] = sf[2];
1329                     break;
1330                 }
1331             }
1332         }
1333     }
1334
1335 #ifdef DEBUG
1336     for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1337         for(i=0;i<sblimit;i++) {
1338             if (bit_alloc[ch][i]) {
1339                 sf = scale_factors[ch][i];
1340                 printf(" %d %d %d", sf[0], sf[1], sf[2]);
1341             } else {
1342                 printf(" -");
1343             }
1344         }
1345         printf("\n");
1346     }
1347 #endif
1348
1349     /* samples */
1350     for(k=0;k<3;k++) {
1351         for(l=0;l<12;l+=3) {
1352             j = 0;
1353             for(i=0;i<bound;i++) {
1354                 bit_alloc_bits = alloc_table[j];
1355                 for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1356                     b = bit_alloc[ch][i];
1357                     if (b) {
1358                         scale = scale_factors[ch][i][k];
1359                         qindex = alloc_table[j+b];
1360                         bits = quant_bits[qindex];
1361                         if (bits < 0) {
1362                             /* 3 values at the same time */
1363                             v = get_bits(&s->gb, -bits);
1364                             steps = quant_steps[qindex];
1365                             s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 0][i] = 
1366                                 l2_unscale_group(steps, v % steps, scale);
1367                             v = v / steps;
1368                             s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 1][i] = 
1369                                 l2_unscale_group(steps, v % steps, scale);
1370                             v = v / steps;
1371                             s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 2][i] = 
1372                                 l2_unscale_group(steps, v, scale);
1373                         } else {
1374                             for(m=0;m<3;m++) {
1375                                 v = get_bits(&s->gb, bits);
1376                                 v = l1_unscale(bits - 1, v, scale);
1377                                 s->sb_samples[ch][k * 12 + l + m][i] = v;
1378                             }
1379                         }
1380                     } else {
1381                         s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 0][i] = 0;
1382                         s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 1][i] = 0;
1383                         s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 2][i] = 0;
1384                     }
1385                 }
1386                 /* next subband in alloc table */
1387                 j += 1 << bit_alloc_bits; 
1388             }
1389             /* XXX: find a way to avoid this duplication of code */
1390             for(i=bound;i<sblimit;i++) {
1391                 bit_alloc_bits = alloc_table[j];
1392                 b = bit_alloc[0][i];
1393                 if (b) {
1394                     int mant, scale0, scale1;
1395                     scale0 = scale_factors[0][i][k];
1396                     scale1 = scale_factors[1][i][k];
1397                     qindex = alloc_table[j+b];
1398                     bits = quant_bits[qindex];
1399                     if (bits < 0) {
1400                         /* 3 values at the same time */
1401                         v = get_bits(&s->gb, -bits);
1402                         steps = quant_steps[qindex];
1403                         mant = v % steps;
1404                         v = v / steps;
1405                         s->sb_samples[0][k * 12 + l + 0][i] = 
1406                             l2_unscale_group(steps, mant, scale0);
1407                         s->sb_samples[1][k * 12 + l + 0][i] = 
1408                             l2_unscale_group(steps, mant, scale1);
1409                         mant = v % steps;
1410                         v = v / steps;
1411                         s->sb_samples[0][k * 12 + l + 1][i] = 
1412                             l2_unscale_group(steps, mant, scale0);
1413                         s->sb_samples[1][k * 12 + l + 1][i] = 
1414                             l2_unscale_group(steps, mant, scale1);
1415                         s->sb_samples[0][k * 12 + l + 2][i] = 
1416                             l2_unscale_group(steps, v, scale0);
1417                         s->sb_samples[1][k * 12 + l + 2][i] = 
1418                             l2_unscale_group(steps, v, scale1);
1419                     } else {
1420                         for(m=0;m<3;m++) {
1421                             mant = get_bits(&s->gb, bits);
1422                             s->sb_samples[0][k * 12 + l + m][i] = 
1423                                 l1_unscale(bits - 1, mant, scale0);
1424                             s->sb_samples[1][k * 12 + l + m][i] = 
1425                                 l1_unscale(bits - 1, mant, scale1);
1426                         }
1427                     }
1428                 } else {
1429                     s->sb_samples[0][k * 12 + l + 0][i] = 0;
1430                     s->sb_samples[0][k * 12 + l + 1][i] = 0;
1431                     s->sb_samples[0][k * 12 + l + 2][i] = 0;
1432                     s->sb_samples[1][k * 12 + l + 0][i] = 0;
1433                     s->sb_samples[1][k * 12 + l + 1][i] = 0;
1434                     s->sb_samples[1][k * 12 + l + 2][i] = 0;
1435                 }
1436                 /* next subband in alloc table */
1437                 j += 1 << bit_alloc_bits; 
1438             }
1439             /* fill remaining samples to zero */
1440             for(i=sblimit;i<SBLIMIT;i++) {
1441                 for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1442                     s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 0][i] = 0;
1443                     s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 1][i] = 0;
1444                     s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 2][i] = 0;
1445                 }
1446             }
1447         }
1448     }
1449     return 3 * 12;
1450 }
1451
1452 /*
1453  * Seek back in the stream for backstep bytes (at most 511 bytes)
1454  */
1455 static void seek_to_maindata(MPADecodeContext *s, long backstep)
1456 {
1457     UINT8 *ptr;
1458
1459     /* compute current position in stream */
1460 #ifdef ALT_BITSTREAM_READER
1461     ptr = s->gb.buffer + (s->gb.index>>3);
1462 #else
1463     ptr = s->gb.buf_ptr - (s->gb.bit_cnt >> 3);
1464 #endif    
1465     /* copy old data before current one */
1466     ptr -= backstep;
1467     memcpy(ptr, s->inbuf1[s->inbuf_index ^ 1] + 
1468            BACKSTEP_SIZE + s->old_frame_size - backstep, backstep);
1469     /* init get bits again */
1470     init_get_bits(&s->gb, ptr, s->frame_size + backstep);
1471
1472     /* prepare next buffer */
1473     s->inbuf_index ^= 1;
1474     s->inbuf = &s->inbuf1[s->inbuf_index][BACKSTEP_SIZE];
1475     s->old_frame_size = s->frame_size;
1476 }
1477
1478 static inline void lsf_sf_expand(int *slen,
1479                                  int sf, int n1, int n2, int n3)
1480 {
1481     if (n3) {
1482         slen[3] = sf % n3;
1483         sf /= n3;
1484     } else {
1485         slen[3] = 0;
1486     }
1487     if (n2) {
1488         slen[2] = sf % n2;
1489         sf /= n2;
1490     } else {
1491         slen[2] = 0;
1492     }
1493     slen[1] = sf % n1;
1494     sf /= n1;
1495     slen[0] = sf;
1496 }
1497
1498 static void exponents_from_scale_factors(MPADecodeContext *s, 
1499                                          GranuleDef *g,
1500                                          INT16 *exponents)
1501 {
1502     const UINT8 *bstab, *pretab;
1503     int len, i, j, k, l, v0, shift, gain, gains[3];
1504     INT16 *exp_ptr;
1505
1506     exp_ptr = exponents;
1507     gain = g->global_gain - 210;
1508     shift = g->scalefac_scale + 1;
1509
1510     bstab = band_size_long[s->sample_rate_index];
1511     pretab = mpa_pretab[g->preflag];
1512     for(i=0;i<g->long_end;i++) {
1513         v0 = gain - ((g->scale_factors[i] + pretab[i]) << shift);
1514         len = bstab[i];
1515         for(j=len;j>0;j--)
1516             *exp_ptr++ = v0;
1517     }
1518
1519     if (g->short_start < 13) {
1520         bstab = band_size_short[s->sample_rate_index];
1521         gains[0] = gain - (g->subblock_gain[0] << 3);
1522         gains[1] = gain - (g->subblock_gain[1] << 3);
1523         gains[2] = gain - (g->subblock_gain[2] << 3);
1524         k = g->long_end;
1525         for(i=g->short_start;i<13;i++) {
1526             len = bstab[i];
1527             for(l=0;l<3;l++) {
1528                 v0 = gains[l] - (g->scale_factors[k++] << shift);
1529                 for(j=len;j>0;j--)
1530                 *exp_ptr++ = v0;
1531             }
1532         }
1533     }
1534 }
1535
1536 /* handle n = 0 too */
1537 static inline int get_bitsz(GetBitContext *s, int n)
1538 {
1539     if (n == 0)
1540         return 0;
1541     else
1542         return get_bits(s, n);
1543 }
1544
1545 static int huffman_decode(MPADecodeContext *s, GranuleDef *g,
1546                           INT16 *exponents, int end_pos)
1547 {
1548     int s_index;
1549     int linbits, code, x, y, l, v, i, j, k, pos;
1550     UINT8 *last_buf_ptr;
1551     UINT32 last_bit_buf;
1552     int last_bit_cnt;
1553     VLC *vlc;
1554     UINT8 *code_table;
1555
1556     /* low frequencies (called big values) */
1557     s_index = 0;
1558     for(i=0;i<3;i++) {
1559         j = g->region_size[i];
1560         if (j == 0)
1561             continue;
1562         /* select vlc table */
1563         k = g->table_select[i];
1564         l = mpa_huff_data[k][0];
1565         linbits = mpa_huff_data[k][1];
1566         vlc = &huff_vlc[l];
1567         code_table = huff_code_table[l];
1568
1569         /* read huffcode and compute each couple */
1570         for(;j>0;j--) {
1571             if (get_bits_count(&s->gb) >= end_pos)
1572                 break;
1573             if (code_table) {
1574                 code = get_vlc(&s->gb, vlc);
1575                 if (code < 0)
1576                     return -1;
1577                 y = code_table[code];
1578                 x = y >> 4;
1579                 y = y & 0x0f;
1580             } else {
1581                 x = 0;
1582                 y = 0;
1583             }
1584             dprintf("region=%d n=%d x=%d y=%d exp=%d\n", 
1585                     i, g->region_size[i] - j, x, y, exponents[s_index]);
1586             if (x) {
1587                 if (x == 15)
1588                     x += get_bitsz(&s->gb, linbits);
1589                 v = l3_unscale(x, exponents[s_index]);
1590                 if (get_bits1(&s->gb))
1591                     v = -v;
1592             } else {
1593                 v = 0;
1594             }
1595             g->sb_hybrid[s_index++] = v;
1596             if (y) {
1597                 if (y == 15)
1598                     y += get_bitsz(&s->gb, linbits);
1599                 v = l3_unscale(y, exponents[s_index]);
1600                 if (get_bits1(&s->gb))
1601                     v = -v;
1602             } else {
1603                 v = 0;
1604             }
1605             g->sb_hybrid[s_index++] = v;
1606         }
1607     }
1608             
1609     /* high frequencies */
1610     vlc = &huff_quad_vlc[g->count1table_select];
1611     last_buf_ptr = NULL;
1612     last_bit_buf = 0;
1613     last_bit_cnt = 0;
1614     while (s_index <= 572) {
1615         pos = get_bits_count(&s->gb);
1616         if (pos >= end_pos) {
1617             if (pos > end_pos && last_buf_ptr != NULL) {
1618                 /* some encoders generate an incorrect size for this
1619                    part. We must go back into the data */
1620                 s_index -= 4;
1621 #ifdef ALT_BITSTREAM_READER
1622                 s->gb.buffer = last_buf_ptr;
1623                 s->gb.index = last_bit_cnt;
1624 #else
1625                 s->gb.buf_ptr = last_buf_ptr;
1626                 s->gb.bit_buf = last_bit_buf;
1627                 s->gb.bit_cnt = last_bit_cnt;
1628 #endif            
1629             }
1630             break;
1631         }
1632 #ifdef ALT_BITSTREAM_READER
1633         last_buf_ptr = s->gb.buffer;
1634         last_bit_cnt = s->gb.index;
1635 #else
1636         last_buf_ptr = s->gb.buf_ptr;
1637         last_bit_buf = s->gb.bit_buf;
1638         last_bit_cnt = s->gb.bit_cnt;
1639 #endif
1640         
1641         code = get_vlc(&s->gb, vlc);
1642         dprintf("t=%d code=%d\n", g->count1table_select, code);
1643         if (code < 0)
1644             return -1;
1645         for(i=0;i<4;i++) {
1646             if (code & (8 >> i)) {
1647                 /* non zero value. Could use a hand coded function for
1648                    'one' value */
1649                 v = l3_unscale(1, exponents[s_index]);
1650                 if(get_bits1(&s->gb))
1651                     v = -v;
1652             } else {
1653                 v = 0;
1654             }
1655             g->sb_hybrid[s_index++] = v;
1656         }
1657     }
1658     while (s_index < 576)
1659         g->sb_hybrid[s_index++] = 0;
1660     return 0;
1661 }
1662
1663 /* Reorder short blocks from bitstream order to interleaved order. It
1664    would be faster to do it in parsing, but the code would be far more
1665    complicated */
1666 static void reorder_block(MPADecodeContext *s, GranuleDef *g)
1667 {
1668     int i, j, k, len;
1669     INT32 *ptr, *dst, *ptr1;
1670     INT32 tmp[576];
1671
1672     if (g->block_type != 2)
1673         return;
1674
1675     if (g->switch_point) {
1676         if (s->sample_rate_index != 8) {
1677             ptr = g->sb_hybrid + 36;
1678         } else {
1679             ptr = g->sb_hybrid + 48;
1680         }
1681     } else {
1682         ptr = g->sb_hybrid;
1683     }
1684     
1685     for(i=g->short_start;i<13;i++) {
1686         len = band_size_short[s->sample_rate_index][i];
1687         ptr1 = ptr;
1688         for(k=0;k<3;k++) {
1689             dst = tmp + k;
1690             for(j=len;j>0;j--) {
1691                 *dst = *ptr++;
1692                 dst += 3;
1693             }
1694         }
1695         memcpy(ptr1, tmp, len * 3 * sizeof(INT32));
1696     }
1697 }
1698
1699 #define ISQRT2 FIXR(0.70710678118654752440)
1700
1701 static void compute_stereo(MPADecodeContext *s,
1702                            GranuleDef *g0, GranuleDef *g1)
1703 {
1704     int i, j, k, l;
1705     INT32 v1, v2;
1706     int sf_max, tmp0, tmp1, sf, len, non_zero_found;
1707     INT32 (*is_tab)[16];
1708     INT32 *tab0, *tab1;
1709     int non_zero_found_short[3];
1710
1711     /* intensity stereo */
1712     if (s->mode_ext & MODE_EXT_I_STEREO) {
1713         if (!s->lsf) {
1714             is_tab = is_table;
1715             sf_max = 7;
1716         } else {
1717             is_tab = is_table_lsf[g1->scalefac_compress & 1];
1718             sf_max = 16;
1719         }
1720             
1721         tab0 = g0->sb_hybrid + 576;
1722         tab1 = g1->sb_hybrid + 576;
1723
1724         non_zero_found_short[0] = 0;
1725         non_zero_found_short[1] = 0;
1726         non_zero_found_short[2] = 0;
1727         k = (13 - g1->short_start) * 3 + g1->long_end - 3;
1728         for(i = 12;i >= g1->short_start;i--) {
1729             /* for last band, use previous scale factor */
1730             if (i != 11)
1731                 k -= 3;
1732             len = band_size_short[s->sample_rate_index][i];
1733             for(l=2;l>=0;l--) {
1734                 tab0 -= len;
1735                 tab1 -= len;
1736                 if (!non_zero_found_short[l]) {
1737                     /* test if non zero band. if so, stop doing i-stereo */
1738                     for(j=0;j<len;j++) {
1739                         if (tab1[j] != 0) {
1740                             non_zero_found_short[l] = 1;
1741                             goto found1;
1742                         }
1743                     }
1744                     sf = g1->scale_factors[k + l];
1745                     if (sf >= sf_max)
1746                         goto found1;
1747
1748                     v1 = is_tab[0][sf];
1749                     v2 = is_tab[1][sf];
1750                     for(j=0;j<len;j++) {
1751                         tmp0 = tab0[j];
1752                         tab0[j] = MULL(tmp0, v1);
1753                         tab1[j] = MULL(tmp0, v2);
1754                     }
1755                 } else {
1756                 found1:
1757                     if (s->mode_ext & MODE_EXT_MS_STEREO) {
1758                         /* lower part of the spectrum : do ms stereo
1759                            if enabled */
1760                         for(j=0;j<len;j++) {
1761                             tmp0 = tab0[j];
1762                             tmp1 = tab1[j];
1763                             tab0[j] = MULL(tmp0 + tmp1, ISQRT2);
1764                             tab1[j] = MULL(tmp0 - tmp1, ISQRT2);
1765                         }
1766                     }
1767                 }
1768             }
1769         }
1770
1771         non_zero_found = non_zero_found_short[0] | 
1772             non_zero_found_short[1] | 
1773             non_zero_found_short[2];
1774
1775         for(i = g1->long_end - 1;i >= 0;i--) {
1776             len = band_size_long[s->sample_rate_index][i];
1777             tab0 -= len;
1778             tab1 -= len;
1779             /* test if non zero band. if so, stop doing i-stereo */
1780             if (!non_zero_found) {
1781                 for(j=0;j<len;j++) {
1782                     if (tab1[j] != 0) {
1783                         non_zero_found = 1;
1784                         goto found2;
1785                     }
1786                 }
1787                 /* for last band, use previous scale factor */
1788                 k = (i == 21) ? 20 : i;
1789                 sf = g1->scale_factors[k];
1790                 if (sf >= sf_max)
1791                     goto found2;
1792                 v1 = is_tab[0][sf];
1793                 v2 = is_tab[1][sf];
1794                 for(j=0;j<len;j++) {
1795                     tmp0 = tab0[j];
1796                     tab0[j] = MULL(tmp0, v1);
1797                     tab1[j] = MULL(tmp0, v2);
1798                 }
1799             } else {
1800             found2:
1801                 if (s->mode_ext & MODE_EXT_MS_STEREO) {
1802                     /* lower part of the spectrum : do ms stereo
1803                        if enabled */
1804                     for(j=0;j<len;j++) {
1805                         tmp0 = tab0[j];
1806                         tmp1 = tab1[j];
1807                         tab0[j] = MULL(tmp0 + tmp1, ISQRT2);
1808                         tab1[j] = MULL(tmp0 - tmp1, ISQRT2);
1809                     }
1810                 }
1811             }
1812         }
1813     } else if (s->mode_ext & MODE_EXT_MS_STEREO) {
1814         /* ms stereo ONLY */
1815         /* NOTE: the 1/sqrt(2) normalization factor is included in the
1816            global gain */
1817         tab0 = g0->sb_hybrid;
1818         tab1 = g1->sb_hybrid;
1819         for(i=0;i<576;i++) {
1820             tmp0 = tab0[i];
1821             tmp1 = tab1[i];
1822             tab0[i] = tmp0 + tmp1;
1823             tab1[i] = tmp0 - tmp1;
1824         }
1825     }
1826 }
1827
1828 static void compute_antialias(MPADecodeContext *s,
1829                               GranuleDef *g)
1830 {
1831     INT32 *ptr, *p0, *p1, *csa;
1832     int n, tmp0, tmp1, i, j;
1833
1834     /* we antialias only "long" bands */
1835     if (g->block_type == 2) {
1836         if (!g->switch_point)
1837             return;
1838         /* XXX: check this for 8000Hz case */
1839         n = 1;
1840     } else {
1841         n = SBLIMIT - 1;
1842     }
1843     
1844     ptr = g->sb_hybrid + 18;
1845     for(i = n;i > 0;i--) {
1846         p0 = ptr - 1;
1847         p1 = ptr;
1848         csa = &csa_table[0][0];
1849         for(j=0;j<8;j++) {
1850             tmp0 = *p0;
1851             tmp1 = *p1;
1852             *p0 = FRAC_RND(MUL64(tmp0, csa[0]) - MUL64(tmp1, csa[1]));
1853             *p1 = FRAC_RND(MUL64(tmp0, csa[1]) + MUL64(tmp1, csa[0]));
1854             p0--;
1855             p1++;
1856             csa += 2;
1857         }
1858         ptr += 18;
1859     }
1860 }
1861
1862 static void compute_imdct(MPADecodeContext *s,
1863                           GranuleDef *g, 
1864                           INT32 *sb_samples,
1865                           INT32 *mdct_buf)
1866 {
1867     INT32 *ptr, *win, *win1, *buf, *buf2, *out_ptr, *ptr1;
1868     INT32 in[6];
1869     INT32 out[36];
1870     INT32 out2[12];
1871     int i, j, k, mdct_long_end, v, sblimit;
1872
1873     /* find last non zero block */
1874     ptr = g->sb_hybrid + 576;
1875     ptr1 = g->sb_hybrid + 2 * 18;
1876     while (ptr >= ptr1) {
1877         ptr -= 6;
1878         v = ptr[0] | ptr[1] | ptr[2] | ptr[3] | ptr[4] | ptr[5];
1879         if (v != 0)
1880             break;
1881     }
1882     sblimit = ((ptr - g->sb_hybrid) / 18) + 1;
1883
1884     if (g->block_type == 2) {
1885         /* XXX: check for 8000 Hz */
1886         if (g->switch_point)
1887             mdct_long_end = 2;
1888         else
1889             mdct_long_end = 0;
1890     } else {
1891         mdct_long_end = sblimit;
1892     }
1893
1894     buf = mdct_buf;
1895     ptr = g->sb_hybrid;
1896     for(j=0;j<mdct_long_end;j++) {
1897         imdct36(out, ptr);
1898         /* apply window & overlap with previous buffer */
1899         out_ptr = sb_samples + j;
1900         /* select window */
1901         if (g->switch_point && j < 2)
1902             win1 = mdct_win[0];
1903         else
1904             win1 = mdct_win[g->block_type];
1905         /* select frequency inversion */
1906         win = win1 + ((4 * 36) & -(j & 1));
1907         for(i=0;i<18;i++) {
1908             *out_ptr = MULL(out[i], win[i]) + buf[i];
1909             buf[i] = MULL(out[i + 18], win[i + 18]);
1910             out_ptr += SBLIMIT;
1911         }
1912         ptr += 18;
1913         buf += 18;
1914     }
1915     for(j=mdct_long_end;j<sblimit;j++) {
1916         for(i=0;i<6;i++) {
1917             out[i] = 0;
1918             out[6 + i] = 0;
1919             out[30+i] = 0;
1920         }
1921         /* select frequency inversion */
1922         win = mdct_win[2] + ((4 * 36) & -(j & 1));
1923         buf2 = out + 6;
1924         for(k=0;k<3;k++) {
1925             /* reorder input for short mdct */
1926             ptr1 = ptr + k;
1927             for(i=0;i<6;i++) {
1928                 in[i] = *ptr1;
1929                 ptr1 += 3;
1930             }
1931             imdct12(out2, in);
1932             /* apply 12 point window and do small overlap */
1933             for(i=0;i<6;i++) {
1934                 buf2[i] = MULL(out2[i], win[i]) + buf2[i];
1935                 buf2[i + 6] = MULL(out2[i + 6], win[i + 6]);
1936             }
1937             buf2 += 6;
1938         }
1939         /* overlap */
1940         out_ptr = sb_samples + j;
1941         for(i=0;i<18;i++) {
1942             *out_ptr = out[i] + buf[i];
1943             buf[i] = out[i + 18];
1944             out_ptr += SBLIMIT;
1945         }
1946         ptr += 18;
1947         buf += 18;
1948     }
1949     /* zero bands */
1950     for(j=sblimit;j<SBLIMIT;j++) {
1951         /* overlap */
1952         out_ptr = sb_samples + j;
1953         for(i=0;i<18;i++) {
1954             *out_ptr = buf[i];
1955             buf[i] = 0;
1956             out_ptr += SBLIMIT;
1957         }
1958         buf += 18;
1959     }
1960 }
1961
1962 #if defined(DEBUG)
1963 void sample_dump(int fnum, INT32 *tab, int n)
1964 {
1965     static FILE *files[16], *f;
1966     char buf[512];
1967     int i;
1968     INT32 v;
1969     
1970     f = files[fnum];
1971     if (!f) {
1972         sprintf(buf, "/tmp/out%d.%s.pcm", 
1973                 fnum, 
1974 #ifdef USE_HIGHPRECISION
1975                 "hp"
1976 #else
1977                 "lp"
1978 #endif
1979                 );
1980         f = fopen(buf, "w");
1981         if (!f)
1982             return;
1983         files[fnum] = f;
1984     }
1985     
1986     if (fnum == 0) {
1987         static int pos = 0;
1988         printf("pos=%d\n", pos);
1989         for(i=0;i<n;i++) {
1990             printf(" %0.4f", (double)tab[i] / FRAC_ONE);
1991             if ((i % 18) == 17)
1992                 printf("\n");
1993         }
1994         pos += n;
1995     }
1996     for(i=0;i<n;i++) {
1997         /* normalize to 23 frac bits */
1998         v = tab[i] << (23 - FRAC_BITS);
1999         fwrite(&v, 1, sizeof(INT32), f);
2000     }
2001 }
2002 #endif
2003
2004
2005 /* main layer3 decoding function */
2006 static int mp_decode_layer3(MPADecodeContext *s)
2007 {
2008     int nb_granules, main_data_begin, private_bits;
2009     int gr, ch, blocksplit_flag, i, j, k, n, bits_pos, bits_left;
2010     GranuleDef granules[2][2], *g;
2011     INT16 exponents[576];
2012
2013     /* read side info */
2014     if (s->lsf) {
2015         main_data_begin = get_bits(&s->gb, 8);
2016         if (s->nb_channels == 2)
2017             private_bits = get_bits(&s->gb, 2);
2018         else
2019             private_bits = get_bits(&s->gb, 1);
2020         nb_granules = 1;
2021     } else {
2022         main_data_begin = get_bits(&s->gb, 9);
2023         if (s->nb_channels == 2)
2024             private_bits = get_bits(&s->gb, 3);
2025         else
2026             private_bits = get_bits(&s->gb, 5);
2027         nb_granules = 2;
2028         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
2029             granules[ch][0].scfsi = 0; /* all scale factors are transmitted */
2030             granules[ch][1].scfsi = get_bits(&s->gb, 4);
2031         }
2032     }
2033     
2034     for(gr=0;gr<nb_granules;gr++) {
2035         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
2036             dprintf("gr=%d ch=%d: side_info\n", gr, ch);
2037             g = &granules[ch][gr];
2038             g->part2_3_length = get_bits(&s->gb, 12);
2039             g->big_values = get_bits(&s->gb, 9);
2040             g->global_gain = get_bits(&s->gb, 8);
2041             /* if MS stereo only is selected, we precompute the
2042                1/sqrt(2) renormalization factor */
2043             if ((s->mode_ext & (MODE_EXT_MS_STEREO | MODE_EXT_I_STEREO)) == 
2044                 MODE_EXT_MS_STEREO)
2045                 g->global_gain -= 2;
2046             if (s->lsf)
2047                 g->scalefac_compress = get_bits(&s->gb, 9);
2048             else
2049                 g->scalefac_compress = get_bits(&s->gb, 4);
2050             blocksplit_flag = get_bits(&s->gb, 1);
2051             if (blocksplit_flag) {
2052                 g->block_type = get_bits(&s->gb, 2);
2053                 if (g->block_type == 0)
2054                     return -1;
2055                 g->switch_point = get_bits(&s->gb, 1);
2056                 for(i=0;i<2;i++)
2057                     g->table_select[i] = get_bits(&s->gb, 5);
2058                 for(i=0;i<3;i++) 
2059                     g->subblock_gain[i] = get_bits(&s->gb, 3);
2060                 /* compute huffman coded region sizes */
2061                 if (g->block_type == 2)
2062                     g->region_size[0] = (36 / 2);
2063                 else {
2064                     if (s->sample_rate_index <= 2) 
2065                         g->region_size[0] = (36 / 2);
2066                     else if (s->sample_rate_index != 8) 
2067                         g->region_size[0] = (54 / 2);
2068                     else
2069                         g->region_size[0] = (108 / 2);
2070                 }
2071                 g->region_size[1] = (576 / 2);
2072             } else {
2073                 int region_address1, region_address2, l;
2074                 g->block_type = 0;
2075                 g->switch_point = 0;
2076                 for(i=0;i<3;i++)
2077                     g->table_select[i] = get_bits(&s->gb, 5);
2078                 /* compute huffman coded region sizes */
2079                 region_address1 = get_bits(&s->gb, 4);
2080                 region_address2 = get_bits(&s->gb, 3);
2081                 dprintf("region1=%d region2=%d\n", 
2082                         region_address1, region_address2);
2083                 g->region_size[0] = 
2084                     band_index_long[s->sample_rate_index][region_address1 + 1] >> 1;
2085                 l = region_address1 + region_address2 + 2;
2086                 /* should not overflow */
2087                 if (l > 22)
2088                     l = 22;
2089                 g->region_size[1] = 
2090                     band_index_long[s->sample_rate_index][l] >> 1;
2091             }
2092             /* convert region offsets to region sizes and truncate
2093                size to big_values */
2094             g->region_size[2] = (576 / 2);
2095             j = 0;
2096             for(i=0;i<3;i++) {
2097                 k = g->region_size[i];
2098                 if (k > g->big_values)
2099                     k = g->big_values;
2100                 g->region_size[i] = k - j;
2101                 j = k;
2102             }
2103
2104             /* compute band indexes */
2105             if (g->block_type == 2) {
2106                 if (g->switch_point) {
2107                     /* if switched mode, we handle the 36 first samples as
2108                        long blocks.  For 8000Hz, we handle the 48 first
2109                        exponents as long blocks (XXX: check this!) */
2110                     if (s->sample_rate_index <= 2)
2111                         g->long_end = 8;
2112                     else if (s->sample_rate_index != 8)
2113                         g->long_end = 6;
2114                     else
2115                         g->long_end = 4; /* 8000 Hz */
2116                     
2117                     if (s->sample_rate_index != 8)
2118                         g->short_start = 3;
2119                     else
2120                         g->short_start = 2; 
2121                 } else {
2122                     g->long_end = 0;
2123                     g->short_start = 0;
2124                 }
2125             } else {
2126                 g->short_start = 13;
2127                 g->long_end = 22;
2128             }
2129             
2130             g->preflag = 0;
2131             if (!s->lsf)
2132                 g->preflag = get_bits(&s->gb, 1);
2133             g->scalefac_scale = get_bits(&s->gb, 1);
2134             g->count1table_select = get_bits(&s->gb, 1);
2135             dprintf("block_type=%d switch_point=%d\n",
2136                     g->block_type, g->switch_point);
2137         }
2138     }
2139
2140     /* now we get bits from the main_data_begin offset */
2141     dprintf("seekback: %d\n", main_data_begin);
2142     seek_to_maindata(s, main_data_begin);
2143
2144     for(gr=0;gr<nb_granules;gr++) {
2145         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
2146             g = &granules[ch][gr];
2147             
2148             bits_pos = get_bits_count(&s->gb);
2149             
2150             if (!s->lsf) {
2151                 UINT8 *sc;
2152                 int slen, slen1, slen2;
2153
2154                 /* MPEG1 scale factors */
2155                 slen1 = slen_table[0][g->scalefac_compress];
2156                 slen2 = slen_table[1][g->scalefac_compress];
2157                 dprintf("slen1=%d slen2=%d\n", slen1, slen2);
2158                 if (g->block_type == 2) {
2159                     n = g->switch_point ? 17 : 18;
2160                     j = 0;
2161                     for(i=0;i<n;i++)
2162                         g->scale_factors[j++] = get_bitsz(&s->gb, slen1);
2163                     for(i=0;i<18;i++)
2164                         g->scale_factors[j++] = get_bitsz(&s->gb, slen2);
2165                     for(i=0;i<3;i++)
2166                         g->scale_factors[j++] = 0;
2167                 } else {
2168                     sc = granules[ch][0].scale_factors;
2169                     j = 0;
2170                     for(k=0;k<4;k++) {
2171                         n = (k == 0 ? 6 : 5);
2172                         if ((g->scfsi & (0x8 >> k)) == 0) {
2173                             slen = (k < 2) ? slen1 : slen2;
2174                             for(i=0;i<n;i++)
2175                                 g->scale_factors[j++] = get_bitsz(&s->gb, slen);
2176                         } else {
2177                             /* simply copy from last granule */
2178                             for(i=0;i<n;i++) {
2179                                 g->scale_factors[j] = sc[j];
2180                                 j++;
2181                             }
2182                         }
2183                     }
2184                     g->scale_factors[j++] = 0;
2185                 }
2186 #if defined(DEBUG)
2187                 {
2188                     printf("scfsi=%x gr=%d ch=%d scale_factors:\n", 
2189                            g->scfsi, gr, ch);
2190                     for(i=0;i<j;i++)
2191                         printf(" %d", g->scale_factors[i]);
2192                     printf("\n");
2193                 }
2194 #endif
2195             } else {
2196                 int tindex, tindex2, slen[4], sl, sf;
2197
2198                 /* LSF scale factors */
2199                 if (g->block_type == 2) {
2200                     tindex = g->switch_point ? 2 : 1;
2201                 } else {
2202                     tindex = 0;
2203                 }
2204                 sf = g->scalefac_compress;
2205                 if ((s->mode_ext & MODE_EXT_I_STEREO) && ch == 1) {
2206                     /* intensity stereo case */
2207                     sf >>= 1;
2208                     if (sf < 180) {
2209                         lsf_sf_expand(slen, sf, 6, 6, 0);
2210                         tindex2 = 3;
2211                     } else if (sf < 244) {
2212                         lsf_sf_expand(slen, sf - 180, 4, 4, 0);
2213                         tindex2 = 4;
2214                     } else {
2215                         lsf_sf_expand(slen, sf - 244, 3, 0, 0);
2216                         tindex2 = 5;
2217                     }
2218                 } else {
2219                     /* normal case */
2220                     if (sf < 400) {
2221                         lsf_sf_expand(slen, sf, 5, 4, 4);
2222                         tindex2 = 0;
2223                     } else if (sf < 500) {
2224                         lsf_sf_expand(slen, sf - 400, 5, 4, 0);
2225                         tindex2 = 1;
2226                     } else {
2227                         lsf_sf_expand(slen, sf - 500, 3, 0, 0);
2228                         tindex2 = 2;
2229                         g->preflag = 1;
2230                     }
2231                 }
2232
2233                 j = 0;
2234                 for(k=0;k<4;k++) {
2235                     n = lsf_nsf_table[tindex2][tindex][k];
2236                     sl = slen[k];
2237                     for(i=0;i<n;i++)
2238                         g->scale_factors[j++] = get_bitsz(&s->gb, sl);
2239                 }
2240                 /* XXX: should compute exact size */
2241                 for(;j<40;j++)
2242                     g->scale_factors[j] = 0;
2243 #if defined(DEBUG)
2244                 {
2245                     printf("gr=%d ch=%d scale_factors:\n", 
2246                            gr, ch);
2247                     for(i=0;i<40;i++)
2248                         printf(" %d", g->scale_factors[i]);
2249                     printf("\n");
2250                 }
2251 #endif
2252             }
2253
2254             exponents_from_scale_factors(s, g, exponents);
2255
2256             /* read Huffman coded residue */
2257             if (huffman_decode(s, g, exponents,
2258                                bits_pos + g->part2_3_length) < 0)
2259                 return -1;
2260 #if defined(DEBUG)
2261             sample_dump(0, g->sb_hybrid, 576);
2262 #endif
2263
2264             /* skip extension bits */
2265             bits_left = g->part2_3_length - (get_bits_count(&s->gb) - bits_pos);
2266             if (bits_left < 0) {
2267                 dprintf("bits_left=%d\n", bits_left);
2268                 return -1;
2269             }
2270             while (bits_left >= 16) {
2271                 skip_bits(&s->gb, 16);
2272                 bits_left -= 16;
2273             }
2274             if (bits_left > 0)
2275                 skip_bits(&s->gb, bits_left);
2276         } /* ch */
2277
2278         if (s->nb_channels == 2)
2279             compute_stereo(s, &granules[0][gr], &granules[1][gr]);
2280
2281         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
2282             g = &granules[ch][gr];
2283
2284             reorder_block(s, g);
2285 #if defined(DEBUG)
2286             sample_dump(0, g->sb_hybrid, 576);
2287 #endif
2288             compute_antialias(s, g);
2289 #if defined(DEBUG)
2290             sample_dump(1, g->sb_hybrid, 576);
2291 #endif
2292             compute_imdct(s, g, &s->sb_samples[ch][18 * gr][0], s->mdct_buf[ch]); 
2293 #if defined(DEBUG)
2294             sample_dump(2, &s->sb_samples[ch][18 * gr][0], 576);
2295 #endif
2296         }
2297     } /* gr */
2298     return nb_granules * 18;
2299 }
2300
2301 static int mp_decode_frame(MPADecodeContext *s, 
2302                            short *samples)
2303 {
2304     int i, nb_frames, ch;
2305     short *samples_ptr;
2306
2307     init_get_bits(&s->gb, s->inbuf + HEADER_SIZE, 
2308                   s->inbuf_ptr - s->inbuf - HEADER_SIZE);
2309     
2310     /* skip error protection field */
2311     if (s->error_protection)
2312         get_bits(&s->gb, 16);
2313
2314     dprintf("frame %d:\n", s->frame_count);
2315     switch(s->layer) {
2316     case 1:
2317         nb_frames = mp_decode_layer1(s);
2318         break;
2319     case 2:
2320         nb_frames = mp_decode_layer2(s);
2321         break;
2322     case 3:
2323     default:
2324         nb_frames = mp_decode_layer3(s);
2325         break;
2326     }
2327 #if defined(DEBUG)
2328     for(i=0;i<nb_frames;i++) {
2329         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
2330             int j;
2331             printf("%d-%d:", i, ch);
2332             for(j=0;j<SBLIMIT;j++)
2333                 printf(" %0.6f", (double)s->sb_samples[ch][i][j] / FRAC_ONE);
2334             printf("\n");
2335         }
2336     }
2337 #endif
2338     /* apply the synthesis filter */
2339     for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
2340         samples_ptr = samples + ch;
2341         for(i=0;i<nb_frames;i++) {
2342             synth_filter(s, ch, samples_ptr, s->nb_channels,
2343                          s->sb_samples[ch][i]);
2344             samples_ptr += 32 * s->nb_channels;
2345         }
2346     }
2347 #ifdef DEBUG
2348     s->frame_count++;        
2349 #endif
2350     return nb_frames * 32 * sizeof(short) * s->nb_channels;
2351 }
2352
2353 static int decode_frame(AVCodecContext * avctx,
2354                         void *data, int *data_size,
2355                         UINT8 * buf, int buf_size)
2356 {
2357     MPADecodeContext *s = avctx->priv_data;
2358     UINT32 header;
2359     UINT8 *buf_ptr;
2360     int len, out_size;
2361     short *out_samples = data;
2362
2363     *data_size = 0;
2364     buf_ptr = buf;
2365     while (buf_size > 0) {
2366         len = s->inbuf_ptr - s->inbuf;
2367         if (s->frame_size == 0) {
2368             /* special case for next header for first frame in free
2369                format case (XXX: find a simpler method) */
2370             if (s->free_format_next_header != 0) {
2371                 s->inbuf[0] = s->free_format_next_header >> 24;
2372                 s->inbuf[1] = s->free_format_next_header >> 16;
2373                 s->inbuf[2] = s->free_format_next_header >> 8;
2374                 s->inbuf[3] = s->free_format_next_header;
2375                 s->inbuf_ptr = s->inbuf + 4;
2376                 s->free_format_next_header = 0;
2377                 goto got_header;
2378             }
2379             /* no header seen : find one. We need at least HEADER_SIZE
2380                bytes to parse it */
2381             len = HEADER_SIZE - len;
2382             if (len > buf_size)
2383                 len = buf_size;
2384             if (len > 0) {
2385                 memcpy(s->inbuf_ptr, buf_ptr, len);
2386                 buf_ptr += len;
2387                 buf_size -= len;
2388                 s->inbuf_ptr += len;
2389             }
2390             if ((s->inbuf_ptr - s->inbuf) >= HEADER_SIZE) {
2391             got_header:
2392                 header = (s->inbuf[0] << 24) | (s->inbuf[1] << 16) |
2393                     (s->inbuf[2] << 8) | s->inbuf[3];
2394
2395                 if (check_header(header) < 0) {
2396                     /* no sync found : move by one byte (inefficient, but simple!) */
2397                     memcpy(s->inbuf, s->inbuf + 1, s->inbuf_ptr - s->inbuf - 1);
2398                     s->inbuf_ptr--;
2399                     dprintf("skip %x\n", header);
2400                     /* reset free format frame size to give a chance
2401                        to get a new bitrate */
2402                     s->free_format_frame_size = 0;
2403                 } else {
2404                     if (decode_header(s, header) == 1) {
2405                         /* free format: prepare to compute frame size */
2406                         s->frame_size = -1;
2407                     }
2408                     /* update codec info */
2409                     avctx->sample_rate = s->sample_rate;
2410                     avctx->channels = s->nb_channels;
2411                     avctx->bit_rate = s->bit_rate;
2412                     avctx->frame_size = s->frame_size;
2413                 }
2414             }
2415         } else if (s->frame_size == -1) {
2416             /* free format : find next sync to compute frame size */
2417             len = MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE - len;
2418             if (len > buf_size)
2419                 len = buf_size;
2420             if (len == 0) {
2421                 /* frame too long: resync */
2422                 s->frame_size = 0;
2423             } else {
2424                 UINT8 *p, *pend;
2425                 UINT32 header1;
2426                 int padding;
2427
2428                 memcpy(s->inbuf_ptr, buf_ptr, len);
2429                 /* check for header */
2430                 p = s->inbuf_ptr - 3;
2431                 pend = s->inbuf_ptr + len - 4;
2432                 while (p <= pend) {
2433                     header = (p[0] << 24) | (p[1] << 16) |
2434                         (p[2] << 8) | p[3];
2435                     header1 = (s->inbuf[0] << 24) | (s->inbuf[1] << 16) |
2436                         (s->inbuf[2] << 8) | s->inbuf[3];
2437                     /* check with high probability that we have a
2438                        valid header */
2439                     if ((header & SAME_HEADER_MASK) ==
2440                         (header1 & SAME_HEADER_MASK)) {
2441                         /* header found: update pointers */
2442                         len = (p + 4) - s->inbuf_ptr;
2443                         buf_ptr += len;
2444                         buf_size -= len;
2445                         s->inbuf_ptr = p;
2446                         /* compute frame size */
2447                         s->free_format_next_header = header;
2448                         s->free_format_frame_size = s->inbuf_ptr - s->inbuf;
2449                         padding = (header1 >> 9) & 1;
2450                         if (s->layer == 1)
2451                             s->free_format_frame_size -= padding * 4;
2452                         else
2453                             s->free_format_frame_size -= padding;
2454                         dprintf("free frame size=%d padding=%d\n", 
2455                                 s->free_format_frame_size, padding);
2456                         decode_header(s, header1);
2457                         goto next_data;
2458                     }
2459                     p++;
2460                 }
2461                 /* not found: simply increase pointers */
2462                 buf_ptr += len;
2463                 s->inbuf_ptr += len;
2464                 buf_size -= len;
2465             }
2466         } else if (len < s->frame_size) {
2467             if (s->frame_size > MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE)
2468                 s->frame_size = MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE;
2469             len = s->frame_size - len;
2470             if (len > buf_size)
2471                 len = buf_size;
2472             memcpy(s->inbuf_ptr, buf_ptr, len);
2473             buf_ptr += len;
2474             s->inbuf_ptr += len;
2475             buf_size -= len;
2476         } else {
2477             out_size = mp_decode_frame(s, out_samples);
2478             s->inbuf_ptr = s->inbuf;
2479             s->frame_size = 0;
2480             *data_size = out_size;
2481             break;
2482         }
2483     next_data:
2484     }
2485     return buf_ptr - buf;
2486 }
2487
2488 AVCodec mp2_decoder =
2489 {
2490     "mp2",
2491     CODEC_TYPE_AUDIO,
2492     CODEC_ID_MP2,
2493     sizeof(MPADecodeContext),
2494     decode_init,
2495     NULL,
2496     NULL,
2497     decode_frame,
2498 };
2499
2500 AVCodec mp3_decoder =
2501 {
2502     "mp3",
2503     CODEC_TYPE_AUDIO,
2504     CODEC_ID_MP3LAME,
2505     sizeof(MPADecodeContext),
2506     decode_init,
2507     NULL,
2508     NULL,
2509     decode_frame,
2510 };
2511
2512 #undef C1
2513 #undef C2
2514 #undef C3
2515 #undef C4
2516 #undef C5
2517 #undef C6
2518 #undef C7
2519 #undef C8
2520 #undef FRAC_BITS
2521 #undef HEADER_SIZE