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

   1 /*
   2  * MPEG Audio decoder
   3  * Copyright (c) 2001 Gerard Lantau.
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   6  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   8  * (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This program 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
  13  * GNU General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  * along with this program; if not, write to the Free Software
  17  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, 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 //#define USE_HIGHPRECISION
  32
  33 #ifdef USE_HIGHPRECISION
  34 #define FRAC_BITS   23   /* fractional bits for sb_samples and dct */
  35 #define WFRAC_BITS  16   /* fractional bits for window */
  36 #else
  37 #define FRAC_BITS   15   /* fractional bits for sb_samples and dct */
  38 #define WFRAC_BITS  14   /* fractional bits for window */
  39 #endif
  40
  41 #define FRAC_ONE    (1 << FRAC_BITS)
  42
  43 #define MULL(a,b) (((INT64)(a) * (INT64)(b)) >> FRAC_BITS)
  44 #define MUL64(a,b) ((INT64)(a) * (INT64)(b))
  45 #define FIX(a)   ((int)((a) * FRAC_ONE))
  46 /* WARNING: only correct for posititive numbers */
  47 #define FIXR(a)   ((int)((a) * FRAC_ONE + 0.5))
  48 #define FRAC_RND(a) (((a) + (FRAC_ONE/2)) >> FRAC_BITS)
  49
  50 #if FRAC_BITS <= 15
  51 typedef INT16 MPA_INT;
  52 #else
  53 typedef INT32 MPA_INT;
  54 #endif
  55
  56 /****************/
  57
  58 #define HEADER_SIZE 4
  59 #define BACKSTEP_SIZE 512
  60
  61 typedef struct MPADecodeContext {
  62     UINT8 inbuf1[2][MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE + BACKSTEP_SIZE];  /* input buffer */
  63     int inbuf_index;
  64     UINT8 *inbuf_ptr, *inbuf;
  65     int frame_size;
  66     int free_format_frame_size; /* frame size in case of free format
  67                                    (zero if currently unknown) */
  68     /* next header (used in free format parsing) */
  69     UINT32 free_format_next_header;
  70     int error_protection;
  71     int layer;
  72     int sample_rate;
  73     int sample_rate_index; /* between 0 and 8 */
  74     int bit_rate;
  75     int old_frame_size;
  76     GetBitContext gb;
  77     int nb_channels;
  78     int mode;
  79     int mode_ext;
  80     int lsf;
  81     MPA_INT synth_buf[MPA_MAX_CHANNELS][512 * 2];
  82     int synth_buf_offset[MPA_MAX_CHANNELS];
  83     INT32 sb_samples[MPA_MAX_CHANNELS][36][SBLIMIT];
  84     INT32 mdct_buf[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT * 18]; /* previous samples, for layer 3 MDCT */
  85 #ifdef DEBUG
  86     int frame_count;
  87 #endif
  88 } MPADecodeContext;
  89
  90 /* layer 3 "granule" */
  91 typedef struct GranuleDef {
  92     UINT8 scfsi;
  93     int part2_3_length;
  94     int big_values;
  95     int global_gain;
  96     int scalefac_compress;
  97     UINT8 block_type;
  98     UINT8 switch_point;
  99     int table_select[3];
 100     int subblock_gain[3];
 101     UINT8 scalefac_scale;
 102     UINT8 count1table_select;
 103     int region_size[3]; /* number of huffman codes in each region */
 104     int preflag;
 105     int short_start, long_end; /* long/short band indexes */
 106     UINT8 scale_factors[40];
 107     INT32 sb_hybrid[SBLIMIT * 18]; /* 576 samples */
 108 } GranuleDef;
 109
 110 #define MODE_EXT_MS_STEREO 2
 111 #define MODE_EXT_I_STEREO  1
 112
 113 /* layer 3 huffman tables */
 114 typedef struct HuffTable {
 115     int xsize;
 116     const UINT8 *bits;
 117     const UINT16 *codes;
 118 } HuffTable;
 119
 120 #include "mpegaudiodectab.h"
 121
 122 /* vlc structure for decoding layer 3 huffman tables */
 123 static VLC huff_vlc[16];
 124 static UINT8 *huff_code_table[16];
 125 static VLC huff_quad_vlc[2];
 126 /* computed from band_size_long */
 127 static UINT16 band_index_long[9][23];
 128 /* XXX: free when all decoders are closed */
 129 #define TABLE_4_3_SIZE (8191 + 16)
 130 static UINT8  *table_4_3_exp;
 131 #if FRAC_BITS <= 15
 132 static UINT16 *table_4_3_value;
 133 #else
 134 static UINT32 *table_4_3_value;
 135 #endif
 136 /* intensity stereo coef table */
 137 static INT32 is_table[2][16];
 138 static INT32 is_table_lsf[2][2][16];
 139 static INT32 csa_table[8][2];
 140 static INT32 mdct_win[8][36];
 141
 142 /* lower 2 bits: modulo 3, higher bits: shift */
 143 static UINT16 scale_factor_modshift[64];
 144 /* [i][j]:  2^(-j/3) * FRAC_ONE * 2^(i+2) / (2^(i+2) - 1) */
 145 static INT32 scale_factor_mult[15][3];
 146 /* mult table for layer 2 group quantization */
 147
 148 #define SCALE_GEN(v) \
 149 { FIXR(1.0 * (v)), FIXR(0.7937005259 * (v)), FIXR(0.6299605249 * (v)) }
 150
 151 static INT32 scale_factor_mult2[3][3] = {
 152     SCALE_GEN(1.0 / 3.0), /* 3 steps */
 153     SCALE_GEN(1.0 / 5.0), /* 5 steps */
 154     SCALE_GEN(1.0 / 9.0), /* 9 steps */
 155 };
 156
 157 /* 2^(n/4) */
 158 static UINT32 scale_factor_mult3[4] = {
 159     FIXR(1.0),
 160     FIXR(1.18920711500272106671),
 161     FIXR(1.41421356237309504880),
 162     FIXR(1.68179283050742908605),
 163 };
 164
 165 static MPA_INT window[512];
 166
 167 /* layer 1 unscaling */
 168 /* n = number of bits of the mantissa minus 1 */
 169 static inline int l1_unscale(int n, int mant, int scale_factor)
 170 {
 171     int shift, mod;
 172     INT64 val;
 173
 174     shift = scale_factor_modshift[scale_factor];
 175     mod = shift & 3;
 176     shift >>= 2;
 177     val = MUL64(mant + (-1 << n) + 1, scale_factor_mult[n-1][mod]);
 178     shift += n;
 179     return (int)((val + (1 << (shift - 1))) >> shift);
 180 }
 181
 182 static inline int l2_unscale_group(int steps, int mant, int scale_factor)
 183 {
 184     int shift, mod, val;
 185
 186     shift = scale_factor_modshift[scale_factor];
 187     mod = shift & 3;
 188     shift >>= 2;
 189     /* XXX: store the result directly */
 190     val = (2 * (mant - (steps >> 1))) * scale_factor_mult2[steps >> 2][mod];
 191     return (val + (1 << (shift - 1))) >> shift;
 192 }
 193
 194 /* compute value^(4/3) * 2^(exponent/4). It normalized to FRAC_BITS */
 195 static inline int l3_unscale(int value, int exponent)
 196 {
 197 #if FRAC_BITS <= 15
 198     unsigned int m;
 199 #else
 200     UINT64 m;
 201 #endif
 202     int e;
 203
 204     e = table_4_3_exp[value];
 205     e += (exponent >> 2);
 206     e = FRAC_BITS - e;
 207 #if FRAC_BITS <= 15
 208     if (e > 31)
 209         e = 31;
 210 #endif
 211     m = table_4_3_value[value];
 212 #if FRAC_BITS <= 15
 213     m = (m * scale_factor_mult3[exponent & 3]);
 214     m = (m + (1 << (e-1))) >> e;
 215     return m;
 216 #else
 217     m = MUL64(m, scale_factor_mult3[exponent & 3]);
 218     m = (m + (UINT64_C(1) << (e-1))) >> e;
 219     return m;
 220 #endif
 221 }
 222
 223 /* all integer n^(4/3) computation code */
 224 #define DEV_ORDER 13
 225
 226 #define POW_FRAC_BITS 24
 227 #define POW_FRAC_ONE    (1 << POW_FRAC_BITS)
 228 #define POW_FIX(a)   ((int)((a) * POW_FRAC_ONE))
 229 #define POW_MULL(a,b) (((INT64)(a) * (INT64)(b)) >> POW_FRAC_BITS)
 230
 231 static int dev_4_3_coefs[DEV_ORDER];
 232
 233 static int pow_mult3[3] = {
 234     POW_FIX(1.0),
 235     POW_FIX(1.25992104989487316476),
 236     POW_FIX(1.58740105196819947474),
 237 };
 238
 239 static void int_pow_init(void)
 240 {
 241     int i, a;
 242
 243     a = POW_FIX(1.0);
 244     for(i=0;i<DEV_ORDER;i++) {
 245         a = POW_MULL(a, POW_FIX(4.0 / 3.0) - i * POW_FIX(1.0)) / (i + 1);
 246         dev_4_3_coefs[i] = a;
 247     }
 248 }
 249
 250 /* return the mantissa and the binary exponent */
 251 static int int_pow(int i, int *exp_ptr)
 252 {
 253     int e, er, eq, j;
 254     int a, a1;
 255
 256     /* renormalize */
 257     a = i;
 258     e = POW_FRAC_BITS;
 259     while (a < (1 << (POW_FRAC_BITS - 1))) {
 260         a = a << 1;
 261         e--;
 262     }
 263     a -= (1 << POW_FRAC_BITS);
 264     a1 = 0;
 265     for(j = DEV_ORDER - 1; j >= 0; j--)
 266         a1 = POW_MULL(a, dev_4_3_coefs[j] + a1);
 267     a = (1 << POW_FRAC_BITS) + a1;
 268     /* exponent compute (exact) */
 269     e = e * 4;
 270     er = e % 3;
 271     eq = e / 3;
 272     a = POW_MULL(a, pow_mult3[er]);
 273     while (a >= 2 * POW_FRAC_ONE) {
 274         a = a >> 1;
 275         eq++;
 276     }
 277     /* convert to float */
 278     while (a < POW_FRAC_ONE) {
 279         a = a << 1;
 280         eq--;
 281     }
 282     *exp_ptr = eq;
 283 #if POW_FRAC_BITS == FRAC_BITS
 284     return a;
 285 #else
 286     return (a + (1 << (POW_FRAC_BITS - FRAC_BITS - 1))) >> (POW_FRAC_BITS - FRAC_BITS);
 287 #endif
 288 }
 289
 290 static int decode_init(AVCodecContext * avctx)
 291 {
 292     MPADecodeContext *s = avctx->priv_data;
 293     static int init;
 294     int i, j, k;
 295
 296     if(!init) {
 297         /* scale factors table for layer 1/2 */
 298         for(i=0;i<64;i++) {
 299             int shift, mod;
 300             /* 1.0 (i = 3) is normalized to 2 ^ FRAC_BITS */
 301             shift = (i / 3) - 1;
 302             mod = i % 3;
 303 #if FRAC_BITS <= 15
 304             if (shift > 31)
 305                 shift = 31;
 306 #endif
 307             scale_factor_modshift[i] = mod | (shift << 2);
 308         }
 309
 310         /* scale factor multiply for layer 1 */
 311         for(i=0;i<15;i++) {
 312             int n, norm;
 313             n = i + 2;
 314             norm = ((INT64_C(1) << n) * FRAC_ONE) / ((1 << n) - 1);
 315             scale_factor_mult[i][0] = MULL(FIXR(1.0), norm);
 316             scale_factor_mult[i][1] = MULL(FIXR(0.7937005259), norm);
 317             scale_factor_mult[i][2] = MULL(FIXR(0.6299605249), norm);
 318             dprintf("%d: norm=%x s=%x %x %x\n",
 319                     i, norm,
 320                     scale_factor_mult[i][0],
 321                     scale_factor_mult[i][1],
 322                     scale_factor_mult[i][2]);
 323         }
 324
 325         /* window */
 326         /* max = 18760, max sum over all 16 coefs : 44736 */
 327         for(i=0;i<257;i++) {
 328             int v;
 329             v = mpa_enwindow[i];
 330 #if WFRAC_BITS < 16
 331             v = (v + (1 << (16 - WFRAC_BITS - 1))) >> (16 - WFRAC_BITS);
 332 #endif
 333             window[i] = v;
 334             if ((i & 63) != 0)
 335                 v = -v;
 336             if (i != 0)
 337                 window[512 - i] = v;
 338         }
 339
 340         /* huffman decode tables */
 341         huff_code_table[0] = NULL;
 342         for(i=1;i<16;i++) {
 343             const HuffTable *h = &mpa_huff_tables[i];
 344             int xsize, n, x, y;
 345             UINT8 *code_table;
 346
 347             xsize = h->xsize;
 348             n = xsize * xsize;
 349             /* XXX: fail test */
 350             init_vlc(&huff_vlc[i], 8, n,
 351                      h->bits, 1, 1, h->codes, 2, 2);
 352
 353             code_table = av_mallocz(n);
 354             j = 0;
 355             for(x=0;x<xsize;x++) {
 356                 for(y=0;y<xsize;y++)
 357                     code_table[j++] = (x << 4) | y;
 358             }
 359             huff_code_table[i] = code_table;
 360         }
 361         for(i=0;i<2;i++) {
 362             init_vlc(&huff_quad_vlc[i], i == 0 ? 7 : 4, 16,
 363                      mpa_quad_bits[i], 1, 1, mpa_quad_codes[i], 1, 1);
 364         }
 365
 366         for(i=0;i<9;i++) {
 367             k = 0;
 368             for(j=0;j<22;j++) {
 369                 band_index_long[i][j] = k;
 370                 k += band_size_long[i][j];
 371             }
 372             band_index_long[i][22] = k;
 373         }
 374
 375         /* compute n ^ (4/3) and store it in mantissa/exp format */
 376         table_4_3_exp = av_mallocz(TABLE_4_3_SIZE *
 377                                    sizeof(table_4_3_exp[0]));
 378         if (!table_4_3_exp)
 379             return -1;
 380         table_4_3_value = av_mallocz(TABLE_4_3_SIZE *
 381                                      sizeof(table_4_3_value[0]));
 382         if (!table_4_3_value) {
 383             av_free(table_4_3_exp);
 384             return -1;
 385         }
 386
 387         int_pow_init();
 388         for(i=1;i<TABLE_4_3_SIZE;i++) {
 389             int e, m;
 390             m = int_pow(i, &e);
 391 #if FRAC_BITS <= 15
 392             if ((unsigned short)m != m)
 393                 m = 65535;
 394 #endif
 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 = 65535;
 406 #endif
 407                 e1--;
 408                 if (m != m1 || e != e1) {
 409                     printf("%4d: m=%x m1=%x e=%d e1=%d\n",
 410                            i, m, m1, e, e1);
 411                 }
 412             }
 413 #endif
 414             /* normalized to FRAC_BITS */
 415             table_4_3_value[i] = m;
 416             table_4_3_exp[i] = e - 1;
 417         }
 418
 419
 420         for(i=0;i<7;i++) {
 421             float f;
 422             int v;
 423             if (i != 6) {
 424                 f = tan((double)i * M_PI / 12.0);
 425                 v = FIXR(f / (1.0 + f));
 426             } else {
 427                 v = FIXR(1.0);
 428             }
 429             is_table[0][i] = v;
 430             is_table[1][6 - i] = v;
 431         }
 432         /* invalid values */
 433         for(i=7;i<16;i++)
 434             is_table[0][i] = is_table[1][i] = 0.0;
 435
 436         for(i=0;i<16;i++) {
 437             double f;
 438             int e, k;
 439
 440             for(j=0;j<2;j++) {
 441                 e = -(j + 1) * ((i + 1) >> 1);
 442                 f = pow(2.0, e / 4.0);
 443                 k = i & 1;
 444                 is_table_lsf[j][k ^ 1][i] = FIXR(f);
 445                 is_table_lsf[j][k][i] = FIXR(1.0);
 446                 dprintf("is_table_lsf %d %d: %x %x\n",
 447                         i, j, is_table_lsf[j][0][i], is_table_lsf[j][1][i]);
 448             }
 449         }
 450
 451         for(i=0;i<8;i++) {
 452             float ci, cs, ca;
 453             ci = ci_table[i];
 454             cs = 1.0 / sqrt(1.0 + ci * ci);
 455             ca = cs * ci;
 456             csa_table[i][0] = FIX(cs);
 457             csa_table[i][1] = FIX(ca);
 458         }
 459
 460         /* compute mdct windows */
 461         for(i=0;i<36;i++) {
 462             int v;
 463             v = FIXR(sin(M_PI * (i + 0.5) / 36.0));
 464             mdct_win[0][i] = v;
 465             mdct_win[1][i] = v;
 466             mdct_win[3][i] = v;
 467         }
 468         for(i=0;i<6;i++) {
 469             mdct_win[1][18 + i] = FIXR(1.0);
 470             mdct_win[1][24 + i] = FIXR(sin(M_PI * ((i + 6) + 0.5) / 12.0));
 471             mdct_win[1][30 + i] = FIXR(0.0);
 472
 473             mdct_win[3][i] = FIXR(0.0);
 474             mdct_win[3][6 + i] = FIXR(sin(M_PI * (i + 0.5) / 12.0));
 475             mdct_win[3][12 + i] = FIXR(1.0);
 476         }
 477
 478         for(i=0;i<12;i++)
 479             mdct_win[2][i] = FIXR(sin(M_PI * (i + 0.5) / 12.0));
 480
 481         /* NOTE: we do frequency inversion adter the MDCT by changing
 482            the sign of the right window coefs */
 483         for(j=0;j<4;j++) {
 484             for(i=0;i<36;i+=2) {
 485                 mdct_win[j + 4][i] = mdct_win[j][i];
 486                 mdct_win[j + 4][i + 1] = -mdct_win[j][i + 1];
 487             }
 488         }
 489
 490 #if defined(DEBUG)
 491         for(j=0;j<8;j++) {
 492             printf("win%d=\n", j);
 493             for(i=0;i<36;i++)
 494                 printf("%f, ", (double)mdct_win[j][i] / FRAC_ONE);
 495             printf("\n");
 496         }
 497 #endif
 498         init = 1;
 499     }
 500
 501     s->inbuf_index = 0;
 502     s->inbuf = &s->inbuf1[s->inbuf_index][BACKSTEP_SIZE];
 503     s->inbuf_ptr = s->inbuf;
 504 #ifdef DEBUG
 505     s->frame_count = 0;
 506 #endif
 507     return 0;
 508 }
 509
 510 /* tab[i][j] = 1.0 / (2.0 * cos(pi*(2*k+1) / 2^(6 - j))) */;
 511
 512 /* cos(i*pi/64) */
 513
 514 #define COS0_0  FIXR(0.50060299823519630134)
 515 #define COS0_1  FIXR(0.50547095989754365998)
 516 #define COS0_2  FIXR(0.51544730992262454697)
 517 #define COS0_3  FIXR(0.53104259108978417447)
 518 #define COS0_4  FIXR(0.55310389603444452782)
 519 #define COS0_5  FIXR(0.58293496820613387367)
 520 #define COS0_6  FIXR(0.62250412303566481615)
 521 #define COS0_7  FIXR(0.67480834145500574602)
 522 #define COS0_8  FIXR(0.74453627100229844977)
 523 #define COS0_9  FIXR(0.83934964541552703873)
 524 #define COS0_10 FIXR(0.97256823786196069369)
 525 #define COS0_11 FIXR(1.16943993343288495515)
 526 #define COS0_12 FIXR(1.48416461631416627724)
 527 #define COS0_13 FIXR(2.05778100995341155085)
 528 #define COS0_14 FIXR(3.40760841846871878570)
 529 #define COS0_15 FIXR(10.19000812354805681150)
 530
 531 #define COS1_0 FIXR(0.50241928618815570551)
 532 #define COS1_1 FIXR(0.52249861493968888062)
 533 #define COS1_2 FIXR(0.56694403481635770368)
 534 #define COS1_3 FIXR(0.64682178335999012954)
 535 #define COS1_4 FIXR(0.78815462345125022473)
 536 #define COS1_5 FIXR(1.06067768599034747134)
 537 #define COS1_6 FIXR(1.72244709823833392782)
 538 #define COS1_7 FIXR(5.10114861868916385802)
 539
 540 #define COS2_0 FIXR(0.50979557910415916894)
 541 #define COS2_1 FIXR(0.60134488693504528054)
 542 #define COS2_2 FIXR(0.89997622313641570463)
 543 #define COS2_3 FIXR(2.56291544774150617881)
 544
 545 #define COS3_0 FIXR(0.54119610014619698439)
 546 #define COS3_1 FIXR(1.30656296487637652785)
 547
 548 #define COS4_0 FIXR(0.70710678118654752439)
 549
 550 /* butterfly operator */
 551 #define BF(a, b, c)\
 552 {\
 553     tmp0 = tab[a] + tab[b];\
 554     tmp1 = tab[a] - tab[b];\
 555     tab[a] = tmp0;\
 556     tab[b] = MULL(tmp1, c);\
 557 }
 558
 559 #define BF1(a, b, c, d)\
 560 {\
 561     BF(a, b, COS4_0);\
 562     BF(c, d, -COS4_0);\
 563     tab[c] += tab[d];\
 564 }
 565
 566 #define BF2(a, b, c, d)\
 567 {\
 568     BF(a, b, COS4_0);\
 569     BF(c, d, -COS4_0);\
 570     tab[c] += tab[d];\
 571     tab[a] += tab[c];\
 572     tab[c] += tab[b];\
 573     tab[b] += tab[d];\
 574 }
 575
 576 #define ADD(a, b) tab[a] += tab[b]
 577
 578 /* DCT32 without 1/sqrt(2) coef zero scaling. */
 579 static void dct32(INT32 *out, INT32 *tab)
 580 {
 581     int tmp0, tmp1;
 582
 583     /* pass 1 */
 584     BF(0, 31, COS0_0);
 585     BF(1, 30, COS0_1);
 586     BF(2, 29, COS0_2);
 587     BF(3, 28, COS0_3);
 588     BF(4, 27, COS0_4);
 589     BF(5, 26, COS0_5);
 590     BF(6, 25, COS0_6);
 591     BF(7, 24, COS0_7);
 592     BF(8, 23, COS0_8);
 593     BF(9, 22, COS0_9);
 594     BF(10, 21, COS0_10);
 595     BF(11, 20, COS0_11);
 596     BF(12, 19, COS0_12);
 597     BF(13, 18, COS0_13);
 598     BF(14, 17, COS0_14);
 599     BF(15, 16, COS0_15);
 600
 601     /* pass 2 */
 602     BF(0, 15, COS1_0);
 603     BF(1, 14, COS1_1);
 604     BF(2, 13, COS1_2);
 605     BF(3, 12, COS1_3);
 606     BF(4, 11, COS1_4);
 607     BF(5, 10, COS1_5);
 608     BF(6,  9, COS1_6);
 609     BF(7,  8, COS1_7);
 610
 611     BF(16, 31, -COS1_0);
 612     BF(17, 30, -COS1_1);
 613     BF(18, 29, -COS1_2);
 614     BF(19, 28, -COS1_3);
 615     BF(20, 27, -COS1_4);
 616     BF(21, 26, -COS1_5);
 617     BF(22, 25, -COS1_6);
 618     BF(23, 24, -COS1_7);
 619
 620     /* pass 3 */
 621     BF(0, 7, COS2_0);
 622     BF(1, 6, COS2_1);
 623     BF(2, 5, COS2_2);
 624     BF(3, 4, COS2_3);
 625
 626     BF(8, 15, -COS2_0);
 627     BF(9, 14, -COS2_1);
 628     BF(10, 13, -COS2_2);
 629     BF(11, 12, -COS2_3);
 630
 631     BF(16, 23, COS2_0);
 632     BF(17, 22, COS2_1);
 633     BF(18, 21, COS2_2);
 634     BF(19, 20, COS2_3);
 635
 636     BF(24, 31, -COS2_0);
 637     BF(25, 30, -COS2_1);
 638     BF(26, 29, -COS2_2);
 639     BF(27, 28, -COS2_3);
 640
 641     /* pass 4 */
 642     BF(0, 3, COS3_0);
 643     BF(1, 2, COS3_1);
 644
 645     BF(4, 7, -COS3_0);
 646     BF(5, 6, -COS3_1);
 647
 648     BF(8, 11, COS3_0);
 649     BF(9, 10, COS3_1);
 650
 651     BF(12, 15, -COS3_0);
 652     BF(13, 14, -COS3_1);
 653
 654     BF(16, 19, COS3_0);
 655     BF(17, 18, COS3_1);
 656
 657     BF(20, 23, -COS3_0);
 658     BF(21, 22, -COS3_1);
 659
 660     BF(24, 27, COS3_0);
 661     BF(25, 26, COS3_1);
 662
 663     BF(28, 31, -COS3_0);
 664     BF(29, 30, -COS3_1);
 665
 666     /* pass 5 */
 667     BF1(0, 1, 2, 3);
 668     BF2(4, 5, 6, 7);
 669     BF1(8, 9, 10, 11);
 670     BF2(12, 13, 14, 15);
 671     BF1(16, 17, 18, 19);
 672     BF2(20, 21, 22, 23);
 673     BF1(24, 25, 26, 27);
 674     BF2(28, 29, 30, 31);
 675
 676     /* pass 6 */
 677
 678     ADD( 8, 12);
 679     ADD(12, 10);
 680     ADD(10, 14);
 681     ADD(14,  9);
 682     ADD( 9, 13);
 683     ADD(13, 11);
 684     ADD(11, 15);
 685
 686     out[ 0] = tab[0];
 687     out[16] = tab[1];
 688     out[ 8] = tab[2];
 689     out[24] = tab[3];
 690     out[ 4] = tab[4];
 691     out[20] = tab[5];
 692     out[12] = tab[6];
 693     out[28] = tab[7];
 694     out[ 2] = tab[8];
 695     out[18] = tab[9];
 696     out[10] = tab[10];
 697     out[26] = tab[11];
 698     out[ 6] = tab[12];
 699     out[22] = tab[13];
 700     out[14] = tab[14];
 701     out[30] = tab[15];
 702
 703     ADD(24, 28);
 704     ADD(28, 26);
 705     ADD(26, 30);
 706     ADD(30, 25);
 707     ADD(25, 29);
 708     ADD(29, 27);
 709     ADD(27, 31);
 710
 711     out[ 1] = tab[16] + tab[24];
 712     out[17] = tab[17] + tab[25];
 713     out[ 9] = tab[18] + tab[26];
 714     out[25] = tab[19] + tab[27];
 715     out[ 5] = tab[20] + tab[28];
 716     out[21] = tab[21] + tab[29];
 717     out[13] = tab[22] + tab[30];
 718     out[29] = tab[23] + tab[31];
 719     out[ 3] = tab[24] + tab[20];
 720     out[19] = tab[25] + tab[21];
 721     out[11] = tab[26] + tab[22];
 722     out[27] = tab[27] + tab[23];
 723     out[ 7] = tab[28] + tab[18];
 724     out[23] = tab[29] + tab[19];
 725     out[15] = tab[30] + tab[17];
 726     out[31] = tab[31];
 727 }
 728
 729 #define OUT_SHIFT (WFRAC_BITS + FRAC_BITS - 15)
 730
 731 #if FRAC_BITS <= 15
 732
 733 #define OUT_SAMPLE(sum)\
 734 {\
 735     int sum1;\
 736     sum1 = (sum + (1 << (OUT_SHIFT - 1))) >> OUT_SHIFT;\
 737     if (sum1 < -32768)\
 738         sum1 = -32768;\
 739     else if (sum1 > 32767)\
 740         sum1 = 32767;\
 741     *samples = sum1;\
 742     samples += incr;\
 743 }
 744
 745 #define SUM8(off, op)                           \
 746 {                                               \
 747     sum op w[0 * 64 + off] * p[0 * 64];\
 748     sum op w[1 * 64 + off] * p[1 * 64];\
 749     sum op w[2 * 64 + off] * p[2 * 64];\
 750     sum op w[3 * 64 + off] * p[3 * 64];\
 751     sum op w[4 * 64 + off] * p[4 * 64];\
 752     sum op w[5 * 64 + off] * p[5 * 64];\
 753     sum op w[6 * 64 + off] * p[6 * 64];\
 754     sum op w[7 * 64 + off] * p[7 * 64];\
 755 }
 756
 757 #else
 758
 759 #define OUT_SAMPLE(sum)\
 760 {\
 761     int sum1;\
 762     sum1 = (int)((sum + (INT64_C(1) << (OUT_SHIFT - 1))) >> OUT_SHIFT);\
 763     if (sum1 < -32768)\
 764         sum1 = -32768;\
 765     else if (sum1 > 32767)\
 766         sum1 = 32767;\
 767     *samples = sum1;\
 768     samples += incr;\
 769 }
 770
 771 #define SUM8(off, op)                           \
 772 {                                               \
 773     sum op MUL64(w[0 * 64 + off], p[0 * 64]);\
 774     sum op MUL64(w[1 * 64 + off], p[1 * 64]);\
 775     sum op MUL64(w[2 * 64 + off], p[2 * 64]);\
 776     sum op MUL64(w[3 * 64 + off], p[3 * 64]);\
 777     sum op MUL64(w[4 * 64 + off], p[4 * 64]);\
 778     sum op MUL64(w[5 * 64 + off], p[5 * 64]);\
 779     sum op MUL64(w[6 * 64 + off], p[6 * 64]);\
 780     sum op MUL64(w[7 * 64 + off], p[7 * 64]);\
 781 }
 782
 783 #endif
 784
 785 /* 32 sub band synthesis filter. Input: 32 sub band samples, Output:
 786    32 samples. */
 787 /* XXX: optimize by avoiding ring buffer usage */
 788 static void synth_filter(MPADecodeContext *s1,
 789                          int ch, INT16 *samples, int incr,
 790                          INT32 sb_samples[SBLIMIT])
 791 {
 792     INT32 tmp[32];
 793     register MPA_INT *synth_buf, *p;
 794     register MPA_INT *w;
 795     int j, offset, v;
 796 #if FRAC_BITS <= 15
 797     int sum;
 798 #else
 799     INT64 sum;
 800 #endif
 801
 802     dct32(tmp, sb_samples);
 803
 804     offset = s1->synth_buf_offset[ch];
 805     synth_buf = s1->synth_buf[ch] + offset;
 806
 807     for(j=0;j<32;j++) {
 808         v = tmp[j];
 809 #if FRAC_BITS <= 15
 810         if (v > 32767)
 811             v = 32767;
 812         else if (v < -32768)
 813             v = -32768;
 814 #endif
 815         synth_buf[j] = v;
 816     }
 817     /* copy to avoid wrap */
 818     memcpy(synth_buf + 512, synth_buf, 32 * sizeof(MPA_INT));
 819
 820     w = window;
 821     for(j=0;j<16;j++) {
 822         sum = 0;
 823         p = synth_buf + 16 + j;    /* 0-15  */
 824         SUM8(0, +=);
 825         p = synth_buf + 48 - j;    /* 32-47 */
 826         SUM8(32, -=);
 827         OUT_SAMPLE(sum);
 828         w++;
 829     }
 830
 831     p = synth_buf + 32; /* 48 */
 832     sum = 0;
 833     SUM8(32, -=);
 834     OUT_SAMPLE(sum);
 835     w++;
 836
 837     for(j=17;j<32;j++) {
 838         sum = 0;
 839         p = synth_buf + 48 - j; /* 17-31 */
 840         SUM8(0, -=);
 841         p = synth_buf + 16 + j; /* 49-63 */
 842         SUM8(32, -=);
 843         OUT_SAMPLE(sum);
 844         w++;
 845     }
 846     offset = (offset - 32) & 511;
 847     s1->synth_buf_offset[ch] = offset;
 848 }
 849
 850 /* cos(pi*i/24) */
 851 #define C1  FIXR(0.99144486137381041114)
 852 #define C3  FIXR(0.92387953251128675612)
 853 #define C5  FIXR(0.79335334029123516458)
 854 #define C7  FIXR(0.60876142900872063941)
 855 #define C9  FIXR(0.38268343236508977173)
 856 #define C11 FIXR(0.13052619222005159154)
 857
 858 /* 12 points IMDCT. We compute it "by hand" by factorizing obvious
 859    cases. */
 860 static void imdct12(int *out, int *in)
 861 {
 862     int tmp;
 863     INT64 in1_3, in1_9, in4_3, in4_9;
 864
 865     in1_3 = MUL64(in[1], C3);
 866     in1_9 = MUL64(in[1], C9);
 867     in4_3 = MUL64(in[4], C3);
 868     in4_9 = MUL64(in[4], C9);
 869
 870     tmp = FRAC_RND(MUL64(in[0], C7) - in1_3 - MUL64(in[2], C11) +
 871                    MUL64(in[3], C1) - in4_9 - MUL64(in[5], C5));
 872     out[0] = tmp;
 873     out[5] = -tmp;
 874     tmp = FRAC_RND(MUL64(in[0] - in[3], C9) - in1_3 +
 875                    MUL64(in[2] + in[5], C3) - in4_9);
 876     out[1] = tmp;
 877     out[4] = -tmp;
 878     tmp = FRAC_RND(MUL64(in[0], C11) - in1_9 + MUL64(in[2], C7) -
 879                    MUL64(in[3], C5) + in4_3 - MUL64(in[5], C1));
 880     out[2] = tmp;
 881     out[3] = -tmp;
 882     tmp = FRAC_RND(MUL64(-in[0], C5) + in1_9 + MUL64(in[2], C1) +
 883                    MUL64(in[3], C11) - in4_3 - MUL64(in[5], C7));
 884     out[6] = tmp;
 885     out[11] = tmp;
 886     tmp = FRAC_RND(MUL64(-in[0] + in[3], C3) - in1_9 +
 887                    MUL64(in[2] + in[5], C9) + in4_3);
 888     out[7] = tmp;
 889     out[10] = tmp;
 890     tmp = FRAC_RND(-MUL64(in[0], C1) - in1_3 - MUL64(in[2], C5) -
 891                    MUL64(in[3], C7) - in4_9 - MUL64(in[5], C11));
 892     out[8] = tmp;
 893     out[9] = tmp;
 894 }
 895
 896 #undef C1
 897 #undef C3
 898 #undef C5
 899 #undef C7
 900 #undef C9
 901 #undef C11
 902
 903 /* cos(pi*i/18) */
 904 #define C1 FIXR(0.98480775301220805936)
 905 #define C2 FIXR(0.93969262078590838405)
 906 #define C3 FIXR(0.86602540378443864676)
 907 #define C4 FIXR(0.76604444311897803520)
 908 #define C5 FIXR(0.64278760968653932632)
 909 #define C6 FIXR(0.5)
 910 #define C7 FIXR(0.34202014332566873304)
 911 #define C8 FIXR(0.17364817766693034885)
 912
 913 /* 0.5 / cos(pi*(2*i+1)/36) */
 914 static const int icos36[9] = {
 915     FIXR(0.50190991877167369479),
 916     FIXR(0.51763809020504152469),
 917     FIXR(0.55168895948124587824),
 918     FIXR(0.61038729438072803416),
 919     FIXR(0.70710678118654752439),
 920     FIXR(0.87172339781054900991),
 921     FIXR(1.18310079157624925896),
 922     FIXR(1.93185165257813657349),
 923     FIXR(5.73685662283492756461),
 924 };
 925
 926 static const int icos72[18] = {
 927     /* 0.5 / cos(pi*(2*i+19)/72) */
 928     FIXR(0.74009361646113053152),
 929     FIXR(0.82133981585229078570),
 930     FIXR(0.93057949835178895673),
 931     FIXR(1.08284028510010010928),
 932     FIXR(1.30656296487637652785),
 933     FIXR(1.66275476171152078719),
 934     FIXR(2.31011315767264929558),
 935     FIXR(3.83064878777019433457),
 936     FIXR(11.46279281302667383546),
 937
 938     /* 0.5 / cos(pi*(2*(i + 18) +19)/72) */
 939     FIXR(-0.67817085245462840086),
 940     FIXR(-0.63023620700513223342),
 941     FIXR(-0.59284452371708034528),
 942     FIXR(-0.56369097343317117734),
 943     FIXR(-0.54119610014619698439),
 944     FIXR(-0.52426456257040533932),
 945     FIXR(-0.51213975715725461845),
 946     FIXR(-0.50431448029007636036),
 947     FIXR(-0.50047634258165998492),
 948 };
 949
 950 /* using Lee like decomposition followed by hand coded 9 points DCT */
 951 static void imdct36(int *out, int *in)
 952 {
 953     int i, j, t0, t1, t2, t3, s0, s1, s2, s3;
 954     int tmp[18], *tmp1, *in1;
 955     INT64 in3_3, in6_6;
 956
 957     for(i=17;i>=1;i--)
 958         in[i] += in[i-1];
 959     for(i=17;i>=3;i-=2)
 960         in[i] += in[i-2];
 961
 962     for(j=0;j<2;j++) {
 963         tmp1 = tmp + j;
 964         in1 = in + j;
 965
 966         in3_3 = MUL64(in1[2*3], C3);
 967         in6_6 = MUL64(in1[2*6], C6);
 968
 969         tmp1[0] = FRAC_RND(MUL64(in1[2*1], C1) + in3_3 +
 970                            MUL64(in1[2*5], C5) + MUL64(in1[2*7], C7));
 971         tmp1[2] = in1[2*0] + FRAC_RND(MUL64(in1[2*2], C2) +
 972                                       MUL64(in1[2*4], C4) + in6_6 +
 973                                       MUL64(in1[2*8], C8));
 974         tmp1[4] = FRAC_RND(MUL64(in1[2*1] - in1[2*5] - in1[2*7], C3));
 975         tmp1[6] = FRAC_RND(MUL64(in1[2*2] - in1[2*4] - in1[2*8], C6)) -
 976             in1[2*6] + in1[2*0];
 977         tmp1[8] = FRAC_RND(MUL64(in1[2*1], C5) - in3_3 -
 978                            MUL64(in1[2*5], C7) + MUL64(in1[2*7], C1));
 979         tmp1[10] = in1[2*0] + FRAC_RND(MUL64(-in1[2*2], C8) -
 980                                        MUL64(in1[2*4], C2) + in6_6 +
 981                                        MUL64(in1[2*8], C4));
 982         tmp1[12] = FRAC_RND(MUL64(in1[2*1], C7) - in3_3 +
 983                             MUL64(in1[2*5], C1) -
 984                             MUL64(in1[2*7], C5));
 985         tmp1[14] = in1[2*0] + FRAC_RND(MUL64(-in1[2*2], C4) +
 986                                        MUL64(in1[2*4], C8) + in6_6 -
 987                                        MUL64(in1[2*8], C2));
 988         tmp1[16] = in1[2*0] - in1[2*2] + in1[2*4] - in1[2*6] + in1[2*8];
 989     }
 990
 991     i = 0;
 992     for(j=0;j<4;j++) {
 993         t0 = tmp[i];
 994         t1 = tmp[i + 2];
 995         s0 = t1 + t0;
 996         s2 = t1 - t0;
 997
 998         t2 = tmp[i + 1];
 999         t3 = tmp[i + 3];
1000         s1 = MULL(t3 + t2, icos36[j]);
1001         s3 = MULL(t3 - t2, icos36[8 - j]);
1002
1003         t0 = MULL(s0 + s1, icos72[9 + 8 - j]);
1004         t1 = MULL(s0 - s1, icos72[8 - j]);
1005         out[18 + 9 + j] = t0;
1006         out[18 + 8 - j] = t0;
1007         out[9 + j] = -t1;
1008         out[8 - j] = t1;
1009
1010         t0 = MULL(s2 + s3, icos72[9+j]);
1011         t1 = MULL(s2 - s3, icos72[j]);
1012         out[18 + 9 + (8 - j)] = t0;
1013         out[18 + j] = t0;
1014         out[9 + (8 - j)] = -t1;
1015         out[j] = t1;
1016         i += 4;
1017     }
1018
1019     s0 = tmp[16];
1020     s1 = MULL(tmp[17], icos36[4]);
1021     t0 = MULL(s0 + s1, icos72[9 + 4]);
1022     t1 = MULL(s0 - s1, icos72[4]);
1023     out[18 + 9 + 4] = t0;
1024     out[18 + 8 - 4] = t0;
1025     out[9 + 4] = -t1;
1026     out[8 - 4] = t1;
1027 }
1028
1029 /* fast header check for resync */
1030 static int check_header(UINT32 header)
1031 {
1032     /* header */
1033     if ((header & 0xffe00000) != 0xffe00000)
1034         return -1;
1035     /* layer check */
1036     if (((header >> 17) & 3) == 0)
1037         return -1;
1038     /* bit rate */
1039     if (((header >> 12) & 0xf) == 0xf)
1040         return -1;
1041     /* frequency */
1042     if (((header >> 10) & 3) == 3)
1043         return -1;
1044     return 0;
1045 }
1046
1047 /* header + layer + bitrate + freq + lsf/mpeg25 */
1048 #define SAME_HEADER_MASK \
1049    (0xffe00000 | (3 << 17) | (0xf << 12) | (3 << 10) | (3 << 19))
1050
1051 /* header decoding. MUST check the header before because no
1052    consistency check is done there. Return 1 if free format found and
1053    that the frame size must be computed externally */
1054 static int decode_header(MPADecodeContext *s, UINT32 header)
1055 {
1056     int sample_rate, frame_size, mpeg25, padding;
1057     int sample_rate_index, bitrate_index;
1058     if (header & (1<<20)) {
1059         s->lsf = (header & (1<<19)) ? 0 : 1;
1060         mpeg25 = 0;
1061     } else {
1062         s->lsf = 1;
1063         mpeg25 = 1;
1064     }
1065
1066     s->layer = 4 - ((header >> 17) & 3);
1067     /* extract frequency */
1068     sample_rate_index = (header >> 10) & 3;
1069     sample_rate = mpa_freq_tab[sample_rate_index] >> (s->lsf + mpeg25);
1070     if (sample_rate == 0)
1071         return 1;
1072     sample_rate_index += 3 * (s->lsf + mpeg25);
1073     s->sample_rate_index = sample_rate_index;
1074     s->error_protection = ((header >> 16) & 1) ^ 1;
1075
1076     bitrate_index = (header >> 12) & 0xf;
1077     padding = (header >> 9) & 1;
1078     //extension = (header >> 8) & 1;
1079     s->mode = (header >> 6) & 3;
1080     s->mode_ext = (header >> 4) & 3;
1081     //copyright = (header >> 3) & 1;
1082     //original = (header >> 2) & 1;
1083     //emphasis = header & 3;
1084
1085     if (s->mode == MPA_MONO)
1086         s->nb_channels = 1;
1087     else
1088         s->nb_channels = 2;
1089
1090     if (bitrate_index != 0) {
1091         frame_size = mpa_bitrate_tab[s->lsf][s->layer - 1][bitrate_index];
1092         s->bit_rate = frame_size * 1000;
1093         switch(s->layer) {
1094         case 1:
1095             frame_size = (frame_size * 12000) / sample_rate;
1096             frame_size = (frame_size + padding) * 4;
1097             break;
1098         case 2:
1099             frame_size = (frame_size * 144000) / sample_rate;
1100             frame_size += padding;
1101             break;
1102         default:
1103         case 3:
1104             frame_size = (frame_size * 144000) / (sample_rate << s->lsf);
1105             frame_size += padding;
1106             break;
1107         }
1108         s->frame_size = frame_size;
1109     } else {
1110         /* if no frame size computed, signal it */
1111         if (!s->free_format_frame_size)
1112             return 1;
1113         /* free format: compute bitrate and real frame size from the
1114            frame size we extracted by reading the bitstream */
1115         s->frame_size = s->free_format_frame_size;
1116         switch(s->layer) {
1117         case 1:
1118             s->frame_size += padding  * 4;
1119             s->bit_rate = (s->frame_size * sample_rate) / 48000;
1120             break;
1121         case 2:
1122             s->frame_size += padding;
1123             s->bit_rate = (s->frame_size * sample_rate) / 144000;
1124             break;
1125         default:
1126         case 3:
1127             s->frame_size += padding;
1128             s->bit_rate = (s->frame_size * (sample_rate << s->lsf)) / 144000;
1129             break;
1130         }
1131     }
1132     s->sample_rate = sample_rate;
1133
1134 #ifdef DEBUG
1135     printf("layer%d, %d Hz, %d kbits/s, ",
1136            s->layer, s->sample_rate, s->bit_rate);
1137     if (s->nb_channels == 2) {
1138         if (s->layer == 3) {
1139             if (s->mode_ext & MODE_EXT_MS_STEREO)
1140                 printf("ms-");
1141             if (s->mode_ext & MODE_EXT_I_STEREO)
1142                 printf("i-");
1143         }
1144         printf("stereo");
1145     } else {
1146         printf("mono");
1147     }
1148     printf("\n");
1149 #endif
1150     return 0;
1151 }
1152
1153 /* return the number of decoded frames */
1154 static int mp_decode_layer1(MPADecodeContext *s)
1155 {
1156     int bound, i, v, n, ch, j, mant;
1157     UINT8 allocation[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
1158     UINT8 scale_factors[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
1159
1160     if (s->mode == MPA_JSTEREO)
1161         bound = (s->mode_ext + 1) * 4;
1162     else
1163         bound = SBLIMIT;
1164
1165     /* allocation bits */
1166     for(i=0;i<bound;i++) {
1167         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1168             allocation[ch][i] = get_bits(&s->gb, 4);
1169         }
1170     }
1171     for(i=bound;i<SBLIMIT;i++) {
1172         allocation[0][i] = get_bits(&s->gb, 4);
1173     }
1174
1175     /* scale factors */
1176     for(i=0;i<bound;i++) {
1177         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1178             if (allocation[ch][i])
1179                 scale_factors[ch][i] = get_bits(&s->gb, 6);
1180         }
1181     }
1182     for(i=bound;i<SBLIMIT;i++) {
1183         if (allocation[0][i]) {
1184             scale_factors[0][i] = get_bits(&s->gb, 6);
1185             scale_factors[1][i] = get_bits(&s->gb, 6);
1186         }
1187     }
1188
1189     /* compute samples */
1190     for(j=0;j<12;j++) {
1191         for(i=0;i<bound;i++) {
1192             for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1193                 n = allocation[ch][i];
1194                 if (n) {
1195                     mant = get_bits(&s->gb, n + 1);
1196                     v = l1_unscale(n, mant, scale_factors[ch][i]);
1197                 } else {
1198                     v = 0;
1199                 }
1200                 s->sb_samples[ch][j][i] = v;
1201             }
1202         }
1203         for(i=bound;i<SBLIMIT;i++) {
1204             n = allocation[0][i];
1205             if (n) {
1206                 mant = get_bits(&s->gb, n + 1);
1207                 v = l1_unscale(n, mant, scale_factors[0][i]);
1208                 s->sb_samples[0][j][i] = v;
1209                 v = l1_unscale(n, mant, scale_factors[1][i]);
1210                 s->sb_samples[1][j][i] = v;
1211             } else {
1212                 s->sb_samples[0][j][i] = 0;
1213                 s->sb_samples[1][j][i] = 0;
1214             }
1215         }
1216     }
1217     return 12;
1218 }
1219
1220 /* bitrate is in kb/s */
1221 int l2_select_table(int bitrate, int nb_channels, int freq, int lsf)
1222 {
1223     int ch_bitrate, table;
1224
1225     ch_bitrate = bitrate / nb_channels;
1226     if (!lsf) {
1227         if ((freq == 48000 && ch_bitrate >= 56) ||
1228             (ch_bitrate >= 56 && ch_bitrate <= 80))
1229             table = 0;
1230         else if (freq != 48000 && ch_bitrate >= 96)
1231             table = 1;
1232         else if (freq != 32000 && ch_bitrate <= 48)
1233             table = 2;
1234         else
1235             table = 3;
1236     } else {
1237         table = 4;
1238     }
1239     return table;
1240 }
1241
1242 static int mp_decode_layer2(MPADecodeContext *s)
1243 {
1244     int sblimit; /* number of used subbands */
1245     const unsigned char *alloc_table;
1246     int table, bit_alloc_bits, i, j, ch, bound, v;
1247     unsigned char bit_alloc[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
1248     unsigned char scale_code[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT];
1249     unsigned char scale_factors[MPA_MAX_CHANNELS][SBLIMIT][3], *sf;
1250     int scale, qindex, bits, steps, k, l, m, b;
1251
1252     /* select decoding table */
1253     table = l2_select_table(s->bit_rate / 1000, s->nb_channels,
1254                             s->sample_rate, s->lsf);
1255     sblimit = sblimit_table[table];
1256     alloc_table = alloc_tables[table];
1257
1258     if (s->mode == MPA_JSTEREO)
1259         bound = (s->mode_ext + 1) * 4;
1260     else
1261         bound = sblimit;
1262
1263     dprintf("bound=%d sblimit=%d\n", bound, sblimit);
1264     /* parse bit allocation */
1265     j = 0;
1266     for(i=0;i<bound;i++) {
1267         bit_alloc_bits = alloc_table[j];
1268         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1269             bit_alloc[ch][i] = get_bits(&s->gb, bit_alloc_bits);
1270         }
1271         j += 1 << bit_alloc_bits;
1272     }
1273     for(i=bound;i<sblimit;i++) {
1274         bit_alloc_bits = alloc_table[j];
1275         v = get_bits(&s->gb, bit_alloc_bits);
1276         bit_alloc[0][i] = v;
1277         bit_alloc[1][i] = v;
1278         j += 1 << bit_alloc_bits;
1279     }
1280
1281 #ifdef DEBUG
1282     {
1283         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1284             for(i=0;i<sblimit;i++)
1285                 printf(" %d", bit_alloc[ch][i]);
1286             printf("\n");
1287         }
1288     }
1289 #endif
1290
1291     /* scale codes */
1292     for(i=0;i<sblimit;i++) {
1293         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1294             if (bit_alloc[ch][i])
1295                 scale_code[ch][i] = get_bits(&s->gb, 2);
1296         }
1297     }
1298
1299     /* scale factors */
1300     for(i=0;i<sblimit;i++) {
1301         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1302             if (bit_alloc[ch][i]) {
1303                 sf = scale_factors[ch][i];
1304                 switch(scale_code[ch][i]) {
1305                 default:
1306                 case 0:
1307                     sf[0] = get_bits(&s->gb, 6);
1308                     sf[1] = get_bits(&s->gb, 6);
1309                     sf[2] = get_bits(&s->gb, 6);
1310                     break;
1311                 case 2:
1312                     sf[0] = get_bits(&s->gb, 6);
1313                     sf[1] = sf[0];
1314                     sf[2] = sf[0];
1315                     break;
1316                 case 1:
1317                     sf[0] = get_bits(&s->gb, 6);
1318                     sf[2] = get_bits(&s->gb, 6);
1319                     sf[1] = sf[0];
1320                     break;
1321                 case 3:
1322                     sf[0] = get_bits(&s->gb, 6);
1323                     sf[2] = get_bits(&s->gb, 6);
1324                     sf[1] = sf[2];
1325                     break;
1326                 }
1327             }
1328         }
1329     }
1330
1331 #ifdef DEBUG
1332     for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1333         for(i=0;i<sblimit;i++) {
1334             if (bit_alloc[ch][i]) {
1335                 sf = scale_factors[ch][i];
1336                 printf(" %d %d %d", sf[0], sf[1], sf[2]);
1337             } else {
1338                 printf(" -");
1339             }
1340         }
1341         printf("\n");
1342     }
1343 #endif
1344
1345     /* samples */
1346     for(k=0;k<3;k++) {
1347         for(l=0;l<12;l+=3) {
1348             j = 0;
1349             for(i=0;i<bound;i++) {
1350                 bit_alloc_bits = alloc_table[j];
1351                 for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1352                     b = bit_alloc[ch][i];
1353                     if (b) {
1354                         scale = scale_factors[ch][i][k];
1355                         qindex = alloc_table[j+b];
1356                         bits = quant_bits[qindex];
1357                         if (bits < 0) {
1358                             /* 3 values at the same time */
1359                             v = get_bits(&s->gb, -bits);
1360                             steps = quant_steps[qindex];
1361                             s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 0][i] =
1362                                 l2_unscale_group(steps, v % steps, scale);
1363                             v = v / steps;
1364                             s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 1][i] =
1365                                 l2_unscale_group(steps, v % steps, scale);
1366                             v = v / steps;
1367                             s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 2][i] =
1368                                 l2_unscale_group(steps, v, scale);
1369                         } else {
1370                             for(m=0;m<3;m++) {
1371                                 v = get_bits(&s->gb, bits);
1372                                 v = l1_unscale(bits - 1, v, scale);
1373                                 s->sb_samples[ch][k * 12 + l + m][i] = v;
1374                             }
1375                         }
1376                     } else {
1377                         s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 0][i] = 0;
1378                         s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 1][i] = 0;
1379                         s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 2][i] = 0;
1380                     }
1381                 }
1382                 /* next subband in alloc table */
1383                 j += 1 << bit_alloc_bits;
1384             }
1385             /* XXX: find a way to avoid this duplication of code */
1386             for(i=bound;i<sblimit;i++) {
1387                 bit_alloc_bits = alloc_table[j];
1388                 b = bit_alloc[0][i];
1389                 if (b) {
1390                     int mant, scale0, scale1;
1391                     scale0 = scale_factors[0][i][k];
1392                     scale1 = scale_factors[1][i][k];
1393                     qindex = alloc_table[j+b];
1394                     bits = quant_bits[qindex];
1395                     if (bits < 0) {
1396                         /* 3 values at the same time */
1397                         v = get_bits(&s->gb, -bits);
1398                         steps = quant_steps[qindex];
1399                         mant = v % steps;
1400                         v = v / steps;
1401                         s->sb_samples[0][k * 12 + l + 0][i] =
1402                             l2_unscale_group(steps, mant, scale0);
1403                         s->sb_samples[1][k * 12 + l + 0][i] =
1404                             l2_unscale_group(steps, mant, scale1);
1405                         mant = v % steps;
1406                         v = v / steps;
1407                         s->sb_samples[0][k * 12 + l + 1][i] =
1408                             l2_unscale_group(steps, mant, scale0);
1409                         s->sb_samples[1][k * 12 + l + 1][i] =
1410                             l2_unscale_group(steps, mant, scale1);
1411                         s->sb_samples[0][k * 12 + l + 2][i] =
1412                             l2_unscale_group(steps, v, scale0);
1413                         s->sb_samples[1][k * 12 + l + 2][i] =
1414                             l2_unscale_group(steps, v, scale1);
1415                     } else {
1416                         for(m=0;m<3;m++) {
1417                             mant = get_bits(&s->gb, bits);
1418                             s->sb_samples[0][k * 12 + l + m][i] =
1419                                 l1_unscale(bits - 1, mant, scale0);
1420                             s->sb_samples[1][k * 12 + l + m][i] =
1421                                 l1_unscale(bits - 1, mant, scale1);
1422                         }
1423                     }
1424                 } else {
1425                     s->sb_samples[0][k * 12 + l + 0][i] = 0;
1426                     s->sb_samples[0][k * 12 + l + 1][i] = 0;
1427                     s->sb_samples[0][k * 12 + l + 2][i] = 0;
1428                     s->sb_samples[1][k * 12 + l + 0][i] = 0;
1429                     s->sb_samples[1][k * 12 + l + 1][i] = 0;
1430                     s->sb_samples[1][k * 12 + l + 2][i] = 0;
1431                 }
1432                 /* next subband in alloc table */
1433                 j += 1 << bit_alloc_bits;
1434             }
1435             /* fill remaining samples to zero */
1436             for(i=sblimit;i<SBLIMIT;i++) {
1437                 for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1438                     s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 0][i] = 0;
1439                     s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 1][i] = 0;
1440                     s->sb_samples[ch][k * 12 + l + 2][i] = 0;
1441                 }
1442             }
1443         }
1444     }
1445     return 3 * 12;
1446 }
1447
1448 /*
1449  * Seek back in the stream for backstep bytes (at most 511 bytes)
1450  */
1451 static void seek_to_maindata(MPADecodeContext *s, long backstep)
1452 {
1453     UINT8 *ptr;
1454
1455     /* compute current position in stream */
1456 #ifdef ALT_BITSTREAM_READER
1457     ptr = s->gb.buffer + (s->gb.index>>3);
1458 #else
1459     ptr = s->gb.buf_ptr - (s->gb.bit_cnt >> 3);
1460 #endif
1461     /* copy old data before current one */
1462     ptr -= backstep;
1463     memcpy(ptr, s->inbuf1[s->inbuf_index ^ 1] +
1464            BACKSTEP_SIZE + s->old_frame_size - backstep, backstep);
1465     /* init get bits again */
1466     init_get_bits(&s->gb, ptr, s->frame_size + backstep);
1467
1468     /* prepare next buffer */
1469     s->inbuf_index ^= 1;
1470     s->inbuf = &s->inbuf1[s->inbuf_index][BACKSTEP_SIZE];
1471     s->old_frame_size = s->frame_size;
1472 }
1473
1474 static inline void lsf_sf_expand(int *slen,
1475                                  int sf, int n1, int n2, int n3)
1476 {
1477     if (n3) {
1478         slen[3] = sf % n3;
1479         sf /= n3;
1480     } else {
1481         slen[3] = 0;
1482     }
1483     if (n2) {
1484         slen[2] = sf % n2;
1485         sf /= n2;
1486     } else {
1487         slen[2] = 0;
1488     }
1489     slen[1] = sf % n1;
1490     sf /= n1;
1491     slen[0] = sf;
1492 }
1493
1494 static void exponents_from_scale_factors(MPADecodeContext *s,
1495                                          GranuleDef *g,
1496                                          INT16 *exponents)
1497 {
1498     const UINT8 *bstab, *pretab;
1499     int len, i, j, k, l, v0, shift, gain, gains[3];
1500     INT16 *exp_ptr;
1501
1502     exp_ptr = exponents;
1503     gain = g->global_gain - 210;
1504     shift = g->scalefac_scale + 1;
1505
1506     bstab = band_size_long[s->sample_rate_index];
1507     pretab = mpa_pretab[g->preflag];
1508     for(i=0;i<g->long_end;i++) {
1509         v0 = gain - ((g->scale_factors[i] + pretab[i]) << shift);
1510         len = bstab[i];
1511         for(j=len;j>0;j--)
1512             *exp_ptr++ = v0;
1513     }
1514
1515     if (g->short_start < 13) {
1516         bstab = band_size_short[s->sample_rate_index];
1517         gains[0] = gain - (g->subblock_gain[0] << 3);
1518         gains[1] = gain - (g->subblock_gain[1] << 3);
1519         gains[2] = gain - (g->subblock_gain[2] << 3);
1520         k = g->long_end;
1521         for(i=g->short_start;i<13;i++) {
1522             len = bstab[i];
1523             for(l=0;l<3;l++) {
1524                 v0 = gains[l] - (g->scale_factors[k++] << shift);
1525                 for(j=len;j>0;j--)
1526                 *exp_ptr++ = v0;
1527             }
1528         }
1529     }
1530 }
1531
1532 /* handle n = 0 too */
1533 static inline int get_bitsz(GetBitContext *s, int n)
1534 {
1535     if (n == 0)
1536         return 0;
1537     else
1538         return get_bits(s, n);
1539 }
1540
1541 static int huffman_decode(MPADecodeContext *s, GranuleDef *g,
1542                           INT16 *exponents, int end_pos)
1543 {
1544     int s_index;
1545     int linbits, code, x, y, l, v, i, j, k, pos;
1546     UINT8 *last_buf_ptr;
1547     UINT32 last_bit_buf;
1548     int last_bit_cnt;
1549     VLC *vlc;
1550     UINT8 *code_table;
1551
1552     /* low frequencies (called big values) */
1553     s_index = 0;
1554     for(i=0;i<3;i++) {
1555         j = g->region_size[i];
1556         if (j == 0)
1557             continue;
1558         /* select vlc table */
1559         k = g->table_select[i];
1560         l = mpa_huff_data[k][0];
1561         linbits = mpa_huff_data[k][1];
1562         vlc = &huff_vlc[l];
1563         code_table = huff_code_table[l];
1564
1565         /* read huffcode and compute each couple */
1566         for(;j>0;j--) {
1567             if (get_bits_count(&s->gb) >= end_pos)
1568                 break;
1569             if (code_table) {
1570                 code = get_vlc(&s->gb, vlc);
1571                 if (code < 0)
1572                     return -1;
1573                 y = code_table[code];
1574                 x = y >> 4;
1575                 y = y & 0x0f;
1576             } else {
1577                 x = 0;
1578                 y = 0;
1579             }
1580             dprintf("region=%d n=%d x=%d y=%d exp=%d\n",
1581                     i, g->region_size[i] - j, x, y, exponents[s_index]);
1582             if (x) {
1583                 if (x == 15)
1584                     x += get_bitsz(&s->gb, linbits);
1585                 v = l3_unscale(x, exponents[s_index]);
1586                 if (get_bits1(&s->gb))
1587                     v = -v;
1588             } else {
1589                 v = 0;
1590             }
1591             g->sb_hybrid[s_index++] = v;
1592             if (y) {
1593                 if (y == 15)
1594                     y += get_bitsz(&s->gb, linbits);
1595                 v = l3_unscale(y, exponents[s_index]);
1596                 if (get_bits1(&s->gb))
1597                     v = -v;
1598             } else {
1599                 v = 0;
1600             }
1601             g->sb_hybrid[s_index++] = v;
1602         }
1603     }
1604
1605     /* high frequencies */
1606     vlc = &huff_quad_vlc[g->count1table_select];
1607     last_buf_ptr = NULL;
1608     last_bit_buf = 0;
1609     last_bit_cnt = 0;
1610     while (s_index <= 572) {
1611         pos = get_bits_count(&s->gb);
1612         if (pos >= end_pos) {
1613             if (pos > end_pos && last_buf_ptr != NULL) {
1614                 /* some encoders generate an incorrect size for this
1615                    part. We must go back into the data */
1616                 s_index -= 4;
1617 #ifdef ALT_BITSTREAM_READER
1618                 s->gb.buffer = last_buf_ptr;
1619                 s->gb.index = last_bit_cnt;
1620 #else
1621                 s->gb.buf_ptr = last_buf_ptr;
1622                 s->gb.bit_buf = last_bit_buf;
1623                 s->gb.bit_cnt = last_bit_cnt;
1624 #endif
1625             }
1626             break;
1627         }
1628 #ifdef ALT_BITSTREAM_READER
1629         last_buf_ptr = s->gb.buffer;
1630         last_bit_cnt = s->gb.index;
1631 #else
1632         last_buf_ptr = s->gb.buf_ptr;
1633         last_bit_buf = s->gb.bit_buf;
1634         last_bit_cnt = s->gb.bit_cnt;
1635 #endif
1636
1637         code = get_vlc(&s->gb, vlc);
1638         dprintf("t=%d code=%d\n", g->count1table_select, code);
1639         if (code < 0)
1640             return -1;
1641         for(i=0;i<4;i++) {
1642             if (code & (8 >> i)) {
1643                 /* non zero value. Could use a hand coded function for
1644                    'one' value */
1645                 v = l3_unscale(1, exponents[s_index]);
1646                 if(get_bits1(&s->gb))
1647                     v = -v;
1648             } else {
1649                 v = 0;
1650             }
1651             g->sb_hybrid[s_index++] = v;
1652         }
1653     }
1654     while (s_index < 576)
1655         g->sb_hybrid[s_index++] = 0;
1656     return 0;
1657 }
1658
1659 /* Reorder short blocks from bitstream order to interleaved order. It
1660    would be faster to do it in parsing, but the code would be far more
1661    complicated */
1662 static void reorder_block(MPADecodeContext *s, GranuleDef *g)
1663 {
1664     int i, j, k, len;
1665     INT32 *ptr, *dst, *ptr1;
1666     INT32 tmp[576];
1667
1668     if (g->block_type != 2)
1669         return;
1670
1671     if (g->switch_point) {
1672         if (s->sample_rate_index != 8) {
1673             ptr = g->sb_hybrid + 36;
1674         } else {
1675             ptr = g->sb_hybrid + 48;
1676         }
1677     } else {
1678         ptr = g->sb_hybrid;
1679     }
1680
1681     for(i=g->short_start;i<13;i++) {
1682         len = band_size_short[s->sample_rate_index][i];
1683         ptr1 = ptr;
1684         for(k=0;k<3;k++) {
1685             dst = tmp + k;
1686             for(j=len;j>0;j--) {
1687                 *dst = *ptr++;
1688                 dst += 3;
1689             }
1690         }
1691         memcpy(ptr1, tmp, len * 3 * sizeof(INT32));
1692     }
1693 }
1694
1695 #define ISQRT2 FIXR(0.70710678118654752440)
1696
1697 static void compute_stereo(MPADecodeContext *s,
1698                            GranuleDef *g0, GranuleDef *g1)
1699 {
1700     int i, j, k, l;
1701     INT32 v1, v2;
1702     int sf_max, tmp0, tmp1, sf, len, non_zero_found;
1703     INT32 (*is_tab)[16];
1704     INT32 *tab0, *tab1;
1705     int non_zero_found_short[3];
1706
1707     /* intensity stereo */
1708     if (s->mode_ext & MODE_EXT_I_STEREO) {
1709         if (!s->lsf) {
1710             is_tab = is_table;
1711             sf_max = 7;
1712         } else {
1713             is_tab = is_table_lsf[g1->scalefac_compress & 1];
1714             sf_max = 16;
1715         }
1716
1717         tab0 = g0->sb_hybrid + 576;
1718         tab1 = g1->sb_hybrid + 576;
1719
1720         non_zero_found_short[0] = 0;
1721         non_zero_found_short[1] = 0;
1722         non_zero_found_short[2] = 0;
1723         k = (13 - g1->short_start) * 3 + g1->long_end - 3;
1724         for(i = 12;i >= g1->short_start;i--) {
1725             /* for last band, use previous scale factor */
1726             if (i != 11)
1727                 k -= 3;
1728             len = band_size_short[s->sample_rate_index][i];
1729             for(l=2;l>=0;l--) {
1730                 tab0 -= len;
1731                 tab1 -= len;
1732                 if (!non_zero_found_short[l]) {
1733                     /* test if non zero band. if so, stop doing i-stereo */
1734                     for(j=0;j<len;j++) {
1735                         if (tab1[j] != 0) {
1736                             non_zero_found_short[l] = 1;
1737                             goto found1;
1738                         }
1739                     }
1740                     sf = g1->scale_factors[k + l];
1741                     if (sf >= sf_max)
1742                         goto found1;
1743
1744                     v1 = is_tab[0][sf];
1745                     v2 = is_tab[1][sf];
1746                     for(j=0;j<len;j++) {
1747                         tmp0 = tab0[j];
1748                         tab0[j] = MULL(tmp0, v1);
1749                         tab1[j] = MULL(tmp0, v2);
1750                     }
1751                 } else {
1752                 found1:
1753                     if (s->mode_ext & MODE_EXT_MS_STEREO) {
1754                         /* lower part of the spectrum : do ms stereo
1755                            if enabled */
1756                         for(j=0;j<len;j++) {
1757                             tmp0 = tab0[j];
1758                             tmp1 = tab1[j];
1759                             tab0[j] = MULL(tmp0 + tmp1, ISQRT2);
1760                             tab1[j] = MULL(tmp0 - tmp1, ISQRT2);
1761                         }
1762                     }
1763                 }
1764             }
1765         }
1766
1767         non_zero_found = non_zero_found_short[0] |
1768             non_zero_found_short[1] |
1769             non_zero_found_short[2];
1770
1771         for(i = g1->long_end - 1;i >= 0;i--) {
1772             len = band_size_long[s->sample_rate_index][i];
1773             tab0 -= len;
1774             tab1 -= len;
1775             /* test if non zero band. if so, stop doing i-stereo */
1776             if (!non_zero_found) {
1777                 for(j=0;j<len;j++) {
1778                     if (tab1[j] != 0) {
1779                         non_zero_found = 1;
1780                         goto found2;
1781                     }
1782                 }
1783                 /* for last band, use previous scale factor */
1784                 k = (i == 21) ? 20 : i;
1785                 sf = g1->scale_factors[k];
1786                 if (sf >= sf_max)
1787                     goto found2;
1788                 v1 = is_tab[0][sf];
1789                 v2 = is_tab[1][sf];
1790                 for(j=0;j<len;j++) {
1791                     tmp0 = tab0[j];
1792                     tab0[j] = MULL(tmp0, v1);
1793                     tab1[j] = MULL(tmp0, v2);
1794                 }
1795             } else {
1796             found2:
1797                 if (s->mode_ext & MODE_EXT_MS_STEREO) {
1798                     /* lower part of the spectrum : do ms stereo
1799                        if enabled */
1800                     for(j=0;j<len;j++) {
1801                         tmp0 = tab0[j];
1802                         tmp1 = tab1[j];
1803                         tab0[j] = MULL(tmp0 + tmp1, ISQRT2);
1804                         tab1[j] = MULL(tmp0 - tmp1, ISQRT2);
1805                     }
1806                 }
1807             }
1808         }
1809     } else if (s->mode_ext & MODE_EXT_MS_STEREO) {
1810         /* ms stereo ONLY */
1811         /* NOTE: the 1/sqrt(2) normalization factor is included in the
1812            global gain */
1813         tab0 = g0->sb_hybrid;
1814         tab1 = g1->sb_hybrid;
1815         for(i=0;i<576;i++) {
1816             tmp0 = tab0[i];
1817             tmp1 = tab1[i];
1818             tab0[i] = tmp0 + tmp1;
1819             tab1[i] = tmp0 - tmp1;
1820         }
1821     }
1822 }
1823
1824 static void compute_antialias(MPADecodeContext *s,
1825                               GranuleDef *g)
1826 {
1827     INT32 *ptr, *p0, *p1, *csa;
1828     int n, tmp0, tmp1, i, j;
1829
1830     /* we antialias only "long" bands */
1831     if (g->block_type == 2) {
1832         if (!g->switch_point)
1833             return;
1834         /* XXX: check this for 8000Hz case */
1835         n = 1;
1836     } else {
1837         n = SBLIMIT - 1;
1838     }
1839
1840     ptr = g->sb_hybrid + 18;
1841     for(i = n;i > 0;i--) {
1842         p0 = ptr - 1;
1843         p1 = ptr;
1844         csa = &csa_table[0][0];
1845         for(j=0;j<8;j++) {
1846             tmp0 = *p0;
1847             tmp1 = *p1;
1848             *p0 = FRAC_RND(MUL64(tmp0, csa[0]) - MUL64(tmp1, csa[1]));
1849             *p1 = FRAC_RND(MUL64(tmp0, csa[1]) + MUL64(tmp1, csa[0]));
1850             p0--;
1851             p1++;
1852             csa += 2;
1853         }
1854         ptr += 18;
1855     }
1856 }
1857
1858 static void compute_imdct(MPADecodeContext *s,
1859                           GranuleDef *g,
1860                           INT32 *sb_samples,
1861                           INT32 *mdct_buf)
1862 {
1863     INT32 *ptr, *win, *win1, *buf, *buf2, *out_ptr, *ptr1;
1864     INT32 in[6];
1865     INT32 out[36];
1866     INT32 out2[12];
1867     int i, j, k, mdct_long_end, v, sblimit;
1868
1869     /* find last non zero block */
1870     ptr = g->sb_hybrid + 576;
1871     ptr1 = g->sb_hybrid + 2 * 18;
1872     while (ptr >= ptr1) {
1873         ptr -= 6;
1874         v = ptr[0] | ptr[1] | ptr[2] | ptr[3] | ptr[4] | ptr[5];
1875         if (v != 0)
1876             break;
1877     }
1878     sblimit = ((ptr - g->sb_hybrid) / 18) + 1;
1879
1880     if (g->block_type == 2) {
1881         /* XXX: check for 8000 Hz */
1882         if (g->switch_point)
1883             mdct_long_end = 2;
1884         else
1885             mdct_long_end = 0;
1886     } else {
1887         mdct_long_end = sblimit;
1888     }
1889
1890     buf = mdct_buf;
1891     ptr = g->sb_hybrid;
1892     for(j=0;j<mdct_long_end;j++) {
1893         imdct36(out, ptr);
1894         /* apply window & overlap with previous buffer */
1895         out_ptr = sb_samples + j;
1896         /* select window */
1897         if (g->switch_point && j < 2)
1898             win1 = mdct_win[0];
1899         else
1900             win1 = mdct_win[g->block_type];
1901         /* select frequency inversion */
1902         win = win1 + ((4 * 36) & -(j & 1));
1903         for(i=0;i<18;i++) {
1904             *out_ptr = MULL(out[i], win[i]) + buf[i];
1905             buf[i] = MULL(out[i + 18], win[i + 18]);
1906             out_ptr += SBLIMIT;
1907         }
1908         ptr += 18;
1909         buf += 18;
1910     }
1911     for(j=mdct_long_end;j<sblimit;j++) {
1912         for(i=0;i<6;i++) {
1913             out[i] = 0;
1914             out[6 + i] = 0;
1915             out[30+i] = 0;
1916         }
1917         /* select frequency inversion */
1918         win = mdct_win[2] + ((4 * 36) & -(j & 1));
1919         buf2 = out + 6;
1920         for(k=0;k<3;k++) {
1921             /* reorder input for short mdct */
1922             ptr1 = ptr + k;
1923             for(i=0;i<6;i++) {
1924                 in[i] = *ptr1;
1925                 ptr1 += 3;
1926             }
1927             imdct12(out2, in);
1928             /* apply 12 point window and do small overlap */
1929             for(i=0;i<6;i++) {
1930                 buf2[i] = MULL(out2[i], win[i]) + buf2[i];
1931                 buf2[i + 6] = MULL(out2[i + 6], win[i + 6]);
1932             }
1933             buf2 += 6;
1934         }
1935         /* overlap */
1936         out_ptr = sb_samples + j;
1937         for(i=0;i<18;i++) {
1938             *out_ptr = out[i] + buf[i];
1939             buf[i] = out[i + 18];
1940             out_ptr += SBLIMIT;
1941         }
1942         ptr += 18;
1943         buf += 18;
1944     }
1945     /* zero bands */
1946     for(j=sblimit;j<SBLIMIT;j++) {
1947         /* overlap */
1948         out_ptr = sb_samples + j;
1949         for(i=0;i<18;i++) {
1950             *out_ptr = buf[i];
1951             buf[i] = 0;
1952             out_ptr += SBLIMIT;
1953         }
1954         buf += 18;
1955     }
1956 }
1957
1958 #ifdef DEBUG
1959 void sample_dump(int fnum, INT32 *tab, int n)
1960 {
1961     static FILE *files[16], *f;
1962     char buf[512];
1963
1964     f = files[fnum];
1965     if (!f) {
1966         sprintf(buf, "/tmp/out%d.pcm", fnum);
1967         f = fopen(buf, "w");
1968         if (!f)
1969             return;
1970         files[fnum] = f;
1971     }
1972
1973     if (fnum == 0) {
1974         int i;
1975         static int pos = 0;
1976         printf("pos=%d\n", pos);
1977         for(i=0;i<n;i++) {
1978             printf(" %f", (double)tab[i] / 32768.0);
1979             if ((i % 18) == 17)
1980                 printf("\n");
1981         }
1982         pos += n;
1983     }
1984
1985     fwrite(tab, 1, n * sizeof(INT32), f);
1986 }
1987 #endif
1988
1989
1990 /* main layer3 decoding function */
1991 static int mp_decode_layer3(MPADecodeContext *s)
1992 {
1993     int nb_granules, main_data_begin, private_bits;
1994     int gr, ch, blocksplit_flag, i, j, k, n, bits_pos, bits_left;
1995     GranuleDef granules[2][2], *g;
1996     INT16 exponents[576];
1997
1998     /* read side info */
1999     if (s->lsf) {
2000         main_data_begin = get_bits(&s->gb, 8);
2001         if (s->nb_channels == 2)
2002             private_bits = get_bits(&s->gb, 2);
2003         else
2004             private_bits = get_bits(&s->gb, 1);
2005         nb_granules = 1;
2006     } else {
2007         main_data_begin = get_bits(&s->gb, 9);
2008         if (s->nb_channels == 2)
2009             private_bits = get_bits(&s->gb, 3);
2010         else
2011             private_bits = get_bits(&s->gb, 5);
2012         nb_granules = 2;
2013         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
2014             granules[ch][0].scfsi = 0; /* all scale factors are transmitted */
2015             granules[ch][1].scfsi = get_bits(&s->gb, 4);
2016         }
2017     }
2018
2019     for(gr=0;gr<nb_granules;gr++) {
2020         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
2021             dprintf("gr=%d ch=%d: side_info\n", gr, ch);
2022             g = &granules[ch][gr];
2023             g->part2_3_length = get_bits(&s->gb, 12);
2024             g->big_values = get_bits(&s->gb, 9);
2025             g->global_gain = get_bits(&s->gb, 8);
2026             /* if MS stereo only is selected, we precompute the
2027                1/sqrt(2) renormalization factor */
2028             if ((s->mode_ext & (MODE_EXT_MS_STEREO | MODE_EXT_I_STEREO)) ==
2029                 MODE_EXT_MS_STEREO)
2030                 g->global_gain -= 2;
2031             if (s->lsf)
2032                 g->scalefac_compress = get_bits(&s->gb, 9);
2033             else
2034                 g->scalefac_compress = get_bits(&s->gb, 4);
2035             blocksplit_flag = get_bits(&s->gb, 1);
2036             if (blocksplit_flag) {
2037                 g->block_type = get_bits(&s->gb, 2);
2038                 if (g->block_type == 0)
2039                     return -1;
2040                 g->switch_point = get_bits(&s->gb, 1);
2041                 for(i=0;i<2;i++)
2042                     g->table_select[i] = get_bits(&s->gb, 5);
2043                 for(i=0;i<3;i++)
2044                     g->subblock_gain[i] = get_bits(&s->gb, 3);
2045                 /* compute huffman coded region sizes */
2046                 if (g->block_type == 2)
2047                     g->region_size[0] = (36 / 2);
2048                 else {
2049                     if (s->sample_rate_index <= 2)
2050                         g->region_size[0] = (36 / 2);
2051                     else if (s->sample_rate_index != 8)
2052                         g->region_size[0] = (54 / 2);
2053                     else
2054                         g->region_size[0] = (108 / 2);
2055                 }
2056                 g->region_size[1] = (576 / 2);
2057             } else {
2058                 int region_address1, region_address2, l;
2059                 g->block_type = 0;
2060                 g->switch_point = 0;
2061                 for(i=0;i<3;i++)
2062                     g->table_select[i] = get_bits(&s->gb, 5);
2063                 /* compute huffman coded region sizes */
2064                 region_address1 = get_bits(&s->gb, 4);
2065                 region_address2 = get_bits(&s->gb, 3);
2066                 dprintf("region1=%d region2=%d\n",
2067                         region_address1, region_address2);
2068                 g->region_size[0] =
2069                     band_index_long[s->sample_rate_index][region_address1 + 1] >> 1;
2070                 l = region_address1 + region_address2 + 2;
2071                 /* should not overflow */
2072                 if (l > 22)
2073                     l = 22;
2074                 g->region_size[1] =
2075                     band_index_long[s->sample_rate_index][l] >> 1;
2076             }
2077             /* convert region offsets to region sizes and truncate
2078                size to big_values */
2079             g->region_size[2] = (576 / 2);
2080             j = 0;
2081             for(i=0;i<3;i++) {
2082                 k = g->region_size[i];
2083                 if (k > g->big_values)
2084                     k = g->big_values;
2085                 g->region_size[i] = k - j;
2086                 j = k;
2087             }
2088
2089             /* compute band indexes */
2090             if (g->block_type == 2) {
2091                 if (g->switch_point) {
2092                     /* if switched mode, we handle the 36 first samples as
2093                        long blocks.  For 8000Hz, we handle the 48 first
2094                        exponents as long blocks (XXX: check this!) */
2095                     if (s->sample_rate_index <= 2)
2096                         g->long_end = 8;
2097                     else if (s->sample_rate_index != 8)
2098                         g->long_end = 6;
2099                     else
2100                         g->long_end = 4; /* 8000 Hz */
2101
2102                     if (s->sample_rate_index != 8)
2103                         g->short_start = 3;
2104                     else
2105                         g->short_start = 2;
2106                 } else {
2107                     g->long_end = 0;
2108                     g->short_start = 0;
2109                 }
2110             } else {
2111                 g->short_start = 13;
2112                 g->long_end = 22;
2113             }
2114
2115             g->preflag = 0;
2116             if (!s->lsf)
2117                 g->preflag = get_bits(&s->gb, 1);
2118             g->scalefac_scale = get_bits(&s->gb, 1);
2119             g->count1table_select = get_bits(&s->gb, 1);
2120             dprintf("block_type=%d switch_point=%d\n",
2121                     g->block_type, g->switch_point);
2122         }
2123     }
2124
2125     /* now we get bits from the main_data_begin offset */
2126     dprintf("seekback: %d\n", main_data_begin);
2127     seek_to_maindata(s, main_data_begin);
2128
2129     for(gr=0;gr<nb_granules;gr++) {
2130         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
2131             g = &granules[ch][gr];
2132
2133             bits_pos = get_bits_count(&s->gb);
2134
2135             if (!s->lsf) {
2136                 UINT8 *sc;
2137                 int slen, slen1, slen2;
2138
2139                 /* MPEG1 scale factors */
2140                 slen1 = slen_table[0][g->scalefac_compress];
2141                 slen2 = slen_table[1][g->scalefac_compress];
2142                 dprintf("slen1=%d slen2=%d\n", slen1, slen2);
2143                 if (g->block_type == 2) {
2144                     n = g->switch_point ? 17 : 18;
2145                     j = 0;
2146                     for(i=0;i<n;i++)
2147                         g->scale_factors[j++] = get_bitsz(&s->gb, slen1);
2148                     for(i=0;i<18;i++)
2149                         g->scale_factors[j++] = get_bitsz(&s->gb, slen2);
2150                     for(i=0;i<3;i++)
2151                         g->scale_factors[j++] = 0;
2152                 } else {
2153                     sc = granules[ch][0].scale_factors;
2154                     j = 0;
2155                     for(k=0;k<4;k++) {
2156                         n = (k == 0 ? 6 : 5);
2157                         if ((g->scfsi & (0x8 >> k)) == 0) {
2158                             slen = (k < 2) ? slen1 : slen2;
2159                             for(i=0;i<n;i++)
2160                                 g->scale_factors[j++] = get_bitsz(&s->gb, slen);
2161                         } else {
2162                             /* simply copy from last granule */
2163                             for(i=0;i<n;i++) {
2164                                 g->scale_factors[j] = sc[j];
2165                                 j++;
2166                             }
2167                         }
2168                     }
2169                     g->scale_factors[j++] = 0;
2170                 }
2171 #ifdef DEBUG
2172                 {
2173                     printf("scfsi=%x gr=%d ch=%d scale_factors:\n",
2174                            g->scfsi, gr, ch);
2175                     for(i=0;i<j;i++)
2176                         printf(" %d", g->scale_factors[i]);
2177                     printf("\n");
2178                 }
2179 #endif
2180             } else {
2181                 int tindex, tindex2, slen[4], sl, sf;
2182
2183                 /* LSF scale factors */
2184                 if (g->block_type == 2) {
2185                     tindex = g->switch_point ? 2 : 1;
2186                 } else {
2187                     tindex = 0;
2188                 }
2189                 sf = g->scalefac_compress;
2190                 if ((s->mode_ext & MODE_EXT_I_STEREO) && ch == 1) {
2191                     /* intensity stereo case */
2192                     sf >>= 1;
2193                     if (sf < 180) {
2194                         lsf_sf_expand(slen, sf, 6, 6, 0);
2195                         tindex2 = 3;
2196                     } else if (sf < 244) {
2197                         lsf_sf_expand(slen, sf - 180, 4, 4, 0);
2198                         tindex2 = 4;
2199                     } else {
2200                         lsf_sf_expand(slen, sf - 244, 3, 0, 0);
2201                         tindex2 = 5;
2202                     }
2203                 } else {
2204                     /* normal case */
2205                     if (sf < 400) {
2206                         lsf_sf_expand(slen, sf, 5, 4, 4);
2207                         tindex2 = 0;
2208                     } else if (sf < 500) {
2209                         lsf_sf_expand(slen, sf - 400, 5, 4, 0);
2210                         tindex2 = 1;
2211                     } else {
2212                         lsf_sf_expand(slen, sf - 500, 3, 0, 0);
2213                         tindex2 = 2;
2214                         g->preflag = 1;
2215                     }
2216                 }
2217
2218                 j = 0;
2219                 for(k=0;k<4;k++) {
2220                     n = lsf_nsf_table[tindex2][tindex][k];
2221                     sl = slen[k];
2222                     for(i=0;i<n;i++)
2223                         g->scale_factors[j++] = get_bitsz(&s->gb, sl);
2224                 }
2225                 /* XXX: should compute exact size */
2226                 for(;j<40;j++)
2227                     g->scale_factors[j] = 0;
2228 #ifdef DEBUG
2229                 {
2230                     printf("gr=%d ch=%d scale_factors:\n",
2231                            gr, ch);
2232                     for(i=0;i<40;i++)
2233                         printf(" %d", g->scale_factors[i]);
2234                     printf("\n");
2235                 }
2236 #endif
2237             }
2238
2239             exponents_from_scale_factors(s, g, exponents);
2240
2241             /* read Huffman coded residue */
2242             if (huffman_decode(s, g, exponents,
2243                                bits_pos + g->part2_3_length) < 0)
2244                 return -1;
2245 #if defined(DEBUG) && 0
2246             sample_dump(3, g->sb_hybrid, 576);
2247 #endif
2248
2249             /* skip extension bits */
2250             bits_left = g->part2_3_length - (get_bits_count(&s->gb) - bits_pos);
2251             if (bits_left < 0) {
2252                 dprintf("bits_left=%d\n", bits_left);
2253                 return -1;
2254             }
2255             while (bits_left >= 16) {
2256                 skip_bits(&s->gb, 16);
2257                 bits_left -= 16;
2258             }
2259             if (bits_left > 0)
2260                 skip_bits(&s->gb, bits_left);
2261         } /* ch */
2262
2263         if (s->nb_channels == 2)
2264             compute_stereo(s, &granules[0][gr], &granules[1][gr]);
2265
2266         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
2267             g = &granules[ch][gr];
2268
2269             reorder_block(s, g);
2270 #ifdef DEBUG
2271             sample_dump(0, g->sb_hybrid, 576);
2272 #endif
2273             compute_antialias(s, g);
2274 #ifdef DEBUG
2275             sample_dump(1, g->sb_hybrid, 576);
2276 #endif
2277             compute_imdct(s, g, &s->sb_samples[ch][18 * gr][0], s->mdct_buf[ch]);
2278 #ifdef DEBUG
2279             sample_dump(2, &s->sb_samples[ch][18 * gr][0], 576);
2280 #endif
2281         }
2282     } /* gr */
2283     return nb_granules * 18;
2284 }
2285
2286 static int mp_decode_frame(MPADecodeContext *s,
2287                            short *samples)
2288 {
2289     int i, nb_frames, ch;
2290     short *samples_ptr;
2291
2292     init_get_bits(&s->gb, s->inbuf + HEADER_SIZE,
2293                   s->inbuf_ptr - s->inbuf - HEADER_SIZE);
2294
2295     /* skip error protection field */
2296     if (s->error_protection)
2297         get_bits(&s->gb, 16);
2298
2299     dprintf("frame %d:\n", s->frame_count);
2300     switch(s->layer) {
2301     case 1:
2302         nb_frames = mp_decode_layer1(s);
2303         break;
2304     case 2:
2305         nb_frames = mp_decode_layer2(s);
2306         break;
2307     case 3:
2308     default:
2309         nb_frames = mp_decode_layer3(s);
2310         break;
2311     }
2312 #if defined(DEBUG)
2313     for(i=0;i<nb_frames;i++) {
2314         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
2315             int j;
2316             printf("%d-%d:", i, ch);
2317             for(j=0;j<SBLIMIT;j++)
2318                 printf(" %0.6f", (double)s->sb_samples[ch][i][j] / FRAC_ONE);
2319             printf("\n");
2320         }
2321     }
2322 #endif
2323     /* apply the synthesis filter */
2324     for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
2325         samples_ptr = samples + ch;
2326         for(i=0;i<nb_frames;i++) {
2327             synth_filter(s, ch, samples_ptr, s->nb_channels,
2328                          s->sb_samples[ch][i]);
2329             samples_ptr += 32 * s->nb_channels;
2330         }
2331     }
2332 #ifdef DEBUG
2333     s->frame_count++;
2334 #endif
2335     return nb_frames * 32 * sizeof(short) * s->nb_channels;
2336 }
2337
2338 static int decode_frame(AVCodecContext * avctx,
2339                         void *data, int *data_size,
2340                         UINT8 * buf, int buf_size)
2341 {
2342     MPADecodeContext *s = avctx->priv_data;
2343     UINT32 header;
2344     UINT8 *buf_ptr;
2345     int len, out_size;
2346     short *out_samples = data;
2347
2348     *data_size = 0;
2349     buf_ptr = buf;
2350     while (buf_size > 0) {
2351         len = s->inbuf_ptr - s->inbuf;
2352         if (s->frame_size == 0) {
2353             /* special case for next header for first frame in free
2354                format case (XXX: find a simpler method) */
2355             if (s->free_format_next_header != 0) {
2356                 s->inbuf[0] = s->free_format_next_header >> 24;
2357                 s->inbuf[1] = s->free_format_next_header >> 16;
2358                 s->inbuf[2] = s->free_format_next_header >> 8;
2359                 s->inbuf[3] = s->free_format_next_header;
2360                 s->inbuf_ptr = s->inbuf + 4;
2361                 s->free_format_next_header = 0;
2362                 goto got_header;
2363             }
2364             /* no header seen : find one. We need at least HEADER_SIZE
2365                bytes to parse it */
2366             len = HEADER_SIZE - len;
2367             if (len > buf_size)
2368                 len = buf_size;
2369             if (len > 0) {
2370                 memcpy(s->inbuf_ptr, buf_ptr, len);
2371                 buf_ptr += len;
2372                 buf_size -= len;
2373                 s->inbuf_ptr += len;
2374             }
2375             if ((s->inbuf_ptr - s->inbuf) >= HEADER_SIZE) {
2376             got_header:
2377                 header = (s->inbuf[0] << 24) | (s->inbuf[1] << 16) |
2378                     (s->inbuf[2] << 8) | s->inbuf[3];
2379
2380                 if (check_header(header) < 0) {
2381                     /* no sync found : move by one byte (inefficient, but simple!) */
2382                     memcpy(s->inbuf, s->inbuf + 1, s->inbuf_ptr - s->inbuf - 1);
2383                     s->inbuf_ptr--;
2384                     dprintf("skip %x\n", header);
2385                     /* reset free format frame size to give a chance
2386                        to get a new bitrate */
2387                     s->free_format_frame_size = 0;
2388                 } else {
2389                     if (decode_header(s, header) == 1) {
2390                         /* free format: compute frame size */
2391                         s->frame_size = -1;
2392                         memcpy(s->inbuf, s->inbuf + 1, s->inbuf_ptr - s->inbuf - 1);
2393                         s->inbuf_ptr--;
2394                     } else {
2395                         /* update codec info */
2396                         avctx->sample_rate = s->sample_rate;
2397                         avctx->channels = s->nb_channels;
2398                         avctx->bit_rate = s->bit_rate;
2399                         avctx->frame_size = s->frame_size;
2400                     }
2401                 }
2402             }
2403         } else if (s->frame_size == -1) {
2404             /* free format : find next sync to compute frame size */
2405             len = MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE - len;
2406             if (len > buf_size)
2407                 len = buf_size;
2408             if (len == 0) {
2409                 /* frame too long: resync */
2410                 s->frame_size = 0;
2411             } else {
2412                 UINT8 *p, *pend;
2413                 UINT32 header1;
2414                 int padding;
2415
2416                 memcpy(s->inbuf_ptr, buf_ptr, len);
2417                 /* check for header */
2418                 p = s->inbuf_ptr - 3;
2419                 pend = s->inbuf_ptr + len - 4;
2420                 while (p <= pend) {
2421                     header = (p[0] << 24) | (p[1] << 16) |
2422                         (p[2] << 8) | p[3];
2423                     header1 = (s->inbuf[0] << 24) | (s->inbuf[1] << 16) |
2424                         (s->inbuf[2] << 8) | s->inbuf[3];
2425                     /* check with high probability that we have a
2426                        valid header */
2427                     if ((header & SAME_HEADER_MASK) ==
2428                         (header1 & SAME_HEADER_MASK)) {
2429                         /* header found: update pointers */
2430                         len = (p + 4) - s->inbuf_ptr;
2431                         buf_ptr += len;
2432                         buf_size -= len;
2433                         s->inbuf_ptr = p;
2434                         /* compute frame size */
2435                         s->free_format_next_header = header;
2436                         s->free_format_frame_size = s->inbuf_ptr - s->inbuf;
2437                         padding = (header1 >> 9) & 1;
2438                         if (s->layer == 1)
2439                             s->free_format_frame_size -= padding * 4;
2440                         else
2441                             s->free_format_frame_size -= padding;
2442                         dprintf("free frame size=%d padding=%d\n",
2443                                 s->free_format_frame_size, padding);
2444                         decode_header(s, header1);
2445                         goto next_data;
2446                     }
2447                     p++;
2448                 }
2449                 /* not found: simply increase pointers */
2450                 buf_ptr += len;
2451                 s->inbuf_ptr += len;
2452                 buf_size -= len;
2453             }
2454         } else if (len < s->frame_size) {
2455             if (s->frame_size > MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE)
2456                 s->frame_size = MPA_MAX_CODED_FRAME_SIZE;
2457             len = s->frame_size - len;
2458             if (len > buf_size)
2459                 len = buf_size;
2460             else if (len < 4)
2461                 len = buf_size > 4 ? 4 : buf_size;
2462             memcpy(s->inbuf_ptr, buf_ptr, len);
2463             buf_ptr += len;
2464             s->inbuf_ptr += len;
2465             buf_size -= len;
2466         } else {
2467             out_size = mp_decode_frame(s, out_samples);
2468             s->inbuf_ptr = s->inbuf;
2469             s->frame_size = 0;
2470             *data_size = out_size;
2471             break;
2472         }
2473     next_data:
2474     }
2475     return buf_ptr - buf;
2476 }
2477
2478 AVCodec mp2_decoder =
2479 {
2480     "mp2",
2481     CODEC_TYPE_AUDIO,
2482     CODEC_ID_MP2,
2483     sizeof(MPADecodeContext),
2484     decode_init,
2485     NULL,
2486     NULL,
2487     decode_frame,
2488 };
2489
2490 AVCodec mp3_decoder =
2491 {
2492     "mp3",
2493     CODEC_TYPE_AUDIO,
2494     CODEC_ID_MP3LAME,
2495     sizeof(MPADecodeContext),
2496     decode_init,
2497     NULL,
2498     NULL,
2499     decode_frame,
2500 };