]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/wmadec.c
exporting the internal qscale table, this allso fixes the ordering
[ffmpeg] / libavcodec / wmadec.c
1 /*
2  * WMA compatible decoder
3  * Copyright (c) 2002 The FFmpeg Project.
4  *
5  * This library is free software; you can redistribute it and/or
6  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
7  * License as published by the Free Software Foundation; either
8  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
9  *
10  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
13  * Lesser General Public License for more details.
14  *
15  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
16  * License along with this library; if not, write to the Free Software
17  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
18  */
19 #include "avcodec.h"
20 #include "dsputil.h"
21
22 //#define DEBUG_PARAMS
23 //#define DEBUG_TRACE
24
25 /* size of blocks */
26 #define BLOCK_MIN_BITS 7
27 #define BLOCK_MAX_BITS 11
28 #define BLOCK_MAX_SIZE (1 << BLOCK_MAX_BITS)
29
30 #define BLOCK_NB_SIZES (BLOCK_MAX_BITS - BLOCK_MIN_BITS + 1)
31
32 /* XXX: find exact max size */
33 #define HIGH_BAND_MAX_SIZE 16
34
35 #define NB_LSP_COEFS 10
36
37 /* XXX: is it a suitable value ? */
38 #define MAX_CODED_SUPERFRAME_SIZE 4096
39
40 #define MAX_CHANNELS 2
41
42 #define NOISE_TAB_SIZE 8192
43
44 #define LSP_POW_BITS 7
45
46 typedef struct WMADecodeContext {
47     GetBitContext gb;
48     int sample_rate;
49     int nb_channels;
50     int bit_rate;
51     int version; /* 1 = 0x160 (WMAV1), 2 = 0x161 (WMAV2) */
52     int block_align;
53     int use_bit_reservoir;
54     int use_variable_block_len;
55     int use_exp_vlc;  /* exponent coding: 0 = lsp, 1 = vlc + delta */
56     int use_noise_coding; /* true if perceptual noise is added */
57     int byte_offset_bits;
58     VLC exp_vlc;
59     int exponent_sizes[BLOCK_NB_SIZES];
60     uint16_t exponent_bands[BLOCK_NB_SIZES][25];
61     int high_band_start[BLOCK_NB_SIZES]; /* index of first coef in high band */
62     int coefs_start;               /* first coded coef */
63     int coefs_end[BLOCK_NB_SIZES]; /* max number of coded coefficients */
64     int exponent_high_sizes[BLOCK_NB_SIZES];
65     int exponent_high_bands[BLOCK_NB_SIZES][HIGH_BAND_MAX_SIZE]; 
66     VLC hgain_vlc;
67     
68     /* coded values in high bands */
69     int high_band_coded[MAX_CHANNELS][HIGH_BAND_MAX_SIZE];
70     int high_band_values[MAX_CHANNELS][HIGH_BAND_MAX_SIZE];
71
72     /* there are two possible tables for spectral coefficients */
73     VLC coef_vlc[2];
74     uint16_t *run_table[2];
75     uint16_t *level_table[2];
76     /* frame info */
77     int frame_len;       /* frame length in samples */
78     int frame_len_bits;  /* frame_len = 1 << frame_len_bits */
79     int nb_block_sizes;  /* number of block sizes */
80     /* block info */
81     int reset_block_lengths;
82     int block_len_bits; /* log2 of current block length */
83     int next_block_len_bits; /* log2 of next block length */
84     int prev_block_len_bits; /* log2 of prev block length */
85     int block_len; /* block length in samples */
86     int block_num; /* block number in current frame */
87     int block_pos; /* current position in frame */
88     uint8_t ms_stereo; /* true if mid/side stereo mode */
89     uint8_t channel_coded[MAX_CHANNELS]; /* true if channel is coded */
90     float exponents[MAX_CHANNELS][BLOCK_MAX_SIZE];
91     float max_exponent[MAX_CHANNELS];
92     int16_t coefs1[MAX_CHANNELS][BLOCK_MAX_SIZE];
93     float coefs[MAX_CHANNELS][BLOCK_MAX_SIZE];
94     MDCTContext mdct_ctx[BLOCK_NB_SIZES];
95     float *windows[BLOCK_NB_SIZES];
96     FFTSample mdct_tmp[BLOCK_MAX_SIZE]; /* temporary storage for imdct */
97     /* output buffer for one frame and the last for IMDCT windowing */
98     float frame_out[MAX_CHANNELS][BLOCK_MAX_SIZE * 2];
99     /* last frame info */
100     uint8_t last_superframe[MAX_CODED_SUPERFRAME_SIZE + 4]; /* padding added */
101     int last_bitoffset;
102     int last_superframe_len;
103     float noise_table[NOISE_TAB_SIZE];
104     int noise_index;
105     float noise_mult; /* XXX: suppress that and integrate it in the noise array */
106     /* lsp_to_curve tables */
107     float lsp_cos_table[BLOCK_MAX_SIZE];
108     float lsp_pow_e_table[256];
109     float lsp_pow_m_table1[(1 << LSP_POW_BITS)];
110     float lsp_pow_m_table2[(1 << LSP_POW_BITS)];
111 } WMADecodeContext;
112
113 typedef struct CoefVLCTable {
114     int n; /* total number of codes */
115     const uint32_t *huffcodes; /* VLC bit values */
116     const uint8_t *huffbits;   /* VLC bit size */
117     const uint16_t *levels; /* table to build run/level tables */
118 } CoefVLCTable;
119
120 static void wma_lsp_to_curve_init(WMADecodeContext *s, int frame_len);
121
122 #include "wmadata.h"
123
124 #ifdef DEBUG_TRACE
125
126 int frame_count;
127
128 static FILE *flog;
129
130 void trace(const char *fmt, ...)
131 {
132     va_list ap;
133     
134
135     if (!flog) {
136         flog = fopen("/tmp/out.log", "w");
137         setlinebuf(flog);
138     }
139
140     va_start(ap, fmt);
141     vfprintf(flog, fmt, ap);
142     va_end(ap);
143 }
144
145 #define get_bits(s, n) get_bits_trace(s, n)
146 #define get_vlc(s, vlc) get_vlc_trace(s, vlc)
147
148 unsigned int get_bits_trace(GetBitContext *s, int n)
149 {
150     unsigned int val;
151     val = (get_bits)(s, n);
152     trace("get_bits(%d) : 0x%x\n", n, val);
153     return val;
154 }
155
156 static int get_vlc_trace(GetBitContext *s, VLC *vlc)
157 {
158     int code;
159     code = (get_vlc)(s, vlc);
160     trace("get_vlc() : %d\n", code);
161     return code;
162 }
163
164 static void dump_shorts(const char *name, const short *tab, int n)
165 {
166     int i;
167
168     trace("%s[%d]:\n", name, n);
169     for(i=0;i<n;i++) {
170         if ((i & 7) == 0)
171             trace("%4d: ", i);
172         trace(" %5d.0", tab[i]);
173         if ((i & 7) == 7)
174             trace("\n");
175     }
176 }
177
178 static void dump_floats(const char *name, int prec, const float *tab, int n)
179 {
180     int i;
181
182     trace("%s[%d]:\n", name, n);
183     for(i=0;i<n;i++) {
184         if ((i & 7) == 0)
185             trace("%4d: ", i);
186         trace(" %8.*f", prec, tab[i]);
187         if ((i & 7) == 7)
188             trace("\n");
189     }
190     if ((i & 7) != 0)
191         trace("\n");
192 }
193
194 #else
195
196 #define trace(fmt, ...)
197
198 #endif
199
200 /* XXX: use same run/length optimization as mpeg decoders */
201 static void init_coef_vlc(VLC *vlc, 
202                           uint16_t **prun_table, uint16_t **plevel_table,
203                           const CoefVLCTable *vlc_table)
204 {
205     int n = vlc_table->n;
206     const uint8_t *table_bits = vlc_table->huffbits;
207     const uint32_t *table_codes = vlc_table->huffcodes;
208     const uint16_t *levels_table = vlc_table->levels;
209     uint16_t *run_table, *level_table;
210     const uint16_t *p;
211     int i, l, j, level;
212
213     init_vlc(vlc, 9, n, table_bits, 1, 1, table_codes, 4, 4);
214
215     run_table = malloc(n * sizeof(uint16_t));
216     level_table = malloc(n * sizeof(uint16_t));
217     p = levels_table;
218     i = 2;
219     level = 1;
220     while (i < n) {
221         l = *p++;
222         for(j=0;j<l;j++) {
223             run_table[i] = j;
224             level_table[i] = level;
225             i++;
226         }
227         level++;
228     }
229     *prun_table = run_table;
230     *plevel_table = level_table;
231 }
232
233 static int wma_decode_init(AVCodecContext * avctx)
234 {
235     WMADecodeContext *s = avctx->priv_data;
236     int i, flags1, flags2;
237     float *window;
238     uint8_t *extradata;
239     float bps1, high_freq, bps;
240     int sample_rate1;
241     int coef_vlc_table;
242     
243     s->sample_rate = avctx->sample_rate;
244     s->nb_channels = avctx->channels;
245     s->bit_rate = avctx->bit_rate;
246     s->block_align = avctx->block_align;
247
248     if (avctx->codec_id == CODEC_ID_WMAV1) {
249         s->version = 1;
250     } else {
251         s->version = 2;
252     }
253     
254     /* extract flag infos */
255     flags1 = 0;
256     flags2 = 0;
257     extradata = avctx->extradata;
258     if (s->version == 1 && avctx->extradata_size >= 4) {
259         flags1 = extradata[0] | (extradata[1] << 8);
260         flags2 = extradata[2] | (extradata[3] << 8);
261     } else if (s->version == 2 && avctx->extradata_size >= 6) {
262         flags1 = extradata[0] | (extradata[1] << 8) | 
263             (extradata[2] << 16) | (extradata[3] << 24);
264         flags2 = extradata[4] | (extradata[5] << 8);
265     }
266     s->use_exp_vlc = flags2 & 0x0001;
267     s->use_bit_reservoir = flags2 & 0x0002;
268     s->use_variable_block_len = flags2 & 0x0004;
269
270     /* compute MDCT block size */
271     if (s->sample_rate <= 16000) {
272         s->frame_len_bits = 9;
273     } else if (s->sample_rate <= 22050 || 
274                (s->sample_rate <= 32000 && s->version == 1)) {
275         s->frame_len_bits = 10;
276     } else {
277         s->frame_len_bits = 11;
278     }
279     s->frame_len = 1 << s->frame_len_bits;
280     if (s->use_variable_block_len) {
281         s->nb_block_sizes = s->frame_len_bits - BLOCK_MIN_BITS + 1;
282     } else {
283         s->nb_block_sizes = 1;
284     }
285
286     /* init rate dependant parameters */
287     s->use_noise_coding = 1;
288     high_freq = s->sample_rate * 0.5;
289
290     /* if version 2, then the rates are normalized */
291     sample_rate1 = s->sample_rate;
292     if (s->version == 2) {
293         if (sample_rate1 >= 44100) 
294             sample_rate1 = 44100;
295         else if (sample_rate1 >= 22050) 
296             sample_rate1 = 22050;
297         else if (sample_rate1 >= 16000) 
298             sample_rate1 = 16000;
299         else if (sample_rate1 >= 11025) 
300             sample_rate1 = 11025;
301         else if (sample_rate1 >= 8000) 
302             sample_rate1 = 8000;
303     }
304
305     bps = (float)s->bit_rate / (float)(s->nb_channels * s->sample_rate);
306     s->byte_offset_bits = av_log2((int)(bps * s->frame_len / 8.0)) + 2;
307
308     /* compute high frequency value and choose if noise coding should
309        be activated */
310     bps1 = bps;
311     if (s->nb_channels == 2)
312         bps1 = bps * 1.6;
313     if (sample_rate1 == 44100) {
314         if (bps1 >= 0.61)
315             s->use_noise_coding = 0;
316         else
317             high_freq = high_freq * 0.4;
318     } else if (sample_rate1 == 22050) {
319         if (bps1 >= 1.16)
320             s->use_noise_coding = 0;
321         else if (bps1 >= 0.72) 
322             high_freq = high_freq * 0.7;
323         else
324             high_freq = high_freq * 0.6;
325     } else if (sample_rate1 == 16000) {
326         if (bps > 0.5)
327             high_freq = high_freq * 0.5;
328         else
329             high_freq = high_freq * 0.3;
330     } else if (sample_rate1 == 11025) {
331         high_freq = high_freq * 0.7;
332     } else if (sample_rate1 == 8000) {
333         if (bps <= 0.625) {
334             high_freq = high_freq * 0.5;
335         } else if (bps > 0.75) {
336             s->use_noise_coding = 0;
337         } else {
338             high_freq = high_freq * 0.65;
339         }
340     } else {
341         if (bps >= 0.8) {
342             high_freq = high_freq * 0.75;
343         } else if (bps >= 0.6) {
344             high_freq = high_freq * 0.6;
345         } else {
346             high_freq = high_freq * 0.5;
347         }
348     }
349 #ifdef DEBUG_PARAMS
350     printf("flags1=0x%x flags2=0x%x\n", flags1, flags2);
351     printf("version=%d channels=%d sample_rate=%d bitrate=%d block_align=%d\n",
352            s->version, s->nb_channels, s->sample_rate, s->bit_rate, 
353            s->block_align);
354     printf("bps=%f bps1=%f high_freq=%f bitoffset=%d\n", 
355            bps, bps1, high_freq, s->byte_offset_bits);
356     printf("use_noise_coding=%d use_exp_vlc=%d\n",
357            s->use_noise_coding, s->use_exp_vlc);
358 #endif
359
360     /* compute the scale factor band sizes for each MDCT block size */
361     {
362         int a, b, pos, lpos, k, block_len, i, j, n;
363         const uint8_t *table;
364         
365         if (s->version == 1) {
366             s->coefs_start = 3;
367         } else {
368             s->coefs_start = 0;
369         }
370         for(k = 0; k < s->nb_block_sizes; k++) {
371             block_len = s->frame_len >> k;
372
373             if (s->version == 1) {
374                 lpos = 0;
375                 for(i=0;i<25;i++) {
376                     a = wma_critical_freqs[i];
377                     b = s->sample_rate;
378                     pos = ((block_len * 2 * a)  + (b >> 1)) / b;
379                     if (pos > block_len) 
380                         pos = block_len;
381                     s->exponent_bands[0][i] = pos - lpos;
382                     if (pos >= block_len) {
383                         i++;
384                         break;
385                     }
386                     lpos = pos;
387                 }
388                 s->exponent_sizes[0] = i;
389             } else {
390                 /* hardcoded tables */
391                 table = NULL;
392                 a = s->frame_len_bits - BLOCK_MIN_BITS - k;
393                 if (a < 3) {
394                     if (s->sample_rate >= 44100)
395                         table = exponent_band_44100[a];
396                     else if (s->sample_rate >= 32000)
397                         table = exponent_band_32000[a];
398                     else if (s->sample_rate >= 22050)
399                         table = exponent_band_22050[a];
400                 }
401                 if (table) {
402                     n = *table++;
403                     for(i=0;i<n;i++)
404                         s->exponent_bands[k][i] = table[i];
405                     s->exponent_sizes[k] = n;
406                 } else {
407                     j = 0;
408                     lpos = 0;
409                     for(i=0;i<25;i++) {
410                         a = wma_critical_freqs[i];
411                         b = s->sample_rate;
412                         pos = ((block_len * 2 * a)  + (b << 1)) / (4 * b);
413                         pos <<= 2;
414                         if (pos > block_len) 
415                             pos = block_len;
416                         if (pos > lpos)
417                             s->exponent_bands[k][j++] = pos - lpos;
418                         if (pos >= block_len)
419                             break;
420                         lpos = pos;
421                     }
422                     s->exponent_sizes[k] = j;
423                 }
424             }
425
426             /* max number of coefs */
427             s->coefs_end[k] = (s->frame_len - ((s->frame_len * 9) / 100)) >> k;
428             /* high freq computation */
429             s->high_band_start[k] = (int)((block_len * 2 * high_freq) / 
430                                           s->sample_rate + 0.5);
431             n = s->exponent_sizes[k];
432             j = 0;
433             pos = 0;
434             for(i=0;i<n;i++) {
435                 int start, end;
436                 start = pos;
437                 pos += s->exponent_bands[k][i];
438                 end = pos;
439                 if (start < s->high_band_start[k])
440                     start = s->high_band_start[k];
441                 if (end > s->coefs_end[k])
442                     end = s->coefs_end[k];
443                 if (end > start)
444                     s->exponent_high_bands[k][j++] = end - start;
445             }
446             s->exponent_high_sizes[k] = j;
447 #if 0
448             trace("%5d: coefs_end=%d high_band_start=%d nb_high_bands=%d: ",
449                   s->frame_len >> k, 
450                   s->coefs_end[k],
451                   s->high_band_start[k],
452                   s->exponent_high_sizes[k]);
453             for(j=0;j<s->exponent_high_sizes[k];j++)
454                 trace(" %d", s->exponent_high_bands[k][j]);
455             trace("\n");
456 #endif
457         }
458     }
459
460 #ifdef DEBUG_TRACE
461     {
462         int i, j;
463         for(i = 0; i < s->nb_block_sizes; i++) {
464             trace("%5d: n=%2d:", 
465                    s->frame_len >> i, 
466                    s->exponent_sizes[i]);
467             for(j=0;j<s->exponent_sizes[i];j++)
468                 trace(" %d", s->exponent_bands[i][j]);
469             trace("\n");
470         }
471     }
472 #endif
473
474     /* init MDCT */
475     for(i = 0; i < s->nb_block_sizes; i++)
476         ff_mdct_init(&s->mdct_ctx[i], s->frame_len_bits - i + 1, 1);
477     
478     /* init MDCT windows : simple sinus window */
479     for(i = 0; i < s->nb_block_sizes; i++) {
480         int n, j;
481         float alpha;
482         n = 1 << (s->frame_len_bits - i);
483         window = av_malloc(sizeof(float) * n);
484         alpha = M_PI / (2.0 * n);
485         for(j=0;j<n;j++) {
486             window[n - j - 1] = sin((j + 0.5) * alpha);
487         }
488         s->windows[i] = window;
489     }
490
491     s->reset_block_lengths = 1;
492     
493     if (s->use_noise_coding) {
494
495         /* init the noise generator */
496         if (s->use_exp_vlc)
497             s->noise_mult = 0.02;
498         else
499             s->noise_mult = 0.04;
500                
501 #if defined(DEBUG_TRACE)
502         for(i=0;i<NOISE_TAB_SIZE;i++)
503             s->noise_table[i] = 1.0 * s->noise_mult;
504 #else
505         {
506             unsigned int seed;
507             float norm;
508             seed = 1;
509             norm = (1.0 / (float)(1LL << 31)) * sqrt(3) * s->noise_mult;
510             for(i=0;i<NOISE_TAB_SIZE;i++) {
511                 seed = seed * 314159 + 1;
512                 s->noise_table[i] = (float)((int)seed) * norm;
513             }
514         }
515 #endif
516         init_vlc(&s->hgain_vlc, 9, sizeof(hgain_huffbits), 
517                  hgain_huffbits, 1, 1,
518                  hgain_huffcodes, 2, 2);
519     }
520
521     if (s->use_exp_vlc) {
522         init_vlc(&s->exp_vlc, 9, sizeof(scale_huffbits), 
523                  scale_huffbits, 1, 1,
524                  scale_huffcodes, 4, 4);
525     } else {
526         wma_lsp_to_curve_init(s, s->frame_len);
527     }
528
529     /* choose the VLC tables for the coefficients */
530     coef_vlc_table = 2;
531     if (s->sample_rate >= 32000) {
532         if (bps1 < 0.72)
533             coef_vlc_table = 0;
534         else if (bps1 < 1.16)
535             coef_vlc_table = 1;
536     }
537
538     init_coef_vlc(&s->coef_vlc[0], &s->run_table[0], &s->level_table[0],
539                   &coef_vlcs[coef_vlc_table * 2]);
540     init_coef_vlc(&s->coef_vlc[1], &s->run_table[1], &s->level_table[1],
541                   &coef_vlcs[coef_vlc_table * 2 + 1]);
542     return 0;
543 }
544
545 /* interpolate values for a bigger or smaller block. The block must
546    have multiple sizes */
547 static void interpolate_array(float *scale, int old_size, int new_size)
548 {
549     int i, j, jincr, k;
550     float v;
551
552     if (new_size > old_size) {
553         jincr = new_size / old_size;
554         j = new_size;
555         for(i = old_size - 1; i >=0; i--) {
556             v = scale[i];
557             k = jincr;
558             do {
559                 scale[--j] = v;
560             } while (--k);
561         }
562     } else if (new_size < old_size) {
563         j = 0;
564         jincr = old_size / new_size;
565         for(i = 0; i < new_size; i++) {
566             scale[i] = scale[j];
567             j += jincr;
568         }
569     }
570 }
571
572 /* compute x^-0.25 with an exponent and mantissa table. We use linear
573    interpolation to reduce the mantissa table size at a small speed
574    expense (linear interpolation approximately doubles the number of
575    bits of precision). */
576 static inline float pow_m1_4(WMADecodeContext *s, float x)
577 {
578     union {
579         float f;
580         unsigned int v;
581     } u, t;
582     unsigned int e, m;
583     float a, b;
584
585     u.f = x;
586     e = u.v >> 23;
587     m = (u.v >> (23 - LSP_POW_BITS)) & ((1 << LSP_POW_BITS) - 1);
588     /* build interpolation scale: 1 <= t < 2. */
589     t.v = ((u.v << LSP_POW_BITS) & ((1 << 23) - 1)) | (127 << 23);
590     a = s->lsp_pow_m_table1[m];
591     b = s->lsp_pow_m_table2[m];
592     return s->lsp_pow_e_table[e] * (a + b * t.f);
593 }
594
595 static void wma_lsp_to_curve_init(WMADecodeContext *s, int frame_len)
596 {  
597     float wdel, a, b;
598     int i, e, m;
599
600     wdel = M_PI / frame_len;
601     for(i=0;i<frame_len;i++)
602         s->lsp_cos_table[i] = 2.0f * cos(wdel * i);
603
604     /* tables for x^-0.25 computation */
605     for(i=0;i<256;i++) {
606         e = i - 126;
607         s->lsp_pow_e_table[i] = pow(2.0, e * -0.25);
608     }
609
610     /* NOTE: these two tables are needed to avoid two operations in
611        pow_m1_4 */
612     b = 1.0;
613     for(i=(1 << LSP_POW_BITS) - 1;i>=0;i--) {
614         m = (1 << LSP_POW_BITS) + i;
615         a = (float)m * (0.5 / (1 << LSP_POW_BITS));
616         a = pow(a, -0.25);
617         s->lsp_pow_m_table1[i] = 2 * a - b;
618         s->lsp_pow_m_table2[i] = b - a;
619         b = a;
620     }
621 #if 0
622     for(i=1;i<20;i++) {
623         float v, r1, r2;
624         v = 5.0 / i;
625         r1 = pow_m1_4(s, v);
626         r2 = pow(v,-0.25);
627         printf("%f^-0.25=%f e=%f\n", v, r1, r2 - r1);
628     }
629 #endif
630 }
631
632 /* NOTE: We use the same code as Vorbis here */
633 /* XXX: optimize it further with SSE/3Dnow */
634 static void wma_lsp_to_curve(WMADecodeContext *s, 
635                              float *out, float *val_max_ptr, 
636                              int n, float *lsp)
637 {
638     int i, j;
639     float p, q, w, v, val_max;
640
641     val_max = 0;
642     for(i=0;i<n;i++) {
643         p = 0.5f;
644         q = 0.5f;
645         w = s->lsp_cos_table[i];
646         for(j=1;j<NB_LSP_COEFS;j+=2){
647             q *= w - lsp[j - 1];
648             p *= w - lsp[j];
649         }
650         p *= p * (2.0f - w);
651         q *= q * (2.0f + w);
652         v = p + q;
653         v = pow_m1_4(s, v);
654         if (v > val_max)
655             val_max = v;
656         out[i] = v;
657     }
658     *val_max_ptr = val_max;
659 }
660
661 /* decode exponents coded with LSP coefficients (same idea as Vorbis) */
662 static void decode_exp_lsp(WMADecodeContext *s, int ch)
663 {
664     float lsp_coefs[NB_LSP_COEFS];
665     int val, i;
666
667     for(i = 0; i < NB_LSP_COEFS; i++) {
668         if (i == 0 || i >= 8)
669             val = get_bits(&s->gb, 3);
670         else
671             val = get_bits(&s->gb, 4);
672         lsp_coefs[i] = lsp_codebook[i][val];
673     }
674
675     wma_lsp_to_curve(s, s->exponents[ch], &s->max_exponent[ch],
676                      s->block_len, lsp_coefs);
677 }
678
679 /* decode exponents coded with VLC codes */
680 static int decode_exp_vlc(WMADecodeContext *s, int ch)
681 {
682     int last_exp, n, code;
683     const uint16_t *ptr, *band_ptr;
684     float v, *q, max_scale, *q_end;
685     
686     band_ptr = s->exponent_bands[s->frame_len_bits - s->block_len_bits];
687     ptr = band_ptr;
688     q = s->exponents[ch];
689     q_end = q + s->block_len;
690     max_scale = 0;
691     if (s->version == 1) {
692         last_exp = get_bits(&s->gb, 5) + 10;
693         /* XXX: use a table */
694         v = pow(10, last_exp * (1.0 / 16.0));
695         max_scale = v;
696         n = *ptr++;
697         do {
698             *q++ = v;
699         } while (--n);
700     }
701     last_exp = 36;
702     while (q < q_end) {
703         code = get_vlc(&s->gb, &s->exp_vlc);
704         if (code < 0)
705             return -1;
706         /* NOTE: this offset is the same as MPEG4 AAC ! */
707         last_exp += code - 60;
708         /* XXX: use a table */
709         v = pow(10, last_exp * (1.0 / 16.0));
710         if (v > max_scale)
711             max_scale = v;
712         n = *ptr++;
713         do {
714             *q++ = v;
715         } while (--n);
716     }
717     s->max_exponent[ch] = max_scale;
718     return 0;
719 }
720
721 /* return 0 if OK. return 1 if last block of frame. return -1 if
722    unrecorrable error. */
723 static int wma_decode_block(WMADecodeContext *s)
724 {
725     int n, v, a, ch, code, bsize;
726     int coef_nb_bits, total_gain, parse_exponents;
727     float window[BLOCK_MAX_SIZE * 2];
728     int nb_coefs[MAX_CHANNELS];
729     float mdct_norm;
730
731     trace("***decode_block: %d:%d\n", frame_count - 1, s->block_num);
732
733     /* compute current block length */
734     if (s->use_variable_block_len) {
735         n = av_log2(s->nb_block_sizes - 1) + 1;
736     
737         if (s->reset_block_lengths) {
738             s->reset_block_lengths = 0;
739             v = get_bits(&s->gb, n);
740             if (v >= s->nb_block_sizes)
741                 return -1;
742             s->prev_block_len_bits = s->frame_len_bits - v;
743             v = get_bits(&s->gb, n);
744             if (v >= s->nb_block_sizes)
745                 return -1;
746             s->block_len_bits = s->frame_len_bits - v;
747         } else {
748             /* update block lengths */
749             s->prev_block_len_bits = s->block_len_bits;
750             s->block_len_bits = s->next_block_len_bits;
751         }
752         v = get_bits(&s->gb, n);
753         if (v >= s->nb_block_sizes)
754             return -1;
755         s->next_block_len_bits = s->frame_len_bits - v;
756     } else {
757         /* fixed block len */
758         s->next_block_len_bits = s->frame_len_bits;
759         s->prev_block_len_bits = s->frame_len_bits;
760         s->block_len_bits = s->frame_len_bits;
761     }
762
763     /* now check if the block length is coherent with the frame length */
764     s->block_len = 1 << s->block_len_bits;
765     if ((s->block_pos + s->block_len) > s->frame_len)
766         return -1;
767
768     if (s->nb_channels == 2) {
769         s->ms_stereo = get_bits(&s->gb, 1);
770     }
771     v = 0;
772     for(ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
773         a = get_bits(&s->gb, 1);
774         s->channel_coded[ch] = a;
775         v |= a;
776     }
777     /* if no channel coded, no need to go further */
778     /* XXX: fix potential framing problems */
779     if (!v)
780         goto next;
781
782     bsize = s->frame_len_bits - s->block_len_bits;
783
784     /* read total gain and extract corresponding number of bits for
785        coef escape coding */
786     total_gain = 1;
787     for(;;) {
788         a = get_bits(&s->gb, 7);
789         total_gain += a;
790         if (a != 127)
791             break;
792     }
793     
794     if (total_gain < 15)
795         coef_nb_bits = 13;
796     else if (total_gain < 32)
797         coef_nb_bits = 12;
798     else if (total_gain < 40)
799         coef_nb_bits = 11;
800     else if (total_gain < 45)
801         coef_nb_bits = 10;
802     else
803         coef_nb_bits = 9;
804
805     /* compute number of coefficients */
806     n = s->coefs_end[bsize] - s->coefs_start;
807     for(ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++)
808         nb_coefs[ch] = n;
809
810     /* complex coding */
811     if (s->use_noise_coding) {
812
813         for(ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
814             if (s->channel_coded[ch]) {
815                 int i, n, a;
816                 n = s->exponent_high_sizes[bsize];
817                 for(i=0;i<n;i++) {
818                     a = get_bits(&s->gb, 1);
819                     s->high_band_coded[ch][i] = a;
820                     /* if noise coding, the coefficients are not transmitted */
821                     if (a)
822                         nb_coefs[ch] -= s->exponent_high_bands[bsize][i];
823                 }
824             }
825         }
826         for(ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
827             if (s->channel_coded[ch]) {
828                 int i, n, val, code;
829
830                 n = s->exponent_high_sizes[bsize];
831                 val = (int)0x80000000;
832                 for(i=0;i<n;i++) {
833                     if (s->high_band_coded[ch][i]) {
834                         if (val == (int)0x80000000) {
835                             val = get_bits(&s->gb, 7) - 19;
836                         } else {
837                             code = get_vlc(&s->gb, &s->hgain_vlc);
838                             if (code < 0)
839                                 return -1;
840                             val += code - 18;
841                         }
842                         s->high_band_values[ch][i] = val;
843                     }
844                 }
845             }
846         }
847     }
848            
849     /* exposant can be interpolated in short blocks. */
850     parse_exponents = 1;
851     if (s->block_len_bits != s->frame_len_bits) {
852         parse_exponents = get_bits(&s->gb, 1);
853     }
854     
855     if (parse_exponents) {
856         for(ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
857             if (s->channel_coded[ch]) {
858                 if (s->use_exp_vlc) {
859                     if (decode_exp_vlc(s, ch) < 0)
860                         return -1;
861                 } else {
862                     decode_exp_lsp(s, ch);
863                 }
864             }
865         }
866     } else {
867         for(ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
868             if (s->channel_coded[ch]) {
869                 interpolate_array(s->exponents[ch], 1 << s->prev_block_len_bits, 
870                                   s->block_len);
871             }
872         }
873     }
874
875     /* parse spectral coefficients : just RLE encoding */
876     for(ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
877         if (s->channel_coded[ch]) {
878             VLC *coef_vlc;
879             int level, run, sign, tindex;
880             int16_t *ptr, *eptr;
881             const int16_t *level_table, *run_table;
882
883             /* special VLC tables are used for ms stereo because
884                there is potentially less energy there */
885             tindex = (ch == 1 && s->ms_stereo);
886             coef_vlc = &s->coef_vlc[tindex];
887             run_table = s->run_table[tindex];
888             level_table = s->level_table[tindex];
889             /* XXX: optimize */
890             ptr = &s->coefs1[ch][0];
891             eptr = ptr + nb_coefs[ch];
892             memset(ptr, 0, s->block_len * sizeof(int16_t));
893             for(;;) {
894                 code = get_vlc(&s->gb, coef_vlc);
895                 if (code < 0)
896                     return -1;
897                 if (code == 1) {
898                     /* EOB */
899                     break;
900                 } else if (code == 0) {
901                     /* escape */
902                     level = get_bits(&s->gb, coef_nb_bits);
903                     /* NOTE: this is rather suboptimal. reading
904                        block_len_bits would be better */
905                     run = get_bits(&s->gb, s->frame_len_bits);
906                 } else {
907                     /* normal code */
908                     run = run_table[code];
909                     level = level_table[code];
910                 }
911                 sign = get_bits(&s->gb, 1);
912                 if (!sign)
913                     level = -level;
914                 ptr += run;
915                 if (ptr >= eptr)
916                     return -1;
917                 *ptr++ = level;
918                 /* NOTE: EOB can be omitted */
919                 if (ptr >= eptr)
920                     break;
921             }
922         }
923         if (s->version == 1 && s->nb_channels >= 2) {
924             align_get_bits(&s->gb);
925         }
926     }
927      
928     /* normalize */
929     {
930         int n4 = s->block_len / 2;
931         mdct_norm = 1.0 / (float)n4;
932         if (s->version == 1) {
933             mdct_norm *= sqrt(n4);
934         }
935     }
936
937     /* finally compute the MDCT coefficients */
938     for(ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
939         if (s->channel_coded[ch]) {
940             int16_t *coefs1;
941             float *coefs, *exponents, mult, mult1, noise, *exp_ptr;
942             int i, j, n, n1, last_high_band;
943             float exp_power[HIGH_BAND_MAX_SIZE];
944
945             coefs1 = s->coefs1[ch];
946             exponents = s->exponents[ch];
947             mult = pow(10, total_gain * 0.05) / s->max_exponent[ch];
948             mult *= mdct_norm;
949             coefs = s->coefs[ch];
950             if (s->use_noise_coding) {
951                 mult1 = mult;
952                 /* very low freqs : noise */
953                 for(i = 0;i < s->coefs_start; i++) {
954                     *coefs++ = s->noise_table[s->noise_index] * (*exponents++) * mult1;
955                     s->noise_index = (s->noise_index + 1) & (NOISE_TAB_SIZE - 1);
956                 }
957                 
958                 n1 = s->exponent_high_sizes[bsize];
959
960                 /* compute power of high bands */
961                 exp_ptr = exponents + 
962                     s->high_band_start[bsize] - 
963                     s->coefs_start;
964                 last_high_band = 0; /* avoid warning */
965                 for(j=0;j<n1;j++) {
966                     n = s->exponent_high_bands[s->frame_len_bits - 
967                                               s->block_len_bits][j];
968                     if (s->high_band_coded[ch][j]) {
969                         float e2, v;
970                         e2 = 0;
971                         for(i = 0;i < n; i++) {
972                             v = exp_ptr[i];
973                             e2 += v * v;
974                         }
975                         exp_power[j] = e2 / n;
976                         last_high_band = j;
977                         trace("%d: power=%f (%d)\n", j, exp_power[j], n);
978                     }
979                     exp_ptr += n;
980                 }
981
982                 /* main freqs and high freqs */
983                 for(j=-1;j<n1;j++) {
984                     if (j < 0) {
985                         n = s->high_band_start[bsize] - 
986                             s->coefs_start;
987                     } else {
988                         n = s->exponent_high_bands[s->frame_len_bits - 
989                                                   s->block_len_bits][j];
990                     }
991                     if (j >= 0 && s->high_band_coded[ch][j]) {
992                         /* use noise with specified power */
993                         mult1 = sqrt(exp_power[j] / exp_power[last_high_band]);
994                         /* XXX: use a table */
995                         mult1 = mult1 * pow(10, s->high_band_values[ch][j] * 0.05);
996                         mult1 = mult1 / (s->max_exponent[ch] * s->noise_mult);
997                         mult1 *= mdct_norm;
998                         for(i = 0;i < n; i++) {
999                             noise = s->noise_table[s->noise_index];
1000                             s->noise_index = (s->noise_index + 1) & (NOISE_TAB_SIZE - 1);
1001                             *coefs++ = (*exponents++) * noise * mult1;
1002                         }
1003                     } else {
1004                         /* coded values + small noise */
1005                         for(i = 0;i < n; i++) {
1006                             noise = s->noise_table[s->noise_index];
1007                             s->noise_index = (s->noise_index + 1) & (NOISE_TAB_SIZE - 1);
1008                             *coefs++ = ((*coefs1++) + noise) * (*exponents++) * mult;
1009                         }
1010                     }
1011                 }
1012
1013                 /* very high freqs : noise */
1014                 n = s->block_len - s->coefs_end[bsize];
1015                 mult1 = mult * exponents[-1];
1016                 for(i = 0; i < n; i++) {
1017                     *coefs++ = s->noise_table[s->noise_index] * mult1;
1018                     s->noise_index = (s->noise_index + 1) & (NOISE_TAB_SIZE - 1);
1019                 }
1020             } else {
1021                 /* XXX: optimize more */
1022                 for(i = 0;i < s->coefs_start; i++)
1023                     *coefs++ = 0.0;
1024                 n = nb_coefs[ch];
1025                 for(i = 0;i < n; i++) {
1026                     *coefs++ = coefs1[i] * exponents[i] * mult;
1027                 }
1028                 n = s->block_len - s->coefs_end[bsize];
1029                 for(i = 0;i < n; i++)
1030                     *coefs++ = 0.0;
1031             }
1032         }
1033     }
1034
1035 #ifdef DEBUG_TRACE
1036     for(ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
1037         if (s->channel_coded[ch]) {
1038             dump_floats("exponents", 3, s->exponents[ch], s->block_len);
1039             dump_floats("coefs", 1, s->coefs[ch], s->block_len);
1040         }
1041     }
1042 #endif
1043     
1044     if (s->ms_stereo && s->channel_coded[1]) {
1045         float a, b;
1046         int i;
1047
1048         /* nominal case for ms stereo: we do it before mdct */
1049         /* no need to optimize this case because it should almost
1050            never happen */
1051         if (!s->channel_coded[0]) {
1052 #ifdef DEBUG_TRACE
1053             trace("rare ms-stereo case happened\n");
1054 #endif
1055             memset(s->coefs[0], 0, sizeof(float) * s->block_len);
1056             s->channel_coded[0] = 1;
1057         }
1058         
1059         for(i = 0; i < s->block_len; i++) {
1060             a = s->coefs[0][i];
1061             b = s->coefs[1][i];
1062             s->coefs[0][i] = a + b;
1063             s->coefs[1][i] = a - b;
1064         }
1065     }
1066
1067     /* build the window : we ensure that when the windows overlap
1068        their squared sum is always 1 (MDCT reconstruction rule) */
1069     /* XXX: merge with output */
1070     {
1071         int i, next_block_len, block_len, prev_block_len, n;
1072         float *wptr;
1073
1074         block_len = s->block_len;
1075         prev_block_len = 1 << s->prev_block_len_bits;
1076         next_block_len = 1 << s->next_block_len_bits;
1077
1078         /* right part */
1079         wptr = window + block_len;
1080         if (block_len <= next_block_len) {
1081             for(i=0;i<block_len;i++)
1082                 *wptr++ = s->windows[bsize][i];
1083         } else {
1084             /* overlap */
1085             n = (block_len / 2) - (next_block_len / 2);
1086             for(i=0;i<n;i++)
1087                 *wptr++ = 1.0;
1088             for(i=0;i<next_block_len;i++)
1089                 *wptr++ = s->windows[s->frame_len_bits - s->next_block_len_bits][i];
1090             for(i=0;i<n;i++)
1091                 *wptr++ = 0.0;
1092         }
1093
1094         /* left part */
1095         wptr = window + block_len;
1096         if (block_len <= prev_block_len) {
1097             for(i=0;i<block_len;i++)
1098                 *--wptr = s->windows[bsize][i];
1099         } else {
1100             /* overlap */
1101             n = (block_len / 2) - (prev_block_len / 2);
1102             for(i=0;i<n;i++)
1103                 *--wptr = 1.0;
1104             for(i=0;i<prev_block_len;i++)
1105                 *--wptr = s->windows[s->frame_len_bits - s->prev_block_len_bits][i];
1106             for(i=0;i<n;i++)
1107                 *--wptr = 0.0;
1108         }
1109     }
1110
1111     
1112     for(ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
1113         if (s->channel_coded[ch]) {
1114             FFTSample output[BLOCK_MAX_SIZE * 2];
1115             float *ptr;
1116             int i, n4, index, n;
1117
1118             n = s->block_len;
1119             n4 = s->block_len / 2;
1120             ff_imdct_calc(&s->mdct_ctx[bsize], 
1121                           output, s->coefs[ch], s->mdct_tmp);
1122
1123             /* XXX: optimize all that by build the window and
1124                multipying/adding at the same time */
1125             /* multiply by the window */
1126             for(i=0;i<n * 2;i++) {
1127                 output[i] *= window[i];
1128             }
1129
1130             /* add in the frame */
1131             index = (s->frame_len / 2) + s->block_pos - n4;
1132             ptr = &s->frame_out[ch][index];
1133             for(i=0;i<n * 2;i++) {
1134                 *ptr += output[i];
1135                 ptr++;
1136             }
1137
1138             /* specific fast case for ms-stereo : add to second
1139                channel if it is not coded */
1140             if (s->ms_stereo && !s->channel_coded[1]) {
1141                 ptr = &s->frame_out[1][index];
1142                 for(i=0;i<n * 2;i++) {
1143                     *ptr += output[i];
1144                     ptr++;
1145                 }
1146             }
1147         }
1148     }
1149  next:
1150     /* update block number */
1151     s->block_num++;
1152     s->block_pos += s->block_len;
1153     if (s->block_pos >= s->frame_len)
1154         return 1;
1155     else
1156         return 0;
1157 }
1158
1159 /* decode a frame of frame_len samples */
1160 static int wma_decode_frame(WMADecodeContext *s, int16_t *samples)
1161 {
1162     int ret, i, n, a, ch, incr;
1163     int16_t *ptr;
1164     float *iptr;
1165
1166     trace("***decode_frame: %d size=%d\n", frame_count++, s->frame_len);
1167
1168     /* read each block */
1169     s->block_num = 0;
1170     s->block_pos = 0;
1171     for(;;) {
1172         ret = wma_decode_block(s);
1173         if (ret < 0) 
1174             return -1;
1175         if (ret)
1176             break;
1177     }
1178
1179     /* convert frame to integer */
1180     n = s->frame_len;
1181     incr = s->nb_channels;
1182     for(ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
1183         ptr = samples + ch;
1184         iptr = s->frame_out[ch];
1185
1186         for(i=0;i<n;i++) {
1187             a = lrintf(*iptr++);
1188             if (a > 32767)
1189                 a = 32767;
1190             else if (a < -32768)
1191                 a = -32768;
1192             *ptr = a;
1193             ptr += incr;
1194         }
1195         /* prepare for next block */
1196         memmove(&s->frame_out[ch][0], &s->frame_out[ch][s->frame_len],
1197                 s->frame_len * sizeof(float));
1198         /* XXX: suppress this */
1199         memset(&s->frame_out[ch][s->frame_len], 0, 
1200                s->frame_len * sizeof(float));
1201     }
1202
1203 #ifdef DEBUG_TRACE
1204     dump_shorts("samples", samples, n * s->nb_channels);
1205 #endif
1206     return 0;
1207 }
1208
1209 static int wma_decode_superframe(AVCodecContext *avctx, 
1210                                  void *data, int *data_size,
1211                                  UINT8 *buf, int buf_size)
1212 {
1213     WMADecodeContext *s = avctx->priv_data;
1214     int nb_frames, bit_offset, i, pos, len;
1215     uint8_t *q;
1216     int16_t *samples;
1217     
1218     trace("***decode_superframe:\n");
1219
1220     samples = data;
1221
1222     init_get_bits(&s->gb, buf, buf_size);
1223     
1224     if (s->use_bit_reservoir) {
1225         /* read super frame header */
1226         get_bits(&s->gb, 4); /* super frame index */
1227         nb_frames = get_bits(&s->gb, 4) - 1;
1228
1229         bit_offset = get_bits(&s->gb, s->byte_offset_bits + 3);
1230
1231         if (s->last_superframe_len > 0) {
1232             //        printf("skip=%d\n", s->last_bitoffset);
1233             /* add bit_offset bits to last frame */
1234             if ((s->last_superframe_len + ((bit_offset + 7) >> 3)) > 
1235                 MAX_CODED_SUPERFRAME_SIZE)
1236                 return -1;
1237             q = s->last_superframe + s->last_superframe_len;
1238             len = bit_offset;
1239             while (len > 0) {
1240                 *q++ = (get_bits)(&s->gb, 8);
1241                 len -= 8;
1242             }
1243             if (len > 0) {
1244                 *q++ = (get_bits)(&s->gb, len) << (8 - len);
1245             }
1246             
1247             /* XXX: bit_offset bits into last frame */
1248             init_get_bits(&s->gb, s->last_superframe, MAX_CODED_SUPERFRAME_SIZE);
1249             /* skip unused bits */
1250             if (s->last_bitoffset > 0)
1251                 skip_bits(&s->gb, s->last_bitoffset);
1252             /* this frame is stored in the last superframe and in the
1253                current one */
1254             if (wma_decode_frame(s, samples) < 0)
1255                 return -1;
1256             samples += s->nb_channels * s->frame_len;
1257         }
1258
1259         /* read each frame starting from bit_offset */
1260         pos = bit_offset + 4 + 4 + s->byte_offset_bits + 3;
1261         init_get_bits(&s->gb, buf + (pos >> 3), MAX_CODED_SUPERFRAME_SIZE - (pos >> 3));
1262         len = pos & 7;
1263         if (len > 0)
1264             skip_bits(&s->gb, len);
1265     
1266         s->reset_block_lengths = 1;
1267         for(i=0;i<nb_frames;i++) {
1268             if (wma_decode_frame(s, samples) < 0)
1269                 return -1;
1270             samples += s->nb_channels * s->frame_len;
1271         }
1272
1273         /* we copy the end of the frame in the last frame buffer */
1274         pos = get_bits_count(&s->gb) + ((bit_offset + 4 + 4 + s->byte_offset_bits + 3) & ~7);
1275         s->last_bitoffset = pos & 7;
1276         pos >>= 3;
1277         len = buf_size - pos;
1278         if (len > MAX_CODED_SUPERFRAME_SIZE) {
1279             return -1;
1280         }
1281         s->last_superframe_len = len;
1282         memcpy(s->last_superframe, buf + pos, len);
1283     } else {
1284         /* single frame decode */
1285         if (wma_decode_frame(s, samples) < 0)
1286             return -1;
1287         samples += s->nb_channels * s->frame_len;
1288     }
1289     *data_size = (int8_t *)samples - (int8_t *)data;
1290     return s->block_align;
1291 }
1292
1293 static int wma_decode_end(AVCodecContext *avctx)
1294 {
1295     WMADecodeContext *s = avctx->priv_data;
1296     int i;
1297
1298     for(i = 0; i < s->nb_block_sizes; i++)
1299         ff_mdct_end(&s->mdct_ctx[i]);
1300     for(i = 0; i < s->nb_block_sizes; i++)
1301         av_free(s->windows[i]);
1302
1303     if (s->use_exp_vlc) {
1304         free_vlc(&s->exp_vlc);
1305     }
1306     if (s->use_noise_coding) {
1307         free_vlc(&s->hgain_vlc);
1308     }
1309     for(i = 0;i < 2; i++) {
1310         free_vlc(&s->coef_vlc[i]);
1311         av_free(s->run_table[i]);
1312         av_free(s->level_table[i]);
1313     }
1314     
1315     return 0;
1316 }
1317
1318 AVCodec wmav1_decoder =
1319 {
1320     "wmav1",
1321     CODEC_TYPE_AUDIO,
1322     CODEC_ID_WMAV1,
1323     sizeof(WMADecodeContext),
1324     wma_decode_init,
1325     NULL,
1326     wma_decode_end,
1327     wma_decode_superframe,
1328 };
1329
1330 AVCodec wmav2_decoder =
1331 {
1332     "wmav2",
1333     CODEC_TYPE_AUDIO,
1334     CODEC_ID_WMAV2,
1335     sizeof(WMADecodeContext),
1336     wma_decode_init,
1337     NULL,
1338     wma_decode_end,
1339     wma_decode_superframe,
1340 };