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

   1 /*
   2  * WMA compatible decoder
   3  * Copyright (c) 2002 The Libav Project
   4  *
   5  * This file is part of Libav.
   6  *
   7  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file
  24  * WMA compatible decoder.
  25  * This decoder handles Microsoft Windows Media Audio data, versions 1 & 2.
  26  * WMA v1 is identified by audio format 0x160 in Microsoft media files
  27  * (ASF/AVI/WAV). WMA v2 is identified by audio format 0x161.
  28  *
  29  * To use this decoder, a calling application must supply the extra data
  30  * bytes provided with the WMA data. These are the extra, codec-specific
  31  * bytes at the end of a WAVEFORMATEX data structure. Transmit these bytes
  32  * to the decoder using the extradata[_size] fields in AVCodecContext. There
  33  * should be 4 extra bytes for v1 data and 6 extra bytes for v2 data.
  34  */
  35
  36 #include "libavutil/attributes.h"
  37
  38 #include "avcodec.h"
  39 #include "internal.h"
  40 #include "wma.h"
  41
  42 #undef NDEBUG
  43 #include <assert.h>
  44
  45 #define EXPVLCBITS 8
  46 #define EXPMAX     ((19 + EXPVLCBITS - 1) / EXPVLCBITS)
  47
  48 #define HGAINVLCBITS 9
  49 #define HGAINMAX     ((13 + HGAINVLCBITS - 1) / HGAINVLCBITS)
  50
  51 static void wma_lsp_to_curve_init(WMACodecContext *s, int frame_len);
  52
  53 #ifdef TRACE
  54 static void dump_floats(WMACodecContext *s, const char *name,
  55                         int prec, const float *tab, int n)
  56 {
  57     int i;
  58
  59     ff_tlog(s->avctx, "%s[%d]:\n", name, n);
  60     for (i = 0; i < n; i++) {
  61         if ((i & 7) == 0)
  62             ff_tlog(s->avctx, "%4d: ", i);
  63         ff_tlog(s->avctx, " %8.*f", prec, tab[i]);
  64         if ((i & 7) == 7)
  65             ff_tlog(s->avctx, "\n");
  66     }
  67     if ((i & 7) != 0)
  68         ff_tlog(s->avctx, "\n");
  69 }
  70 #endif /* TRACE */
  71
  72 static av_cold int wma_decode_init(AVCodecContext *avctx)
  73 {
  74     WMACodecContext *s = avctx->priv_data;
  75     int i, flags2;
  76     uint8_t *extradata;
  77
  78     if (!avctx->block_align) {
  79         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "block_align is not set\n");
  80         return AVERROR(EINVAL);
  81     }
  82
  83     s->avctx = avctx;
  84
  85     /* extract flag infos */
  86     flags2    = 0;
  87     extradata = avctx->extradata;
  88     if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_WMAV1 && avctx->extradata_size >= 4)
  89         flags2 = AV_RL16(extradata + 2);
  90     else if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_WMAV2 && avctx->extradata_size >= 6)
  91         flags2 = AV_RL16(extradata + 4);
  92
  93     s->use_exp_vlc            = flags2 & 0x0001;
  94     s->use_bit_reservoir      = flags2 & 0x0002;
  95     s->use_variable_block_len = flags2 & 0x0004;
  96
  97     if (ff_wma_init(avctx, flags2) < 0)
  98         return -1;
  99
 100     /* init MDCT */
 101     for (i = 0; i < s->nb_block_sizes; i++)
 102         ff_mdct_init(&s->mdct_ctx[i], s->frame_len_bits - i + 1, 1, 1.0 / 32768.0);
 103
 104     if (s->use_noise_coding) {
 105         init_vlc(&s->hgain_vlc, HGAINVLCBITS, sizeof(ff_wma_hgain_huffbits),
 106                  ff_wma_hgain_huffbits, 1, 1,
 107                  ff_wma_hgain_huffcodes, 2, 2, 0);
 108     }
 109
 110     if (s->use_exp_vlc)
 111         init_vlc(&s->exp_vlc, EXPVLCBITS, sizeof(ff_aac_scalefactor_bits), // FIXME move out of context
 112                  ff_aac_scalefactor_bits, 1, 1,
 113                  ff_aac_scalefactor_code, 4, 4, 0);
 114     else
 115         wma_lsp_to_curve_init(s, s->frame_len);
 116
 117     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLTP;
 118
 119     return 0;
 120 }
 121
 122 /**
 123  * compute x^-0.25 with an exponent and mantissa table. We use linear
 124  * interpolation to reduce the mantissa table size at a small speed
 125  * expense (linear interpolation approximately doubles the number of
 126  * bits of precision).
 127  */
 128 static inline float pow_m1_4(WMACodecContext *s, float x)
 129 {
 130     union {
 131         float f;
 132         unsigned int v;
 133     } u, t;
 134     unsigned int e, m;
 135     float a, b;
 136
 137     u.f = x;
 138     e   =  u.v >>  23;
 139     m   = (u.v >> (23 - LSP_POW_BITS)) & ((1 << LSP_POW_BITS) - 1);
 140     /* build interpolation scale: 1 <= t < 2. */
 141     t.v = ((u.v << LSP_POW_BITS) & ((1 << 23) - 1)) | (127 << 23);
 142     a   = s->lsp_pow_m_table1[m];
 143     b   = s->lsp_pow_m_table2[m];
 144     return s->lsp_pow_e_table[e] * (a + b * t.f);
 145 }
 146
 147 static av_cold void wma_lsp_to_curve_init(WMACodecContext *s, int frame_len)
 148 {
 149     float wdel, a, b;
 150     int i, e, m;
 151
 152     wdel = M_PI / frame_len;
 153     for (i = 0; i < frame_len; i++)
 154         s->lsp_cos_table[i] = 2.0f * cos(wdel * i);
 155
 156     /* tables for x^-0.25 computation */
 157     for (i = 0; i < 256; i++) {
 158         e                     = i - 126;
 159         s->lsp_pow_e_table[i] = pow(2.0, e * -0.25);
 160     }
 161
 162     /* NOTE: these two tables are needed to avoid two operations in
 163      * pow_m1_4 */
 164     b = 1.0;
 165     for (i = (1 << LSP_POW_BITS) - 1; i >= 0; i--) {
 166         m                      = (1 << LSP_POW_BITS) + i;
 167         a                      = (float) m * (0.5 / (1 << LSP_POW_BITS));
 168         a                      = pow(a, -0.25);
 169         s->lsp_pow_m_table1[i] = 2 * a - b;
 170         s->lsp_pow_m_table2[i] = b - a;
 171         b                      = a;
 172     }
 173 }
 174
 175 /**
 176  * NOTE: We use the same code as Vorbis here
 177  * @todo optimize it further with SSE/3Dnow
 178  */
 179 static void wma_lsp_to_curve(WMACodecContext *s, float *out, float *val_max_ptr,
 180                              int n, float *lsp)
 181 {
 182     int i, j;
 183     float p, q, w, v, val_max;
 184
 185     val_max = 0;
 186     for (i = 0; i < n; i++) {
 187         p = 0.5f;
 188         q = 0.5f;
 189         w = s->lsp_cos_table[i];
 190         for (j = 1; j < NB_LSP_COEFS; j += 2) {
 191             q *= w - lsp[j - 1];
 192             p *= w - lsp[j];
 193         }
 194         p *= p * (2.0f - w);
 195         q *= q * (2.0f + w);
 196         v  = p + q;
 197         v  = pow_m1_4(s, v);
 198         if (v > val_max)
 199             val_max = v;
 200         out[i] = v;
 201     }
 202     *val_max_ptr = val_max;
 203 }
 204
 205 /**
 206  * decode exponents coded with LSP coefficients (same idea as Vorbis)
 207  */
 208 static void decode_exp_lsp(WMACodecContext *s, int ch)
 209 {
 210     float lsp_coefs[NB_LSP_COEFS];
 211     int val, i;
 212
 213     for (i = 0; i < NB_LSP_COEFS; i++) {
 214         if (i == 0 || i >= 8)
 215             val = get_bits(&s->gb, 3);
 216         else
 217             val = get_bits(&s->gb, 4);
 218         lsp_coefs[i] = ff_wma_lsp_codebook[i][val];
 219     }
 220
 221     wma_lsp_to_curve(s, s->exponents[ch], &s->max_exponent[ch],
 222                      s->block_len, lsp_coefs);
 223 }
 224
 225 /** pow(10, i / 16.0) for i in -60..95 */
 226 static const float pow_tab[] = {
 227     1.7782794100389e-04, 2.0535250264571e-04,
 228     2.3713737056617e-04, 2.7384196342644e-04,
 229     3.1622776601684e-04, 3.6517412725484e-04,
 230     4.2169650342858e-04, 4.8696752516586e-04,
 231     5.6234132519035e-04, 6.4938163157621e-04,
 232     7.4989420933246e-04, 8.6596432336006e-04,
 233     1.0000000000000e-03, 1.1547819846895e-03,
 234     1.3335214321633e-03, 1.5399265260595e-03,
 235     1.7782794100389e-03, 2.0535250264571e-03,
 236     2.3713737056617e-03, 2.7384196342644e-03,
 237     3.1622776601684e-03, 3.6517412725484e-03,
 238     4.2169650342858e-03, 4.8696752516586e-03,
 239     5.6234132519035e-03, 6.4938163157621e-03,
 240     7.4989420933246e-03, 8.6596432336006e-03,
 241     1.0000000000000e-02, 1.1547819846895e-02,
 242     1.3335214321633e-02, 1.5399265260595e-02,
 243     1.7782794100389e-02, 2.0535250264571e-02,
 244     2.3713737056617e-02, 2.7384196342644e-02,
 245     3.1622776601684e-02, 3.6517412725484e-02,
 246     4.2169650342858e-02, 4.8696752516586e-02,
 247     5.6234132519035e-02, 6.4938163157621e-02,
 248     7.4989420933246e-02, 8.6596432336007e-02,
 249     1.0000000000000e-01, 1.1547819846895e-01,
 250     1.3335214321633e-01, 1.5399265260595e-01,
 251     1.7782794100389e-01, 2.0535250264571e-01,
 252     2.3713737056617e-01, 2.7384196342644e-01,
 253     3.1622776601684e-01, 3.6517412725484e-01,
 254     4.2169650342858e-01, 4.8696752516586e-01,
 255     5.6234132519035e-01, 6.4938163157621e-01,
 256     7.4989420933246e-01, 8.6596432336007e-01,
 257     1.0000000000000e+00, 1.1547819846895e+00,
 258     1.3335214321633e+00, 1.5399265260595e+00,
 259     1.7782794100389e+00, 2.0535250264571e+00,
 260     2.3713737056617e+00, 2.7384196342644e+00,
 261     3.1622776601684e+00, 3.6517412725484e+00,
 262     4.2169650342858e+00, 4.8696752516586e+00,
 263     5.6234132519035e+00, 6.4938163157621e+00,
 264     7.4989420933246e+00, 8.6596432336007e+00,
 265     1.0000000000000e+01, 1.1547819846895e+01,
 266     1.3335214321633e+01, 1.5399265260595e+01,
 267     1.7782794100389e+01, 2.0535250264571e+01,
 268     2.3713737056617e+01, 2.7384196342644e+01,
 269     3.1622776601684e+01, 3.6517412725484e+01,
 270     4.2169650342858e+01, 4.8696752516586e+01,
 271     5.6234132519035e+01, 6.4938163157621e+01,
 272     7.4989420933246e+01, 8.6596432336007e+01,
 273     1.0000000000000e+02, 1.1547819846895e+02,
 274     1.3335214321633e+02, 1.5399265260595e+02,
 275     1.7782794100389e+02, 2.0535250264571e+02,
 276     2.3713737056617e+02, 2.7384196342644e+02,
 277     3.1622776601684e+02, 3.6517412725484e+02,
 278     4.2169650342858e+02, 4.8696752516586e+02,
 279     5.6234132519035e+02, 6.4938163157621e+02,
 280     7.4989420933246e+02, 8.6596432336007e+02,
 281     1.0000000000000e+03, 1.1547819846895e+03,
 282     1.3335214321633e+03, 1.5399265260595e+03,
 283     1.7782794100389e+03, 2.0535250264571e+03,
 284     2.3713737056617e+03, 2.7384196342644e+03,
 285     3.1622776601684e+03, 3.6517412725484e+03,
 286     4.2169650342858e+03, 4.8696752516586e+03,
 287     5.6234132519035e+03, 6.4938163157621e+03,
 288     7.4989420933246e+03, 8.6596432336007e+03,
 289     1.0000000000000e+04, 1.1547819846895e+04,
 290     1.3335214321633e+04, 1.5399265260595e+04,
 291     1.7782794100389e+04, 2.0535250264571e+04,
 292     2.3713737056617e+04, 2.7384196342644e+04,
 293     3.1622776601684e+04, 3.6517412725484e+04,
 294     4.2169650342858e+04, 4.8696752516586e+04,
 295     5.6234132519035e+04, 6.4938163157621e+04,
 296     7.4989420933246e+04, 8.6596432336007e+04,
 297     1.0000000000000e+05, 1.1547819846895e+05,
 298     1.3335214321633e+05, 1.5399265260595e+05,
 299     1.7782794100389e+05, 2.0535250264571e+05,
 300     2.3713737056617e+05, 2.7384196342644e+05,
 301     3.1622776601684e+05, 3.6517412725484e+05,
 302     4.2169650342858e+05, 4.8696752516586e+05,
 303     5.6234132519035e+05, 6.4938163157621e+05,
 304     7.4989420933246e+05, 8.6596432336007e+05,
 305 };
 306
 307 /**
 308  * decode exponents coded with VLC codes
 309  */
 310 static int decode_exp_vlc(WMACodecContext *s, int ch)
 311 {
 312     int last_exp, n, code;
 313     const uint16_t *ptr;
 314     float v, max_scale;
 315     uint32_t *q, *q_end, iv;
 316     const float *ptab = pow_tab + 60;
 317     const uint32_t *iptab = (const uint32_t *) ptab;
 318
 319     ptr       = s->exponent_bands[s->frame_len_bits - s->block_len_bits];
 320     q         = (uint32_t *) s->exponents[ch];
 321     q_end     = q + s->block_len;
 322     max_scale = 0;
 323     if (s->version == 1) {
 324         last_exp  = get_bits(&s->gb, 5) + 10;
 325         v         = ptab[last_exp];
 326         iv        = iptab[last_exp];
 327         max_scale = v;
 328         n         = *ptr++;
 329         switch (n & 3) do {
 330         case 0: *q++ = iv;
 331         case 3: *q++ = iv;
 332         case 2: *q++ = iv;
 333         case 1: *q++ = iv;
 334         } while ((n -= 4) > 0);
 335     } else
 336         last_exp = 36;
 337
 338     while (q < q_end) {
 339         code = get_vlc2(&s->gb, s->exp_vlc.table, EXPVLCBITS, EXPMAX);
 340         if (code < 0) {
 341             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Exponent vlc invalid\n");
 342             return -1;
 343         }
 344         /* NOTE: this offset is the same as MPEG4 AAC ! */
 345         last_exp += code - 60;
 346         if ((unsigned) last_exp + 60 >= FF_ARRAY_ELEMS(pow_tab)) {
 347             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Exponent out of range: %d\n",
 348                    last_exp);
 349             return -1;
 350         }
 351         v  = ptab[last_exp];
 352         iv = iptab[last_exp];
 353         if (v > max_scale)
 354             max_scale = v;
 355         n = *ptr++;
 356         switch (n & 3) do {
 357         case 0: *q++ = iv;
 358         case 3: *q++ = iv;
 359         case 2: *q++ = iv;
 360         case 1: *q++ = iv;
 361         } while ((n -= 4) > 0);
 362     }
 363     s->max_exponent[ch] = max_scale;
 364     return 0;
 365 }
 366
 367 /**
 368  * Apply MDCT window and add into output.
 369  *
 370  * We ensure that when the windows overlap their squared sum
 371  * is always 1 (MDCT reconstruction rule).
 372  */
 373 static void wma_window(WMACodecContext *s, float *out)
 374 {
 375     float *in = s->output;
 376     int block_len, bsize, n;
 377
 378     /* left part */
 379     if (s->block_len_bits <= s->prev_block_len_bits) {
 380         block_len = s->block_len;
 381         bsize     = s->frame_len_bits - s->block_len_bits;
 382
 383         s->fdsp.vector_fmul_add(out, in, s->windows[bsize],
 384                                 out, block_len);
 385     } else {
 386         block_len = 1 << s->prev_block_len_bits;
 387         n         = (s->block_len - block_len) / 2;
 388         bsize     = s->frame_len_bits - s->prev_block_len_bits;
 389
 390         s->fdsp.vector_fmul_add(out + n, in + n, s->windows[bsize],
 391                                 out + n, block_len);
 392
 393         memcpy(out + n + block_len, in + n + block_len, n * sizeof(float));
 394     }
 395
 396     out += s->block_len;
 397     in  += s->block_len;
 398
 399     /* right part */
 400     if (s->block_len_bits <= s->next_block_len_bits) {
 401         block_len = s->block_len;
 402         bsize     = s->frame_len_bits - s->block_len_bits;
 403
 404         s->fdsp.vector_fmul_reverse(out, in, s->windows[bsize], block_len);
 405     } else {
 406         block_len = 1 << s->next_block_len_bits;
 407         n         = (s->block_len - block_len) / 2;
 408         bsize     = s->frame_len_bits - s->next_block_len_bits;
 409
 410         memcpy(out, in, n * sizeof(float));
 411
 412         s->fdsp.vector_fmul_reverse(out + n, in + n, s->windows[bsize],
 413                                     block_len);
 414
 415         memset(out + n + block_len, 0, n * sizeof(float));
 416     }
 417 }
 418
 419 /**
 420  * @return 0 if OK. 1 if last block of frame. return -1 if
 421  * unrecorrable error.
 422  */
 423 static int wma_decode_block(WMACodecContext *s)
 424 {
 425     int n, v, a, ch, bsize;
 426     int coef_nb_bits, total_gain;
 427     int nb_coefs[MAX_CHANNELS];
 428     float mdct_norm;
 429     FFTContext *mdct;
 430
 431 #ifdef TRACE
 432     ff_tlog(s->avctx, "***decode_block: %d:%d\n",
 433             s->frame_count - 1, s->block_num);
 434 #endif /* TRACE */
 435
 436     /* compute current block length */
 437     if (s->use_variable_block_len) {
 438         n = av_log2(s->nb_block_sizes - 1) + 1;
 439
 440         if (s->reset_block_lengths) {
 441             s->reset_block_lengths = 0;
 442             v                      = get_bits(&s->gb, n);
 443             if (v >= s->nb_block_sizes) {
 444                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
 445                        "prev_block_len_bits %d out of range\n",
 446                        s->frame_len_bits - v);
 447                 return -1;
 448             }
 449             s->prev_block_len_bits = s->frame_len_bits - v;
 450             v                      = get_bits(&s->gb, n);
 451             if (v >= s->nb_block_sizes) {
 452                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
 453                        "block_len_bits %d out of range\n",
 454                        s->frame_len_bits - v);
 455                 return -1;
 456             }
 457             s->block_len_bits = s->frame_len_bits - v;
 458         } else {
 459             /* update block lengths */
 460             s->prev_block_len_bits = s->block_len_bits;
 461             s->block_len_bits      = s->next_block_len_bits;
 462         }
 463         v = get_bits(&s->gb, n);
 464         if (v >= s->nb_block_sizes) {
 465             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
 466                    "next_block_len_bits %d out of range\n",
 467                    s->frame_len_bits - v);
 468             return -1;
 469         }
 470         s->next_block_len_bits = s->frame_len_bits - v;
 471     } else {
 472         /* fixed block len */
 473         s->next_block_len_bits = s->frame_len_bits;
 474         s->prev_block_len_bits = s->frame_len_bits;
 475         s->block_len_bits      = s->frame_len_bits;
 476     }
 477
 478     /* now check if the block length is coherent with the frame length */
 479     s->block_len = 1 << s->block_len_bits;
 480     if ((s->block_pos + s->block_len) > s->frame_len) {
 481         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "frame_len overflow\n");
 482         return -1;
 483     }
 484
 485     if (s->avctx->channels == 2)
 486         s->ms_stereo = get_bits1(&s->gb);
 487     v = 0;
 488     for (ch = 0; ch < s->avctx->channels; ch++) {
 489         a                    = get_bits1(&s->gb);
 490         s->channel_coded[ch] = a;
 491         v                   |= a;
 492     }
 493
 494     bsize = s->frame_len_bits - s->block_len_bits;
 495
 496     /* if no channel coded, no need to go further */
 497     /* XXX: fix potential framing problems */
 498     if (!v)
 499         goto next;
 500
 501     /* read total gain and extract corresponding number of bits for
 502      * coef escape coding */
 503     total_gain = 1;
 504     for (;;) {
 505         a           = get_bits(&s->gb, 7);
 506         total_gain += a;
 507         if (a != 127)
 508             break;
 509     }
 510
 511     coef_nb_bits = ff_wma_total_gain_to_bits(total_gain);
 512
 513     /* compute number of coefficients */
 514     n = s->coefs_end[bsize] - s->coefs_start;
 515     for (ch = 0; ch < s->avctx->channels; ch++)
 516         nb_coefs[ch] = n;
 517
 518     /* complex coding */
 519     if (s->use_noise_coding) {
 520         for (ch = 0; ch < s->avctx->channels; ch++) {
 521             if (s->channel_coded[ch]) {
 522                 int i, n, a;
 523                 n = s->exponent_high_sizes[bsize];
 524                 for (i = 0; i < n; i++) {
 525                     a                         = get_bits1(&s->gb);
 526                     s->high_band_coded[ch][i] = a;
 527                     /* if noise coding, the coefficients are not transmitted */
 528                     if (a)
 529                         nb_coefs[ch] -= s->exponent_high_bands[bsize][i];
 530                 }
 531             }
 532         }
 533         for (ch = 0; ch < s->avctx->channels; ch++) {
 534             if (s->channel_coded[ch]) {
 535                 int i, n, val, code;
 536
 537                 n   = s->exponent_high_sizes[bsize];
 538                 val = (int) 0x80000000;
 539                 for (i = 0; i < n; i++) {
 540                     if (s->high_band_coded[ch][i]) {
 541                         if (val == (int) 0x80000000) {
 542                             val = get_bits(&s->gb, 7) - 19;
 543                         } else {
 544                             code = get_vlc2(&s->gb, s->hgain_vlc.table,
 545                                             HGAINVLCBITS, HGAINMAX);
 546                             if (code < 0) {
 547                                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
 548                                        "hgain vlc invalid\n");
 549                                 return -1;
 550                             }
 551                             val += code - 18;
 552                         }
 553                         s->high_band_values[ch][i] = val;
 554                     }
 555                 }
 556             }
 557         }
 558     }
 559
 560     /* exponents can be reused in short blocks. */
 561     if ((s->block_len_bits == s->frame_len_bits) || get_bits1(&s->gb)) {
 562         for (ch = 0; ch < s->avctx->channels; ch++) {
 563             if (s->channel_coded[ch]) {
 564                 if (s->use_exp_vlc) {
 565                     if (decode_exp_vlc(s, ch) < 0)
 566                         return -1;
 567                 } else {
 568                     decode_exp_lsp(s, ch);
 569                 }
 570                 s->exponents_bsize[ch] = bsize;
 571             }
 572         }
 573     }
 574
 575     /* parse spectral coefficients : just RLE encoding */
 576     for (ch = 0; ch < s->avctx->channels; ch++) {
 577         if (s->channel_coded[ch]) {
 578             int tindex;
 579             WMACoef *ptr = &s->coefs1[ch][0];
 580
 581             /* special VLC tables are used for ms stereo because
 582              * there is potentially less energy there */
 583             tindex = (ch == 1 && s->ms_stereo);
 584             memset(ptr, 0, s->block_len * sizeof(WMACoef));
 585             ff_wma_run_level_decode(s->avctx, &s->gb, &s->coef_vlc[tindex],
 586                                     s->level_table[tindex], s->run_table[tindex],
 587                                     0, ptr, 0, nb_coefs[ch],
 588                                     s->block_len, s->frame_len_bits, coef_nb_bits);
 589         }
 590         if (s->version == 1 && s->avctx->channels >= 2)
 591             align_get_bits(&s->gb);
 592     }
 593
 594     /* normalize */
 595     {
 596         int n4 = s->block_len / 2;
 597         mdct_norm = 1.0 / (float) n4;
 598         if (s->version == 1)
 599             mdct_norm *= sqrt(n4);
 600     }
 601
 602     /* finally compute the MDCT coefficients */
 603     for (ch = 0; ch < s->avctx->channels; ch++) {
 604         if (s->channel_coded[ch]) {
 605             WMACoef *coefs1;
 606             float *coefs, *exponents, mult, mult1, noise;
 607             int i, j, n, n1, last_high_band, esize;
 608             float exp_power[HIGH_BAND_MAX_SIZE];
 609
 610             coefs1    = s->coefs1[ch];
 611             exponents = s->exponents[ch];
 612             esize     = s->exponents_bsize[ch];
 613             mult      = pow(10, total_gain * 0.05) / s->max_exponent[ch];
 614             mult     *= mdct_norm;
 615             coefs     = s->coefs[ch];
 616             if (s->use_noise_coding) {
 617                 mult1 = mult;
 618                 /* very low freqs : noise */
 619                 for (i = 0; i < s->coefs_start; i++) {
 620                     *coefs++ = s->noise_table[s->noise_index] *
 621                                exponents[i << bsize >> esize] * mult1;
 622                     s->noise_index = (s->noise_index + 1) &
 623                                      (NOISE_TAB_SIZE - 1);
 624                 }
 625
 626                 n1 = s->exponent_high_sizes[bsize];
 627
 628                 /* compute power of high bands */
 629                 exponents = s->exponents[ch] +
 630                             (s->high_band_start[bsize] << bsize >> esize);
 631                 last_high_band = 0; /* avoid warning */
 632                 for (j = 0; j < n1; j++) {
 633                     n = s->exponent_high_bands[s->frame_len_bits -
 634                                                s->block_len_bits][j];
 635                     if (s->high_band_coded[ch][j]) {
 636                         float e2, v;
 637                         e2 = 0;
 638                         for (i = 0; i < n; i++) {
 639                             v   = exponents[i << bsize >> esize];
 640                             e2 += v * v;
 641                         }
 642                         exp_power[j]   = e2 / n;
 643                         last_high_band = j;
 644                         ff_tlog(s->avctx, "%d: power=%f (%d)\n", j, exp_power[j], n);
 645                     }
 646                     exponents += n << bsize >> esize;
 647                 }
 648
 649                 /* main freqs and high freqs */
 650                 exponents = s->exponents[ch] + (s->coefs_start << bsize >> esize);
 651                 for (j = -1; j < n1; j++) {
 652                     if (j < 0)
 653                         n = s->high_band_start[bsize] - s->coefs_start;
 654                     else
 655                         n = s->exponent_high_bands[s->frame_len_bits -
 656                                                    s->block_len_bits][j];
 657                     if (j >= 0 && s->high_band_coded[ch][j]) {
 658                         /* use noise with specified power */
 659                         mult1 = sqrt(exp_power[j] / exp_power[last_high_band]);
 660                         /* XXX: use a table */
 661                         mult1  = mult1 * pow(10, s->high_band_values[ch][j] * 0.05);
 662                         mult1  = mult1 / (s->max_exponent[ch] * s->noise_mult);
 663                         mult1 *= mdct_norm;
 664                         for (i = 0; i < n; i++) {
 665                             noise          = s->noise_table[s->noise_index];
 666                             s->noise_index = (s->noise_index + 1) & (NOISE_TAB_SIZE - 1);
 667                             *coefs++       = noise * exponents[i << bsize >> esize] * mult1;
 668                         }
 669                         exponents += n << bsize >> esize;
 670                     } else {
 671                         /* coded values + small noise */
 672                         for (i = 0; i < n; i++) {
 673                             noise          = s->noise_table[s->noise_index];
 674                             s->noise_index = (s->noise_index + 1) & (NOISE_TAB_SIZE - 1);
 675                             *coefs++       = ((*coefs1++) + noise) *
 676                                              exponents[i << bsize >> esize] * mult;
 677                         }
 678                         exponents += n << bsize >> esize;
 679                     }
 680                 }
 681
 682                 /* very high freqs : noise */
 683                 n     = s->block_len - s->coefs_end[bsize];
 684                 mult1 = mult * exponents[((-1 << bsize)) >> esize];
 685                 for (i = 0; i < n; i++) {
 686                     *coefs++       = s->noise_table[s->noise_index] * mult1;
 687                     s->noise_index = (s->noise_index + 1) & (NOISE_TAB_SIZE - 1);
 688                 }
 689             } else {
 690                 /* XXX: optimize more */
 691                 for (i = 0; i < s->coefs_start; i++)
 692                     *coefs++ = 0.0;
 693                 n = nb_coefs[ch];
 694                 for (i = 0; i < n; i++)
 695                     *coefs++ = coefs1[i] * exponents[i << bsize >> esize] * mult;
 696                 n = s->block_len - s->coefs_end[bsize];
 697                 for (i = 0; i < n; i++)
 698                     *coefs++ = 0.0;
 699             }
 700         }
 701     }
 702
 703 #ifdef TRACE
 704     for (ch = 0; ch < s->avctx->channels; ch++) {
 705         if (s->channel_coded[ch]) {
 706             dump_floats(s, "exponents", 3, s->exponents[ch], s->block_len);
 707             dump_floats(s, "coefs", 1, s->coefs[ch], s->block_len);
 708         }
 709     }
 710 #endif /* TRACE */
 711
 712     if (s->ms_stereo && s->channel_coded[1]) {
 713         /* nominal case for ms stereo: we do it before mdct */
 714         /* no need to optimize this case because it should almost
 715          * never happen */
 716         if (!s->channel_coded[0]) {
 717             ff_tlog(s->avctx, "rare ms-stereo case happened\n");
 718             memset(s->coefs[0], 0, sizeof(float) * s->block_len);
 719             s->channel_coded[0] = 1;
 720         }
 721
 722         s->fdsp.butterflies_float(s->coefs[0], s->coefs[1], s->block_len);
 723     }
 724
 725 next:
 726     mdct = &s->mdct_ctx[bsize];
 727
 728     for (ch = 0; ch < s->avctx->channels; ch++) {
 729         int n4, index;
 730
 731         n4 = s->block_len / 2;
 732         if (s->channel_coded[ch])
 733             mdct->imdct_calc(mdct, s->output, s->coefs[ch]);
 734         else if (!(s->ms_stereo && ch == 1))
 735             memset(s->output, 0, sizeof(s->output));
 736
 737         /* multiply by the window and add in the frame */
 738         index = (s->frame_len / 2) + s->block_pos - n4;
 739         wma_window(s, &s->frame_out[ch][index]);
 740     }
 741
 742     /* update block number */
 743     s->block_num++;
 744     s->block_pos += s->block_len;
 745     if (s->block_pos >= s->frame_len)
 746         return 1;
 747     else
 748         return 0;
 749 }
 750
 751 /* decode a frame of frame_len samples */
 752 static int wma_decode_frame(WMACodecContext *s, float **samples,
 753                             int samples_offset)
 754 {
 755     int ret, ch;
 756
 757 #ifdef TRACE
 758     ff_tlog(s->avctx, "***decode_frame: %d size=%d\n",
 759             s->frame_count++, s->frame_len);
 760 #endif /* TRACE */
 761
 762     /* read each block */
 763     s->block_num = 0;
 764     s->block_pos = 0;
 765     for (;;) {
 766         ret = wma_decode_block(s);
 767         if (ret < 0)
 768             return -1;
 769         if (ret)
 770             break;
 771     }
 772
 773     for (ch = 0; ch < s->avctx->channels; ch++) {
 774         /* copy current block to output */
 775         memcpy(samples[ch] + samples_offset, s->frame_out[ch],
 776                s->frame_len * sizeof(*s->frame_out[ch]));
 777         /* prepare for next block */
 778         memmove(&s->frame_out[ch][0], &s->frame_out[ch][s->frame_len],
 779                 s->frame_len * sizeof(*s->frame_out[ch]));
 780
 781 #ifdef TRACE
 782         dump_floats(s, "samples", 6, samples[ch] + samples_offset,
 783                     s->frame_len);
 784 #endif /* TRACE */
 785     }
 786
 787     return 0;
 788 }
 789
 790 static int wma_decode_superframe(AVCodecContext *avctx, void *data,
 791                                  int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
 792 {
 793     AVFrame *frame = data;
 794     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 795     int buf_size       = avpkt->size;
 796     WMACodecContext *s = avctx->priv_data;
 797     int nb_frames, bit_offset, i, pos, len, ret;
 798     uint8_t *q;
 799     float **samples;
 800     int samples_offset;
 801
 802     ff_tlog(avctx, "***decode_superframe:\n");
 803
 804     if (buf_size == 0) {
 805         s->last_superframe_len = 0;
 806         return 0;
 807     }
 808     if (buf_size < avctx->block_align) {
 809         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 810                "Input packet size too small (%d < %d)\n",
 811                buf_size, avctx->block_align);
 812         return AVERROR_INVALIDDATA;
 813     }
 814     buf_size = avctx->block_align;
 815
 816     init_get_bits(&s->gb, buf, buf_size * 8);
 817
 818     if (s->use_bit_reservoir) {
 819         /* read super frame header */
 820         skip_bits(&s->gb, 4); /* super frame index */
 821         nb_frames = get_bits(&s->gb, 4) - (s->last_superframe_len <= 0);
 822     } else
 823         nb_frames = 1;
 824
 825     /* get output buffer */
 826     frame->nb_samples = nb_frames * s->frame_len;
 827     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0) {
 828         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
 829         return ret;
 830     }
 831     samples        = (float **) frame->extended_data;
 832     samples_offset = 0;
 833
 834     if (s->use_bit_reservoir) {
 835         bit_offset = get_bits(&s->gb, s->byte_offset_bits + 3);
 836         if (bit_offset > get_bits_left(&s->gb)) {
 837             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 838                    "Invalid last frame bit offset %d > buf size %d (%d)\n",
 839                    bit_offset, get_bits_left(&s->gb), buf_size);
 840             goto fail;
 841         }
 842
 843         if (s->last_superframe_len > 0) {
 844             /* add bit_offset bits to last frame */
 845             if ((s->last_superframe_len + ((bit_offset + 7) >> 3)) >
 846                 MAX_CODED_SUPERFRAME_SIZE)
 847                 goto fail;
 848             q   = s->last_superframe + s->last_superframe_len;
 849             len = bit_offset;
 850             while (len > 7) {
 851                 *q++ = (get_bits) (&s->gb, 8);
 852                 len -= 8;
 853             }
 854             if (len > 0)
 855                 *q++ = (get_bits) (&s->gb, len) << (8 - len);
 856             memset(q, 0, FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 857
 858             /* XXX: bit_offset bits into last frame */
 859             init_get_bits(&s->gb, s->last_superframe,
 860                           s->last_superframe_len * 8 + bit_offset);
 861             /* skip unused bits */
 862             if (s->last_bitoffset > 0)
 863                 skip_bits(&s->gb, s->last_bitoffset);
 864             /* this frame is stored in the last superframe and in the
 865              * current one */
 866             if (wma_decode_frame(s, samples, samples_offset) < 0)
 867                 goto fail;
 868             samples_offset += s->frame_len;
 869             nb_frames--;
 870         }
 871
 872         /* read each frame starting from bit_offset */
 873         pos = bit_offset + 4 + 4 + s->byte_offset_bits + 3;
 874         if (pos >= MAX_CODED_SUPERFRAME_SIZE * 8 || pos > buf_size * 8)
 875             return AVERROR_INVALIDDATA;
 876         init_get_bits(&s->gb, buf + (pos >> 3), (buf_size - (pos >> 3)) * 8);
 877         len = pos & 7;
 878         if (len > 0)
 879             skip_bits(&s->gb, len);
 880
 881         s->reset_block_lengths = 1;
 882         for (i = 0; i < nb_frames; i++) {
 883             if (wma_decode_frame(s, samples, samples_offset) < 0)
 884                 goto fail;
 885             samples_offset += s->frame_len;
 886         }
 887
 888         /* we copy the end of the frame in the last frame buffer */
 889         pos               = get_bits_count(&s->gb) +
 890                             ((bit_offset + 4 + 4 + s->byte_offset_bits + 3) & ~7);
 891         s->last_bitoffset = pos & 7;
 892         pos             >>= 3;
 893         len               = buf_size - pos;
 894         if (len > MAX_CODED_SUPERFRAME_SIZE || len < 0) {
 895             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "len %d invalid\n", len);
 896             goto fail;
 897         }
 898         s->last_superframe_len = len;
 899         memcpy(s->last_superframe, buf + pos, len);
 900     } else {
 901         /* single frame decode */
 902         if (wma_decode_frame(s, samples, samples_offset) < 0)
 903             goto fail;
 904         samples_offset += s->frame_len;
 905     }
 906
 907     ff_dlog(s->avctx, "%d %d %d %d outbytes:%td eaten:%d\n",
 908             s->frame_len_bits, s->block_len_bits, s->frame_len, s->block_len,
 909             (int8_t *) samples - (int8_t *) data, avctx->block_align);
 910
 911     *got_frame_ptr = 1;
 912
 913     return avctx->block_align;
 914
 915 fail:
 916     /* when error, we reset the bit reservoir */
 917     s->last_superframe_len = 0;
 918     return -1;
 919 }
 920
 921 static av_cold void flush(AVCodecContext *avctx)
 922 {
 923     WMACodecContext *s = avctx->priv_data;
 924
 925     s->last_bitoffset      =
 926     s->last_superframe_len = 0;
 927 }
 928
 929 AVCodec ff_wmav1_decoder = {
 930     .name           = "wmav1",
 931     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Windows Media Audio 1"),
 932     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 933     .id             = AV_CODEC_ID_WMAV1,
 934     .priv_data_size = sizeof(WMACodecContext),
 935     .init           = wma_decode_init,
 936     .close          = ff_wma_end,
 937     .decode         = wma_decode_superframe,
 938     .flush          = flush,
 939     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
 940     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
 941                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 942 };
 943
 944 AVCodec ff_wmav2_decoder = {
 945     .name           = "wmav2",
 946     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Windows Media Audio 2"),
 947     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 948     .id             = AV_CODEC_ID_WMAV2,
 949     .priv_data_size = sizeof(WMACodecContext),
 950     .init           = wma_decode_init,
 951     .close          = ff_wma_end,
 952     .decode         = wma_decode_superframe,
 953     .flush          = flush,
 954     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
 955     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
 956                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 957 };