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

   1 /*
   2  * Wmapro compatible decoder
   3  * Copyright (c) 2007 Baptiste Coudurier, Benjamin Larsson, Ulion
   4  * Copyright (c) 2008 - 2011 Sascha Sommer, Benjamin Larsson
   5  *
   6  * This file is part of Libav.
   7  *
   8  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 /**
  24  * @file
  25  * @brief wmapro decoder implementation
  26  * Wmapro is an MDCT based codec comparable to wma standard or AAC.
  27  * The decoding therefore consists of the following steps:
  28  * - bitstream decoding
  29  * - reconstruction of per-channel data
  30  * - rescaling and inverse quantization
  31  * - IMDCT
  32  * - windowing and overlapp-add
  33  *
  34  * The compressed wmapro bitstream is split into individual packets.
  35  * Every such packet contains one or more wma frames.
  36  * The compressed frames may have a variable length and frames may
  37  * cross packet boundaries.
  38  * Common to all wmapro frames is the number of samples that are stored in
  39  * a frame.
  40  * The number of samples and a few other decode flags are stored
  41  * as extradata that has to be passed to the decoder.
  42  *
  43  * The wmapro frames themselves are again split into a variable number of
  44  * subframes. Every subframe contains the data for 2^N time domain samples
  45  * where N varies between 7 and 12.
  46  *
  47  * Example wmapro bitstream (in samples):
  48  *
  49  * ||   packet 0           || packet 1 || packet 2      packets
  50  * ---------------------------------------------------
  51  * || frame 0      || frame 1       || frame 2    ||    frames
  52  * ---------------------------------------------------
  53  * ||   |      |   ||   |   |   |   ||            ||    subframes of channel 0
  54  * ---------------------------------------------------
  55  * ||      |   |   ||   |   |   |   ||            ||    subframes of channel 1
  56  * ---------------------------------------------------
  57  *
  58  * The frame layouts for the individual channels of a wma frame does not need
  59  * to be the same.
  60  *
  61  * However, if the offsets and lengths of several subframes of a frame are the
  62  * same, the subframes of the channels can be grouped.
  63  * Every group may then use special coding techniques like M/S stereo coding
  64  * to improve the compression ratio. These channel transformations do not
  65  * need to be applied to a whole subframe. Instead, they can also work on
  66  * individual scale factor bands (see below).
  67  * The coefficients that carry the audio signal in the frequency domain
  68  * are transmitted as huffman-coded vectors with 4, 2 and 1 elements.
  69  * In addition to that, the encoder can switch to a runlevel coding scheme
  70  * by transmitting subframe_length / 128 zero coefficients.
  71  *
  72  * Before the audio signal can be converted to the time domain, the
  73  * coefficients have to be rescaled and inverse quantized.
  74  * A subframe is therefore split into several scale factor bands that get
  75  * scaled individually.
  76  * Scale factors are submitted for every frame but they might be shared
  77  * between the subframes of a channel. Scale factors are initially DPCM-coded.
  78  * Once scale factors are shared, the differences are transmitted as runlevel
  79  * codes.
  80  * Every subframe length and offset combination in the frame layout shares a
  81  * common quantization factor that can be adjusted for every channel by a
  82  * modifier.
  83  * After the inverse quantization, the coefficients get processed by an IMDCT.
  84  * The resulting values are then windowed with a sine window and the first half
  85  * of the values are added to the second half of the output from the previous
  86  * subframe in order to reconstruct the output samples.
  87  */
  88
  89 #include "libavutil/intfloat.h"
  90 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  91 #include "avcodec.h"
  92 #include "internal.h"
  93 #include "get_bits.h"
  94 #include "put_bits.h"
  95 #include "wmaprodata.h"
  96 #include "dsputil.h"
  97 #include "fmtconvert.h"
  98 #include "sinewin.h"
  99 #include "wma.h"
 100 #include "wma_common.h"
 101
 102 /** current decoder limitations */
 103 #define WMAPRO_MAX_CHANNELS    8                             ///< max number of handled channels
 104 #define MAX_SUBFRAMES  32                                    ///< max number of subframes per channel
 105 #define MAX_BANDS      29                                    ///< max number of scale factor bands
 106 #define MAX_FRAMESIZE  32768                                 ///< maximum compressed frame size
 107
 108 #define WMAPRO_BLOCK_MIN_BITS  6                                           ///< log2 of min block size
 109 #define WMAPRO_BLOCK_MAX_BITS 13                                           ///< log2 of max block size
 110 #define WMAPRO_BLOCK_MAX_SIZE (1 << WMAPRO_BLOCK_MAX_BITS)                 ///< maximum block size
 111 #define WMAPRO_BLOCK_SIZES    (WMAPRO_BLOCK_MAX_BITS - WMAPRO_BLOCK_MIN_BITS + 1) ///< possible block sizes
 112
 113
 114 #define VLCBITS            9
 115 #define SCALEVLCBITS       8
 116 #define VEC4MAXDEPTH    ((HUFF_VEC4_MAXBITS+VLCBITS-1)/VLCBITS)
 117 #define VEC2MAXDEPTH    ((HUFF_VEC2_MAXBITS+VLCBITS-1)/VLCBITS)
 118 #define VEC1MAXDEPTH    ((HUFF_VEC1_MAXBITS+VLCBITS-1)/VLCBITS)
 119 #define SCALEMAXDEPTH   ((HUFF_SCALE_MAXBITS+SCALEVLCBITS-1)/SCALEVLCBITS)
 120 #define SCALERLMAXDEPTH ((HUFF_SCALE_RL_MAXBITS+VLCBITS-1)/VLCBITS)
 121
 122 static VLC              sf_vlc;           ///< scale factor DPCM vlc
 123 static VLC              sf_rl_vlc;        ///< scale factor run length vlc
 124 static VLC              vec4_vlc;         ///< 4 coefficients per symbol
 125 static VLC              vec2_vlc;         ///< 2 coefficients per symbol
 126 static VLC              vec1_vlc;         ///< 1 coefficient per symbol
 127 static VLC              coef_vlc[2];      ///< coefficient run length vlc codes
 128 static float            sin64[33];        ///< sinus table for decorrelation
 129
 130 /**
 131  * @brief frame specific decoder context for a single channel
 132  */
 133 typedef struct {
 134     int16_t  prev_block_len;                          ///< length of the previous block
 135     uint8_t  transmit_coefs;
 136     uint8_t  num_subframes;
 137     uint16_t subframe_len[MAX_SUBFRAMES];             ///< subframe length in samples
 138     uint16_t subframe_offset[MAX_SUBFRAMES];          ///< subframe positions in the current frame
 139     uint8_t  cur_subframe;                            ///< current subframe number
 140     uint16_t decoded_samples;                         ///< number of already processed samples
 141     uint8_t  grouped;                                 ///< channel is part of a group
 142     int      quant_step;                              ///< quantization step for the current subframe
 143     int8_t   reuse_sf;                                ///< share scale factors between subframes
 144     int8_t   scale_factor_step;                       ///< scaling step for the current subframe
 145     int      max_scale_factor;                        ///< maximum scale factor for the current subframe
 146     int      saved_scale_factors[2][MAX_BANDS];       ///< resampled and (previously) transmitted scale factor values
 147     int8_t   scale_factor_idx;                        ///< index for the transmitted scale factor values (used for resampling)
 148     int*     scale_factors;                           ///< pointer to the scale factor values used for decoding
 149     uint8_t  table_idx;                               ///< index in sf_offsets for the scale factor reference block
 150     float*   coeffs;                                  ///< pointer to the subframe decode buffer
 151     uint16_t num_vec_coeffs;                          ///< number of vector coded coefficients
 152     DECLARE_ALIGNED(32, float, out)[WMAPRO_BLOCK_MAX_SIZE + WMAPRO_BLOCK_MAX_SIZE / 2]; ///< output buffer
 153 } WMAProChannelCtx;
 154
 155 /**
 156  * @brief channel group for channel transformations
 157  */
 158 typedef struct {
 159     uint8_t num_channels;                                     ///< number of channels in the group
 160     int8_t  transform;                                        ///< transform on / off
 161     int8_t  transform_band[MAX_BANDS];                        ///< controls if the transform is enabled for a certain band
 162     float   decorrelation_matrix[WMAPRO_MAX_CHANNELS*WMAPRO_MAX_CHANNELS];
 163     float*  channel_data[WMAPRO_MAX_CHANNELS];                ///< transformation coefficients
 164 } WMAProChannelGrp;
 165
 166 /**
 167  * @brief main decoder context
 168  */
 169 typedef struct WMAProDecodeCtx {
 170     /* generic decoder variables */
 171     AVCodecContext*  avctx;                         ///< codec context for av_log
 172     AVFrame          frame;                         ///< AVFrame for decoded output
 173     DSPContext       dsp;                           ///< accelerated DSP functions
 174     FmtConvertContext fmt_conv;
 175     uint8_t          frame_data[MAX_FRAMESIZE +
 176                       FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE];///< compressed frame data
 177     PutBitContext    pb;                            ///< context for filling the frame_data buffer
 178     FFTContext       mdct_ctx[WMAPRO_BLOCK_SIZES];  ///< MDCT context per block size
 179     DECLARE_ALIGNED(32, float, tmp)[WMAPRO_BLOCK_MAX_SIZE]; ///< IMDCT output buffer
 180     float*           windows[WMAPRO_BLOCK_SIZES];   ///< windows for the different block sizes
 181
 182     /* frame size dependent frame information (set during initialization) */
 183     uint32_t         decode_flags;                  ///< used compression features
 184     uint8_t          len_prefix;                    ///< frame is prefixed with its length
 185     uint8_t          dynamic_range_compression;     ///< frame contains DRC data
 186     uint8_t          bits_per_sample;               ///< integer audio sample size for the unscaled IMDCT output (used to scale to [-1.0, 1.0])
 187     uint16_t         samples_per_frame;             ///< number of samples to output
 188     uint16_t         log2_frame_size;
 189     int8_t           num_channels;                  ///< number of channels in the stream (same as AVCodecContext.num_channels)
 190     int8_t           lfe_channel;                   ///< lfe channel index
 191     uint8_t          max_num_subframes;
 192     uint8_t          subframe_len_bits;             ///< number of bits used for the subframe length
 193     uint8_t          max_subframe_len_bit;          ///< flag indicating that the subframe is of maximum size when the first subframe length bit is 1
 194     uint16_t         min_samples_per_subframe;
 195     int8_t           num_sfb[WMAPRO_BLOCK_SIZES];   ///< scale factor bands per block size
 196     int16_t          sfb_offsets[WMAPRO_BLOCK_SIZES][MAX_BANDS];                    ///< scale factor band offsets (multiples of 4)
 197     int8_t           sf_offsets[WMAPRO_BLOCK_SIZES][WMAPRO_BLOCK_SIZES][MAX_BANDS]; ///< scale factor resample matrix
 198     int16_t          subwoofer_cutoffs[WMAPRO_BLOCK_SIZES]; ///< subwoofer cutoff values
 199
 200     /* packet decode state */
 201     GetBitContext    pgb;                           ///< bitstream reader context for the packet
 202     int              next_packet_start;             ///< start offset of the next wma packet in the demuxer packet
 203     uint8_t          packet_offset;                 ///< frame offset in the packet
 204     uint8_t          packet_sequence_number;        ///< current packet number
 205     int              num_saved_bits;                ///< saved number of bits
 206     int              frame_offset;                  ///< frame offset in the bit reservoir
 207     int              subframe_offset;               ///< subframe offset in the bit reservoir
 208     uint8_t          packet_loss;                   ///< set in case of bitstream error
 209     uint8_t          packet_done;                   ///< set when a packet is fully decoded
 210
 211     /* frame decode state */
 212     uint32_t         frame_num;                     ///< current frame number (not used for decoding)
 213     GetBitContext    gb;                            ///< bitstream reader context
 214     int              buf_bit_size;                  ///< buffer size in bits
 215     uint8_t          drc_gain;                      ///< gain for the DRC tool
 216     int8_t           skip_frame;                    ///< skip output step
 217     int8_t           parsed_all_subframes;          ///< all subframes decoded?
 218
 219     /* subframe/block decode state */
 220     int16_t          subframe_len;                  ///< current subframe length
 221     int8_t           channels_for_cur_subframe;     ///< number of channels that contain the subframe
 222     int8_t           channel_indexes_for_cur_subframe[WMAPRO_MAX_CHANNELS];
 223     int8_t           num_bands;                     ///< number of scale factor bands
 224     int8_t           transmit_num_vec_coeffs;       ///< number of vector coded coefficients is part of the bitstream
 225     int16_t*         cur_sfb_offsets;               ///< sfb offsets for the current block
 226     uint8_t          table_idx;                     ///< index for the num_sfb, sfb_offsets, sf_offsets and subwoofer_cutoffs tables
 227     int8_t           esc_len;                       ///< length of escaped coefficients
 228
 229     uint8_t          num_chgroups;                  ///< number of channel groups
 230     WMAProChannelGrp chgroup[WMAPRO_MAX_CHANNELS];  ///< channel group information
 231
 232     WMAProChannelCtx channel[WMAPRO_MAX_CHANNELS];  ///< per channel data
 233 } WMAProDecodeCtx;
 234
 235
 236 /**
 237  *@brief helper function to print the most important members of the context
 238  *@param s context
 239  */
 240 static void av_cold dump_context(WMAProDecodeCtx *s)
 241 {
 242 #define PRINT(a, b)     av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, " %s = %d\n", a, b);
 243 #define PRINT_HEX(a, b) av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, " %s = %x\n", a, b);
 244
 245     PRINT("ed sample bit depth", s->bits_per_sample);
 246     PRINT_HEX("ed decode flags", s->decode_flags);
 247     PRINT("samples per frame",   s->samples_per_frame);
 248     PRINT("log2 frame size",     s->log2_frame_size);
 249     PRINT("max num subframes",   s->max_num_subframes);
 250     PRINT("len prefix",          s->len_prefix);
 251     PRINT("num channels",        s->num_channels);
 252 }
 253
 254 /**
 255  *@brief Uninitialize the decoder and free all resources.
 256  *@param avctx codec context
 257  *@return 0 on success, < 0 otherwise
 258  */
 259 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
 260 {
 261     WMAProDecodeCtx *s = avctx->priv_data;
 262     int i;
 263
 264     for (i = 0; i < WMAPRO_BLOCK_SIZES; i++)
 265         ff_mdct_end(&s->mdct_ctx[i]);
 266
 267     return 0;
 268 }
 269
 270 /**
 271  *@brief Initialize the decoder.
 272  *@param avctx codec context
 273  *@return 0 on success, -1 otherwise
 274  */
 275 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
 276 {
 277     WMAProDecodeCtx *s = avctx->priv_data;
 278     uint8_t *edata_ptr = avctx->extradata;
 279     unsigned int channel_mask;
 280     int i, bits;
 281     int log2_max_num_subframes;
 282     int num_possible_block_sizes;
 283
 284     s->avctx = avctx;
 285     ff_dsputil_init(&s->dsp, avctx);
 286     ff_fmt_convert_init(&s->fmt_conv, avctx);
 287     init_put_bits(&s->pb, s->frame_data, MAX_FRAMESIZE);
 288
 289     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLT;
 290
 291     if (avctx->extradata_size >= 18) {
 292         s->decode_flags    = AV_RL16(edata_ptr+14);
 293         channel_mask       = AV_RL32(edata_ptr+2);
 294         s->bits_per_sample = AV_RL16(edata_ptr);
 295         /** dump the extradata */
 296         for (i = 0; i < avctx->extradata_size; i++)
 297             av_dlog(avctx, "[%x] ", avctx->extradata[i]);
 298         av_dlog(avctx, "\n");
 299
 300     } else {
 301         av_log_ask_for_sample(avctx, "Unknown extradata size\n");
 302         return AVERROR_INVALIDDATA;
 303     }
 304
 305     /** generic init */
 306     s->log2_frame_size = av_log2(avctx->block_align) + 4;
 307
 308     /** frame info */
 309     s->skip_frame  = 1; /* skip first frame */
 310     s->packet_loss = 1;
 311     s->len_prefix  = (s->decode_flags & 0x40);
 312
 313     /** get frame len */
 314     bits = ff_wma_get_frame_len_bits(avctx->sample_rate, 3, s->decode_flags);
 315     if (bits > WMAPRO_BLOCK_MAX_BITS) {
 316         av_log_missing_feature(avctx, "14-bits block sizes", 1);
 317         return AVERROR_INVALIDDATA;
 318     }
 319     s->samples_per_frame = 1 << bits;
 320
 321     /** subframe info */
 322     log2_max_num_subframes       = ((s->decode_flags & 0x38) >> 3);
 323     s->max_num_subframes         = 1 << log2_max_num_subframes;
 324     if (s->max_num_subframes == 16 || s->max_num_subframes == 4)
 325         s->max_subframe_len_bit = 1;
 326     s->subframe_len_bits = av_log2(log2_max_num_subframes) + 1;
 327
 328     num_possible_block_sizes     = log2_max_num_subframes + 1;
 329     s->min_samples_per_subframe  = s->samples_per_frame / s->max_num_subframes;
 330     s->dynamic_range_compression = (s->decode_flags & 0x80);
 331
 332     if (s->max_num_subframes > MAX_SUBFRAMES) {
 333         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid number of subframes %i\n",
 334                s->max_num_subframes);
 335         return AVERROR_INVALIDDATA;
 336     }
 337
 338     s->num_channels = avctx->channels;
 339
 340     if (s->num_channels < 0) {
 341         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid number of channels %d\n", s->num_channels);
 342         return AVERROR_INVALIDDATA;
 343     } else if (s->num_channels > WMAPRO_MAX_CHANNELS) {
 344         av_log_ask_for_sample(avctx, "unsupported number of channels\n");
 345         return AVERROR_PATCHWELCOME;
 346     }
 347
 348     /** init previous block len */
 349     for (i = 0; i < s->num_channels; i++)
 350         s->channel[i].prev_block_len = s->samples_per_frame;
 351
 352     /** extract lfe channel position */
 353     s->lfe_channel = -1;
 354
 355     if (channel_mask & 8) {
 356         unsigned int mask;
 357         for (mask = 1; mask < 16; mask <<= 1) {
 358             if (channel_mask & mask)
 359                 ++s->lfe_channel;
 360         }
 361     }
 362
 363     INIT_VLC_STATIC(&sf_vlc, SCALEVLCBITS, HUFF_SCALE_SIZE,
 364                     scale_huffbits, 1, 1,
 365                     scale_huffcodes, 2, 2, 616);
 366
 367     INIT_VLC_STATIC(&sf_rl_vlc, VLCBITS, HUFF_SCALE_RL_SIZE,
 368                     scale_rl_huffbits, 1, 1,
 369                     scale_rl_huffcodes, 4, 4, 1406);
 370
 371     INIT_VLC_STATIC(&coef_vlc[0], VLCBITS, HUFF_COEF0_SIZE,
 372                     coef0_huffbits, 1, 1,
 373                     coef0_huffcodes, 4, 4, 2108);
 374
 375     INIT_VLC_STATIC(&coef_vlc[1], VLCBITS, HUFF_COEF1_SIZE,
 376                     coef1_huffbits, 1, 1,
 377                     coef1_huffcodes, 4, 4, 3912);
 378
 379     INIT_VLC_STATIC(&vec4_vlc, VLCBITS, HUFF_VEC4_SIZE,
 380                     vec4_huffbits, 1, 1,
 381                     vec4_huffcodes, 2, 2, 604);
 382
 383     INIT_VLC_STATIC(&vec2_vlc, VLCBITS, HUFF_VEC2_SIZE,
 384                     vec2_huffbits, 1, 1,
 385                     vec2_huffcodes, 2, 2, 562);
 386
 387     INIT_VLC_STATIC(&vec1_vlc, VLCBITS, HUFF_VEC1_SIZE,
 388                     vec1_huffbits, 1, 1,
 389                     vec1_huffcodes, 2, 2, 562);
 390
 391     /** calculate number of scale factor bands and their offsets
 392         for every possible block size */
 393     for (i = 0; i < num_possible_block_sizes; i++) {
 394         int subframe_len = s->samples_per_frame >> i;
 395         int x;
 396         int band = 1;
 397
 398         s->sfb_offsets[i][0] = 0;
 399
 400         for (x = 0; x < MAX_BANDS-1 && s->sfb_offsets[i][band - 1] < subframe_len; x++) {
 401             int offset = (subframe_len * 2 * critical_freq[x])
 402                           / s->avctx->sample_rate + 2;
 403             offset &= ~3;
 404             if (offset > s->sfb_offsets[i][band - 1])
 405                 s->sfb_offsets[i][band++] = offset;
 406         }
 407         s->sfb_offsets[i][band - 1] = subframe_len;
 408         s->num_sfb[i]               = band - 1;
 409     }
 410
 411
 412     /** Scale factors can be shared between blocks of different size
 413         as every block has a different scale factor band layout.
 414         The matrix sf_offsets is needed to find the correct scale factor.
 415      */
 416
 417     for (i = 0; i < num_possible_block_sizes; i++) {
 418         int b;
 419         for (b = 0; b < s->num_sfb[i]; b++) {
 420             int x;
 421             int offset = ((s->sfb_offsets[i][b]
 422                            + s->sfb_offsets[i][b + 1] - 1) << i) >> 1;
 423             for (x = 0; x < num_possible_block_sizes; x++) {
 424                 int v = 0;
 425                 while (s->sfb_offsets[x][v + 1] << x < offset)
 426                     ++v;
 427                 s->sf_offsets[i][x][b] = v;
 428             }
 429         }
 430     }
 431
 432     /** init MDCT, FIXME: only init needed sizes */
 433     for (i = 0; i < WMAPRO_BLOCK_SIZES; i++)
 434         ff_mdct_init(&s->mdct_ctx[i], WMAPRO_BLOCK_MIN_BITS+1+i, 1,
 435                      1.0 / (1 << (WMAPRO_BLOCK_MIN_BITS + i - 1))
 436                      / (1 << (s->bits_per_sample - 1)));
 437
 438     /** init MDCT windows: simple sinus window */
 439     for (i = 0; i < WMAPRO_BLOCK_SIZES; i++) {
 440         const int win_idx = WMAPRO_BLOCK_MAX_BITS - i;
 441         ff_init_ff_sine_windows(win_idx);
 442         s->windows[WMAPRO_BLOCK_SIZES - i - 1] = ff_sine_windows[win_idx];
 443     }
 444
 445     /** calculate subwoofer cutoff values */
 446     for (i = 0; i < num_possible_block_sizes; i++) {
 447         int block_size = s->samples_per_frame >> i;
 448         int cutoff = (440*block_size + 3 * (s->avctx->sample_rate >> 1) - 1)
 449                      / s->avctx->sample_rate;
 450         s->subwoofer_cutoffs[i] = av_clip(cutoff, 4, block_size);
 451     }
 452
 453     /** calculate sine values for the decorrelation matrix */
 454     for (i = 0; i < 33; i++)
 455         sin64[i] = sin(i*M_PI / 64.0);
 456
 457     if (avctx->debug & FF_DEBUG_BITSTREAM)
 458         dump_context(s);
 459
 460     avctx->channel_layout = channel_mask;
 461
 462     avcodec_get_frame_defaults(&s->frame);
 463     avctx->coded_frame = &s->frame;
 464
 465     return 0;
 466 }
 467
 468 /**
 469  *@brief Decode the subframe length.
 470  *@param s context
 471  *@param offset sample offset in the frame
 472  *@return decoded subframe length on success, < 0 in case of an error
 473  */
 474 static int decode_subframe_length(WMAProDecodeCtx *s, int offset)
 475 {
 476     int frame_len_shift = 0;
 477     int subframe_len;
 478
 479     /** no need to read from the bitstream when only one length is possible */
 480     if (offset == s->samples_per_frame - s->min_samples_per_subframe)
 481         return s->min_samples_per_subframe;
 482
 483     /** 1 bit indicates if the subframe is of maximum length */
 484     if (s->max_subframe_len_bit) {
 485         if (get_bits1(&s->gb))
 486             frame_len_shift = 1 + get_bits(&s->gb, s->subframe_len_bits-1);
 487     } else
 488         frame_len_shift = get_bits(&s->gb, s->subframe_len_bits);
 489
 490     subframe_len = s->samples_per_frame >> frame_len_shift;
 491
 492     /** sanity check the length */
 493     if (subframe_len < s->min_samples_per_subframe ||
 494         subframe_len > s->samples_per_frame) {
 495         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "broken frame: subframe_len %i\n",
 496                subframe_len);
 497         return AVERROR_INVALIDDATA;
 498     }
 499     return subframe_len;
 500 }
 501
 502 /**
 503  *@brief Decode how the data in the frame is split into subframes.
 504  *       Every WMA frame contains the encoded data for a fixed number of
 505  *       samples per channel. The data for every channel might be split
 506  *       into several subframes. This function will reconstruct the list of
 507  *       subframes for every channel.
 508  *
 509  *       If the subframes are not evenly split, the algorithm estimates the
 510  *       channels with the lowest number of total samples.
 511  *       Afterwards, for each of these channels a bit is read from the
 512  *       bitstream that indicates if the channel contains a subframe with the
 513  *       next subframe size that is going to be read from the bitstream or not.
 514  *       If a channel contains such a subframe, the subframe size gets added to
 515  *       the channel's subframe list.
 516  *       The algorithm repeats these steps until the frame is properly divided
 517  *       between the individual channels.
 518  *
 519  *@param s context
 520  *@return 0 on success, < 0 in case of an error
 521  */
 522 static int decode_tilehdr(WMAProDecodeCtx *s)
 523 {
 524     uint16_t num_samples[WMAPRO_MAX_CHANNELS];        /**< sum of samples for all currently known subframes of a channel */
 525     uint8_t  contains_subframe[WMAPRO_MAX_CHANNELS];  /**< flag indicating if a channel contains the current subframe */
 526     int channels_for_cur_subframe = s->num_channels;  /**< number of channels that contain the current subframe */
 527     int fixed_channel_layout = 0;                     /**< flag indicating that all channels use the same subframe offsets and sizes */
 528     int min_channel_len = 0;                          /**< smallest sum of samples (channels with this length will be processed first) */
 529     int c;
 530
 531     /* Should never consume more than 3073 bits (256 iterations for the
 532      * while loop when always the minimum amount of 128 samples is substracted
 533      * from missing samples in the 8 channel case).
 534      * 1 + BLOCK_MAX_SIZE * MAX_CHANNELS / BLOCK_MIN_SIZE * (MAX_CHANNELS  + 4)
 535      */
 536
 537     /** reset tiling information */
 538     for (c = 0; c < s->num_channels; c++)
 539         s->channel[c].num_subframes = 0;
 540
 541     memset(num_samples, 0, sizeof(num_samples));
 542
 543     if (s->max_num_subframes == 1 || get_bits1(&s->gb))
 544         fixed_channel_layout = 1;
 545
 546     /** loop until the frame data is split between the subframes */
 547     do {
 548         int subframe_len;
 549
 550         /** check which channels contain the subframe */
 551         for (c = 0; c < s->num_channels; c++) {
 552             if (num_samples[c] == min_channel_len) {
 553                 if (fixed_channel_layout || channels_for_cur_subframe == 1 ||
 554                    (min_channel_len == s->samples_per_frame - s->min_samples_per_subframe))
 555                     contains_subframe[c] = 1;
 556                 else
 557                     contains_subframe[c] = get_bits1(&s->gb);
 558             } else
 559                 contains_subframe[c] = 0;
 560         }
 561
 562         /** get subframe length, subframe_len == 0 is not allowed */
 563         if ((subframe_len = decode_subframe_length(s, min_channel_len)) <= 0)
 564             return AVERROR_INVALIDDATA;
 565
 566         /** add subframes to the individual channels and find new min_channel_len */
 567         min_channel_len += subframe_len;
 568         for (c = 0; c < s->num_channels; c++) {
 569             WMAProChannelCtx* chan = &s->channel[c];
 570
 571             if (contains_subframe[c]) {
 572                 if (chan->num_subframes >= MAX_SUBFRAMES) {
 573                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
 574                            "broken frame: num subframes > 31\n");
 575                     return AVERROR_INVALIDDATA;
 576                 }
 577                 chan->subframe_len[chan->num_subframes] = subframe_len;
 578                 num_samples[c] += subframe_len;
 579                 ++chan->num_subframes;
 580                 if (num_samples[c] > s->samples_per_frame) {
 581                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "broken frame: "
 582                            "channel len > samples_per_frame\n");
 583                     return AVERROR_INVALIDDATA;
 584                 }
 585             } else if (num_samples[c] <= min_channel_len) {
 586                 if (num_samples[c] < min_channel_len) {
 587                     channels_for_cur_subframe = 0;
 588                     min_channel_len = num_samples[c];
 589                 }
 590                 ++channels_for_cur_subframe;
 591             }
 592         }
 593     } while (min_channel_len < s->samples_per_frame);
 594
 595     for (c = 0; c < s->num_channels; c++) {
 596         int i;
 597         int offset = 0;
 598         for (i = 0; i < s->channel[c].num_subframes; i++) {
 599             av_dlog(s->avctx, "frame[%i] channel[%i] subframe[%i]"
 600                     " len %i\n", s->frame_num, c, i,
 601                     s->channel[c].subframe_len[i]);
 602             s->channel[c].subframe_offset[i] = offset;
 603             offset += s->channel[c].subframe_len[i];
 604         }
 605     }
 606
 607     return 0;
 608 }
 609
 610 /**
 611  *@brief Calculate a decorrelation matrix from the bitstream parameters.
 612  *@param s codec context
 613  *@param chgroup channel group for which the matrix needs to be calculated
 614  */
 615 static void decode_decorrelation_matrix(WMAProDecodeCtx *s,
 616                                         WMAProChannelGrp *chgroup)
 617 {
 618     int i;
 619     int offset = 0;
 620     int8_t rotation_offset[WMAPRO_MAX_CHANNELS * WMAPRO_MAX_CHANNELS];
 621     memset(chgroup->decorrelation_matrix, 0, s->num_channels *
 622            s->num_channels * sizeof(*chgroup->decorrelation_matrix));
 623
 624     for (i = 0; i < chgroup->num_channels * (chgroup->num_channels - 1) >> 1; i++)
 625         rotation_offset[i] = get_bits(&s->gb, 6);
 626
 627     for (i = 0; i < chgroup->num_channels; i++)
 628         chgroup->decorrelation_matrix[chgroup->num_channels * i + i] =
 629             get_bits1(&s->gb) ? 1.0 : -1.0;
 630
 631     for (i = 1; i < chgroup->num_channels; i++) {
 632         int x;
 633         for (x = 0; x < i; x++) {
 634             int y;
 635             for (y = 0; y < i + 1; y++) {
 636                 float v1 = chgroup->decorrelation_matrix[x * chgroup->num_channels + y];
 637                 float v2 = chgroup->decorrelation_matrix[i * chgroup->num_channels + y];
 638                 int n = rotation_offset[offset + x];
 639                 float sinv;
 640                 float cosv;
 641
 642                 if (n < 32) {
 643                     sinv = sin64[n];
 644                     cosv = sin64[32 - n];
 645                 } else {
 646                     sinv =  sin64[64 -  n];
 647                     cosv = -sin64[n  - 32];
 648                 }
 649
 650                 chgroup->decorrelation_matrix[y + x * chgroup->num_channels] =
 651                                                (v1 * sinv) - (v2 * cosv);
 652                 chgroup->decorrelation_matrix[y + i * chgroup->num_channels] =
 653                                                (v1 * cosv) + (v2 * sinv);
 654             }
 655         }
 656         offset += i;
 657     }
 658 }
 659
 660 /**
 661  *@brief Decode channel transformation parameters
 662  *@param s codec context
 663  *@return 0 in case of success, < 0 in case of bitstream errors
 664  */
 665 static int decode_channel_transform(WMAProDecodeCtx* s)
 666 {
 667     int i;
 668     /* should never consume more than 1921 bits for the 8 channel case
 669      * 1 + MAX_CHANNELS * (MAX_CHANNELS + 2 + 3 * MAX_CHANNELS * MAX_CHANNELS
 670      * + MAX_CHANNELS + MAX_BANDS + 1)
 671      */
 672
 673     /** in the one channel case channel transforms are pointless */
 674     s->num_chgroups = 0;
 675     if (s->num_channels > 1) {
 676         int remaining_channels = s->channels_for_cur_subframe;
 677
 678         if (get_bits1(&s->gb)) {
 679             av_log_ask_for_sample(s->avctx,
 680                                   "unsupported channel transform bit\n");
 681             return AVERROR_INVALIDDATA;
 682         }
 683
 684         for (s->num_chgroups = 0; remaining_channels &&
 685              s->num_chgroups < s->channels_for_cur_subframe; s->num_chgroups++) {
 686             WMAProChannelGrp* chgroup = &s->chgroup[s->num_chgroups];
 687             float** channel_data = chgroup->channel_data;
 688             chgroup->num_channels = 0;
 689             chgroup->transform = 0;
 690
 691             /** decode channel mask */
 692             if (remaining_channels > 2) {
 693                 for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
 694                     int channel_idx = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
 695                     if (!s->channel[channel_idx].grouped
 696                         && get_bits1(&s->gb)) {
 697                         ++chgroup->num_channels;
 698                         s->channel[channel_idx].grouped = 1;
 699                         *channel_data++ = s->channel[channel_idx].coeffs;
 700                     }
 701                 }
 702             } else {
 703                 chgroup->num_channels = remaining_channels;
 704                 for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
 705                     int channel_idx = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
 706                     if (!s->channel[channel_idx].grouped)
 707                         *channel_data++ = s->channel[channel_idx].coeffs;
 708                     s->channel[channel_idx].grouped = 1;
 709                 }
 710             }
 711
 712             /** decode transform type */
 713             if (chgroup->num_channels == 2) {
 714                 if (get_bits1(&s->gb)) {
 715                     if (get_bits1(&s->gb)) {
 716                         av_log_ask_for_sample(s->avctx,
 717                                               "unsupported channel transform type\n");
 718                     }
 719                 } else {
 720                     chgroup->transform = 1;
 721                     if (s->num_channels == 2) {
 722                         chgroup->decorrelation_matrix[0] =  1.0;
 723                         chgroup->decorrelation_matrix[1] = -1.0;
 724                         chgroup->decorrelation_matrix[2] =  1.0;
 725                         chgroup->decorrelation_matrix[3] =  1.0;
 726                     } else {
 727                         /** cos(pi/4) */
 728                         chgroup->decorrelation_matrix[0] =  0.70703125;
 729                         chgroup->decorrelation_matrix[1] = -0.70703125;
 730                         chgroup->decorrelation_matrix[2] =  0.70703125;
 731                         chgroup->decorrelation_matrix[3] =  0.70703125;
 732                     }
 733                 }
 734             } else if (chgroup->num_channels > 2) {
 735                 if (get_bits1(&s->gb)) {
 736                     chgroup->transform = 1;
 737                     if (get_bits1(&s->gb)) {
 738                         decode_decorrelation_matrix(s, chgroup);
 739                     } else {
 740                         /** FIXME: more than 6 coupled channels not supported */
 741                         if (chgroup->num_channels > 6) {
 742                             av_log_ask_for_sample(s->avctx,
 743                                                   "coupled channels > 6\n");
 744                         } else {
 745                             memcpy(chgroup->decorrelation_matrix,
 746                                    default_decorrelation[chgroup->num_channels],
 747                                    chgroup->num_channels * chgroup->num_channels *
 748                                    sizeof(*chgroup->decorrelation_matrix));
 749                         }
 750                     }
 751                 }
 752             }
 753
 754             /** decode transform on / off */
 755             if (chgroup->transform) {
 756                 if (!get_bits1(&s->gb)) {
 757                     int i;
 758                     /** transform can be enabled for individual bands */
 759                     for (i = 0; i < s->num_bands; i++) {
 760                         chgroup->transform_band[i] = get_bits1(&s->gb);
 761                     }
 762                 } else {
 763                     memset(chgroup->transform_band, 1, s->num_bands);
 764                 }
 765             }
 766             remaining_channels -= chgroup->num_channels;
 767         }
 768     }
 769     return 0;
 770 }
 771
 772 /**
 773  *@brief Extract the coefficients from the bitstream.
 774  *@param s codec context
 775  *@param c current channel number
 776  *@return 0 on success, < 0 in case of bitstream errors
 777  */
 778 static int decode_coeffs(WMAProDecodeCtx *s, int c)
 779 {
 780     /* Integers 0..15 as single-precision floats.  The table saves a
 781        costly int to float conversion, and storing the values as
 782        integers allows fast sign-flipping. */
 783     static const uint32_t fval_tab[16] = {
 784         0x00000000, 0x3f800000, 0x40000000, 0x40400000,
 785         0x40800000, 0x40a00000, 0x40c00000, 0x40e00000,
 786         0x41000000, 0x41100000, 0x41200000, 0x41300000,
 787         0x41400000, 0x41500000, 0x41600000, 0x41700000,
 788     };
 789     int vlctable;
 790     VLC* vlc;
 791     WMAProChannelCtx* ci = &s->channel[c];
 792     int rl_mode = 0;
 793     int cur_coeff = 0;
 794     int num_zeros = 0;
 795     const uint16_t* run;
 796     const float* level;
 797
 798     av_dlog(s->avctx, "decode coefficients for channel %i\n", c);
 799
 800     vlctable = get_bits1(&s->gb);
 801     vlc = &coef_vlc[vlctable];
 802
 803     if (vlctable) {
 804         run = coef1_run;
 805         level = coef1_level;
 806     } else {
 807         run = coef0_run;
 808         level = coef0_level;
 809     }
 810
 811     /** decode vector coefficients (consumes up to 167 bits per iteration for
 812       4 vector coded large values) */
 813     while ((s->transmit_num_vec_coeffs || !rl_mode) &&
 814            (cur_coeff + 3 < ci->num_vec_coeffs)) {
 815         uint32_t vals[4];
 816         int i;
 817         unsigned int idx;
 818
 819         idx = get_vlc2(&s->gb, vec4_vlc.table, VLCBITS, VEC4MAXDEPTH);
 820
 821         if (idx == HUFF_VEC4_SIZE - 1) {
 822             for (i = 0; i < 4; i += 2) {
 823                 idx = get_vlc2(&s->gb, vec2_vlc.table, VLCBITS, VEC2MAXDEPTH);
 824                 if (idx == HUFF_VEC2_SIZE - 1) {
 825                     uint32_t v0, v1;
 826                     v0 = get_vlc2(&s->gb, vec1_vlc.table, VLCBITS, VEC1MAXDEPTH);
 827                     if (v0 == HUFF_VEC1_SIZE - 1)
 828                         v0 += ff_wma_get_large_val(&s->gb);
 829                     v1 = get_vlc2(&s->gb, vec1_vlc.table, VLCBITS, VEC1MAXDEPTH);
 830                     if (v1 == HUFF_VEC1_SIZE - 1)
 831                         v1 += ff_wma_get_large_val(&s->gb);
 832                     vals[i  ] = av_float2int(v0);
 833                     vals[i+1] = av_float2int(v1);
 834                 } else {
 835                     vals[i]   = fval_tab[symbol_to_vec2[idx] >> 4 ];
 836                     vals[i+1] = fval_tab[symbol_to_vec2[idx] & 0xF];
 837                 }
 838             }
 839         } else {
 840             vals[0] = fval_tab[ symbol_to_vec4[idx] >> 12      ];
 841             vals[1] = fval_tab[(symbol_to_vec4[idx] >> 8) & 0xF];
 842             vals[2] = fval_tab[(symbol_to_vec4[idx] >> 4) & 0xF];
 843             vals[3] = fval_tab[ symbol_to_vec4[idx]       & 0xF];
 844         }
 845
 846         /** decode sign */
 847         for (i = 0; i < 4; i++) {
 848             if (vals[i]) {
 849                 uint32_t sign = get_bits1(&s->gb) - 1;
 850                 AV_WN32A(&ci->coeffs[cur_coeff], vals[i] ^ sign << 31);
 851                 num_zeros = 0;
 852             } else {
 853                 ci->coeffs[cur_coeff] = 0;
 854                 /** switch to run level mode when subframe_len / 128 zeros
 855                     were found in a row */
 856                 rl_mode |= (++num_zeros > s->subframe_len >> 8);
 857             }
 858             ++cur_coeff;
 859         }
 860     }
 861
 862     /** decode run level coded coefficients */
 863     if (cur_coeff < s->subframe_len) {
 864         memset(&ci->coeffs[cur_coeff], 0,
 865                sizeof(*ci->coeffs) * (s->subframe_len - cur_coeff));
 866         if (ff_wma_run_level_decode(s->avctx, &s->gb, vlc,
 867                                     level, run, 1, ci->coeffs,
 868                                     cur_coeff, s->subframe_len,
 869                                     s->subframe_len, s->esc_len, 0))
 870             return AVERROR_INVALIDDATA;
 871     }
 872
 873     return 0;
 874 }
 875
 876 /**
 877  *@brief Extract scale factors from the bitstream.
 878  *@param s codec context
 879  *@return 0 on success, < 0 in case of bitstream errors
 880  */
 881 static int decode_scale_factors(WMAProDecodeCtx* s)
 882 {
 883     int i;
 884
 885     /** should never consume more than 5344 bits
 886      *  MAX_CHANNELS * (1 +  MAX_BANDS * 23)
 887      */
 888
 889     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
 890         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
 891         int* sf;
 892         int* sf_end;
 893         s->channel[c].scale_factors = s->channel[c].saved_scale_factors[!s->channel[c].scale_factor_idx];
 894         sf_end = s->channel[c].scale_factors + s->num_bands;
 895
 896         /** resample scale factors for the new block size
 897          *  as the scale factors might need to be resampled several times
 898          *  before some  new values are transmitted, a backup of the last
 899          *  transmitted scale factors is kept in saved_scale_factors
 900          */
 901         if (s->channel[c].reuse_sf) {
 902             const int8_t* sf_offsets = s->sf_offsets[s->table_idx][s->channel[c].table_idx];
 903             int b;
 904             for (b = 0; b < s->num_bands; b++)
 905                 s->channel[c].scale_factors[b] =
 906                     s->channel[c].saved_scale_factors[s->channel[c].scale_factor_idx][*sf_offsets++];
 907         }
 908
 909         if (!s->channel[c].cur_subframe || get_bits1(&s->gb)) {
 910
 911             if (!s->channel[c].reuse_sf) {
 912                 int val;
 913                 /** decode DPCM coded scale factors */
 914                 s->channel[c].scale_factor_step = get_bits(&s->gb, 2) + 1;
 915                 val = 45 / s->channel[c].scale_factor_step;
 916                 for (sf = s->channel[c].scale_factors; sf < sf_end; sf++) {
 917                     val += get_vlc2(&s->gb, sf_vlc.table, SCALEVLCBITS, SCALEMAXDEPTH) - 60;
 918                     *sf = val;
 919                 }
 920             } else {
 921                 int i;
 922                 /** run level decode differences to the resampled factors */
 923                 for (i = 0; i < s->num_bands; i++) {
 924                     int idx;
 925                     int skip;
 926                     int val;
 927                     int sign;
 928
 929                     idx = get_vlc2(&s->gb, sf_rl_vlc.table, VLCBITS, SCALERLMAXDEPTH);
 930
 931                     if (!idx) {
 932                         uint32_t code = get_bits(&s->gb, 14);
 933                         val  =  code >> 6;
 934                         sign = (code & 1) - 1;
 935                         skip = (code & 0x3f) >> 1;
 936                     } else if (idx == 1) {
 937                         break;
 938                     } else {
 939                         skip = scale_rl_run[idx];
 940                         val  = scale_rl_level[idx];
 941                         sign = get_bits1(&s->gb)-1;
 942                     }
 943
 944                     i += skip;
 945                     if (i >= s->num_bands) {
 946                         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
 947                                "invalid scale factor coding\n");
 948                         return AVERROR_INVALIDDATA;
 949                     }
 950                     s->channel[c].scale_factors[i] += (val ^ sign) - sign;
 951                 }
 952             }
 953             /** swap buffers */
 954             s->channel[c].scale_factor_idx = !s->channel[c].scale_factor_idx;
 955             s->channel[c].table_idx = s->table_idx;
 956             s->channel[c].reuse_sf  = 1;
 957         }
 958
 959         /** calculate new scale factor maximum */
 960         s->channel[c].max_scale_factor = s->channel[c].scale_factors[0];
 961         for (sf = s->channel[c].scale_factors + 1; sf < sf_end; sf++) {
 962             s->channel[c].max_scale_factor =
 963                 FFMAX(s->channel[c].max_scale_factor, *sf);
 964         }
 965
 966     }
 967     return 0;
 968 }
 969
 970 /**
 971  *@brief Reconstruct the individual channel data.
 972  *@param s codec context
 973  */
 974 static void inverse_channel_transform(WMAProDecodeCtx *s)
 975 {
 976     int i;
 977
 978     for (i = 0; i < s->num_chgroups; i++) {
 979         if (s->chgroup[i].transform) {
 980             float data[WMAPRO_MAX_CHANNELS];
 981             const int num_channels = s->chgroup[i].num_channels;
 982             float** ch_data = s->chgroup[i].channel_data;
 983             float** ch_end = ch_data + num_channels;
 984             const int8_t* tb = s->chgroup[i].transform_band;
 985             int16_t* sfb;
 986
 987             /** multichannel decorrelation */
 988             for (sfb = s->cur_sfb_offsets;
 989                  sfb < s->cur_sfb_offsets + s->num_bands; sfb++) {
 990                 int y;
 991                 if (*tb++ == 1) {
 992                     /** multiply values with the decorrelation_matrix */
 993                     for (y = sfb[0]; y < FFMIN(sfb[1], s->subframe_len); y++) {
 994                         const float* mat = s->chgroup[i].decorrelation_matrix;
 995                         const float* data_end = data + num_channels;
 996                         float* data_ptr = data;
 997                         float** ch;
 998
 999                         for (ch = ch_data; ch < ch_end; ch++)
1000                             *data_ptr++ = (*ch)[y];
1001
1002                         for (ch = ch_data; ch < ch_end; ch++) {
1003                             float sum = 0;
1004                             data_ptr = data;
1005                             while (data_ptr < data_end)
1006                                 sum += *data_ptr++ * *mat++;
1007
1008                             (*ch)[y] = sum;
1009                         }
1010                     }
1011                 } else if (s->num_channels == 2) {
1012                     int len = FFMIN(sfb[1], s->subframe_len) - sfb[0];
1013                     s->dsp.vector_fmul_scalar(ch_data[0] + sfb[0],
1014                                               ch_data[0] + sfb[0],
1015                                               181.0 / 128, len);
1016                     s->dsp.vector_fmul_scalar(ch_data[1] + sfb[0],
1017                                               ch_data[1] + sfb[0],
1018                                               181.0 / 128, len);
1019                 }
1020             }
1021         }
1022     }
1023 }
1024
1025 /**
1026  *@brief Apply sine window and reconstruct the output buffer.
1027  *@param s codec context
1028  */
1029 static void wmapro_window(WMAProDecodeCtx *s)
1030 {
1031     int i;
1032     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1033         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1034         float* window;
1035         int winlen = s->channel[c].prev_block_len;
1036         float* start = s->channel[c].coeffs - (winlen >> 1);
1037
1038         if (s->subframe_len < winlen) {
1039             start += (winlen - s->subframe_len) >> 1;
1040             winlen = s->subframe_len;
1041         }
1042
1043         window = s->windows[av_log2(winlen) - WMAPRO_BLOCK_MIN_BITS];
1044
1045         winlen >>= 1;
1046
1047         s->dsp.vector_fmul_window(start, start, start + winlen,
1048                                   window, winlen);
1049
1050         s->channel[c].prev_block_len = s->subframe_len;
1051     }
1052 }
1053
1054 /**
1055  *@brief Decode a single subframe (block).
1056  *@param s codec context
1057  *@return 0 on success, < 0 when decoding failed
1058  */
1059 static int decode_subframe(WMAProDecodeCtx *s)
1060 {
1061     int offset = s->samples_per_frame;
1062     int subframe_len = s->samples_per_frame;
1063     int i;
1064     int total_samples   = s->samples_per_frame * s->num_channels;
1065     int transmit_coeffs = 0;
1066     int cur_subwoofer_cutoff;
1067
1068     s->subframe_offset = get_bits_count(&s->gb);
1069
1070     /** reset channel context and find the next block offset and size
1071         == the next block of the channel with the smallest number of
1072         decoded samples
1073     */
1074     for (i = 0; i < s->num_channels; i++) {
1075         s->channel[i].grouped = 0;
1076         if (offset > s->channel[i].decoded_samples) {
1077             offset = s->channel[i].decoded_samples;
1078             subframe_len =
1079                 s->channel[i].subframe_len[s->channel[i].cur_subframe];
1080         }
1081     }
1082
1083     av_dlog(s->avctx,
1084             "processing subframe with offset %i len %i\n", offset, subframe_len);
1085
1086     /** get a list of all channels that contain the estimated block */
1087     s->channels_for_cur_subframe = 0;
1088     for (i = 0; i < s->num_channels; i++) {
1089         const int cur_subframe = s->channel[i].cur_subframe;
1090         /** substract already processed samples */
1091         total_samples -= s->channel[i].decoded_samples;
1092
1093         /** and count if there are multiple subframes that match our profile */
1094         if (offset == s->channel[i].decoded_samples &&
1095             subframe_len == s->channel[i].subframe_len[cur_subframe]) {
1096             total_samples -= s->channel[i].subframe_len[cur_subframe];
1097             s->channel[i].decoded_samples +=
1098                 s->channel[i].subframe_len[cur_subframe];
1099             s->channel_indexes_for_cur_subframe[s->channels_for_cur_subframe] = i;
1100             ++s->channels_for_cur_subframe;
1101         }
1102     }
1103
1104     /** check if the frame will be complete after processing the
1105         estimated block */
1106     if (!total_samples)
1107         s->parsed_all_subframes = 1;
1108
1109
1110     av_dlog(s->avctx, "subframe is part of %i channels\n",
1111             s->channels_for_cur_subframe);
1112
1113     /** calculate number of scale factor bands and their offsets */
1114     s->table_idx         = av_log2(s->samples_per_frame/subframe_len);
1115     s->num_bands         = s->num_sfb[s->table_idx];
1116     s->cur_sfb_offsets   = s->sfb_offsets[s->table_idx];
1117     cur_subwoofer_cutoff = s->subwoofer_cutoffs[s->table_idx];
1118
1119     /** configure the decoder for the current subframe */
1120     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1121         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1122
1123         s->channel[c].coeffs = &s->channel[c].out[(s->samples_per_frame >> 1)
1124                                                   + offset];
1125     }
1126
1127     s->subframe_len = subframe_len;
1128     s->esc_len = av_log2(s->subframe_len - 1) + 1;
1129
1130     /** skip extended header if any */
1131     if (get_bits1(&s->gb)) {
1132         int num_fill_bits;
1133         if (!(num_fill_bits = get_bits(&s->gb, 2))) {
1134             int len = get_bits(&s->gb, 4);
1135             num_fill_bits = get_bits(&s->gb, len) + 1;
1136         }
1137
1138         if (num_fill_bits >= 0) {
1139             if (get_bits_count(&s->gb) + num_fill_bits > s->num_saved_bits) {
1140                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid number of fill bits\n");
1141                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1142             }
1143
1144             skip_bits_long(&s->gb, num_fill_bits);
1145         }
1146     }
1147
1148     /** no idea for what the following bit is used */
1149     if (get_bits1(&s->gb)) {
1150         av_log_ask_for_sample(s->avctx, "reserved bit set\n");
1151         return AVERROR_INVALIDDATA;
1152     }
1153
1154
1155     if (decode_channel_transform(s) < 0)
1156         return AVERROR_INVALIDDATA;
1157
1158
1159     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1160         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1161         if ((s->channel[c].transmit_coefs = get_bits1(&s->gb)))
1162             transmit_coeffs = 1;
1163     }
1164
1165     if (transmit_coeffs) {
1166         int step;
1167         int quant_step = 90 * s->bits_per_sample >> 4;
1168
1169         /** decode number of vector coded coefficients */
1170         if ((s->transmit_num_vec_coeffs = get_bits1(&s->gb))) {
1171             int num_bits = av_log2((s->subframe_len + 3)/4) + 1;
1172             for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1173                 int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1174                 s->channel[c].num_vec_coeffs = get_bits(&s->gb, num_bits) << 2;
1175             }
1176         } else {
1177             for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1178                 int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1179                 s->channel[c].num_vec_coeffs = s->subframe_len;
1180             }
1181         }
1182         /** decode quantization step */
1183         step = get_sbits(&s->gb, 6);
1184         quant_step += step;
1185         if (step == -32 || step == 31) {
1186             const int sign = (step == 31) - 1;
1187             int quant = 0;
1188             while (get_bits_count(&s->gb) + 5 < s->num_saved_bits &&
1189                    (step = get_bits(&s->gb, 5)) == 31) {
1190                 quant += 31;
1191             }
1192             quant_step += ((quant + step) ^ sign) - sign;
1193         }
1194         if (quant_step < 0) {
1195             av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, "negative quant step\n");
1196         }
1197
1198         /** decode quantization step modifiers for every channel */
1199
1200         if (s->channels_for_cur_subframe == 1) {
1201             s->channel[s->channel_indexes_for_cur_subframe[0]].quant_step = quant_step;
1202         } else {
1203             int modifier_len = get_bits(&s->gb, 3);
1204             for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1205                 int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1206                 s->channel[c].quant_step = quant_step;
1207                 if (get_bits1(&s->gb)) {
1208                     if (modifier_len) {
1209                         s->channel[c].quant_step += get_bits(&s->gb, modifier_len) + 1;
1210                     } else
1211                         ++s->channel[c].quant_step;
1212                 }
1213             }
1214         }
1215
1216         /** decode scale factors */
1217         if (decode_scale_factors(s) < 0)
1218             return AVERROR_INVALIDDATA;
1219     }
1220
1221     av_dlog(s->avctx, "BITSTREAM: subframe header length was %i\n",
1222             get_bits_count(&s->gb) - s->subframe_offset);
1223
1224     /** parse coefficients */
1225     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1226         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1227         if (s->channel[c].transmit_coefs &&
1228             get_bits_count(&s->gb) < s->num_saved_bits) {
1229             decode_coeffs(s, c);
1230         } else
1231             memset(s->channel[c].coeffs, 0,
1232                    sizeof(*s->channel[c].coeffs) * subframe_len);
1233     }
1234
1235     av_dlog(s->avctx, "BITSTREAM: subframe length was %i\n",
1236             get_bits_count(&s->gb) - s->subframe_offset);
1237
1238     if (transmit_coeffs) {
1239         FFTContext *mdct = &s->mdct_ctx[av_log2(subframe_len) - WMAPRO_BLOCK_MIN_BITS];
1240         /** reconstruct the per channel data */
1241         inverse_channel_transform(s);
1242         for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1243             int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1244             const int* sf = s->channel[c].scale_factors;
1245             int b;
1246
1247             if (c == s->lfe_channel)
1248                 memset(&s->tmp[cur_subwoofer_cutoff], 0, sizeof(*s->tmp) *
1249                        (subframe_len - cur_subwoofer_cutoff));
1250
1251             /** inverse quantization and rescaling */
1252             for (b = 0; b < s->num_bands; b++) {
1253                 const int end = FFMIN(s->cur_sfb_offsets[b+1], s->subframe_len);
1254                 const int exp = s->channel[c].quant_step -
1255                             (s->channel[c].max_scale_factor - *sf++) *
1256                             s->channel[c].scale_factor_step;
1257                 const float quant = pow(10.0, exp / 20.0);
1258                 int start = s->cur_sfb_offsets[b];
1259                 s->dsp.vector_fmul_scalar(s->tmp + start,
1260                                           s->channel[c].coeffs + start,
1261                                           quant, end - start);
1262             }
1263
1264             /** apply imdct (imdct_half == DCTIV with reverse) */
1265             mdct->imdct_half(mdct, s->channel[c].coeffs, s->tmp);
1266         }
1267     }
1268
1269     /** window and overlapp-add */
1270     wmapro_window(s);
1271
1272     /** handled one subframe */
1273     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1274         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1275         if (s->channel[c].cur_subframe >= s->channel[c].num_subframes) {
1276             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "broken subframe\n");
1277             return AVERROR_INVALIDDATA;
1278         }
1279         ++s->channel[c].cur_subframe;
1280     }
1281
1282     return 0;
1283 }
1284
1285 /**
1286  *@brief Decode one WMA frame.
1287  *@param s codec context
1288  *@return 0 if the trailer bit indicates that this is the last frame,
1289  *        1 if there are additional frames
1290  */
1291 static int decode_frame(WMAProDecodeCtx *s, int *got_frame_ptr)
1292 {
1293     AVCodecContext *avctx = s->avctx;
1294     GetBitContext* gb = &s->gb;
1295     int more_frames = 0;
1296     int len = 0;
1297     int i, ret;
1298     const float *out_ptr[WMAPRO_MAX_CHANNELS];
1299     float *samples;
1300
1301     /** get frame length */
1302     if (s->len_prefix)
1303         len = get_bits(gb, s->log2_frame_size);
1304
1305     av_dlog(s->avctx, "decoding frame with length %x\n", len);
1306
1307     /** decode tile information */
1308     if (decode_tilehdr(s)) {
1309         s->packet_loss = 1;
1310         return 0;
1311     }
1312
1313     /** read postproc transform */
1314     if (s->num_channels > 1 && get_bits1(gb)) {
1315         if (get_bits1(gb)) {
1316             for (i = 0; i < s->num_channels * s->num_channels; i++)
1317                 skip_bits(gb, 4);
1318         }
1319     }
1320
1321     /** read drc info */
1322     if (s->dynamic_range_compression) {
1323         s->drc_gain = get_bits(gb, 8);
1324         av_dlog(s->avctx, "drc_gain %i\n", s->drc_gain);
1325     }
1326
1327     /** no idea what these are for, might be the number of samples
1328         that need to be skipped at the beginning or end of a stream */
1329     if (get_bits1(gb)) {
1330         int av_unused skip;
1331
1332         /** usually true for the first frame */
1333         if (get_bits1(gb)) {
1334             skip = get_bits(gb, av_log2(s->samples_per_frame * 2));
1335             av_dlog(s->avctx, "start skip: %i\n", skip);
1336         }
1337
1338         /** sometimes true for the last frame */
1339         if (get_bits1(gb)) {
1340             skip = get_bits(gb, av_log2(s->samples_per_frame * 2));
1341             av_dlog(s->avctx, "end skip: %i\n", skip);
1342         }
1343
1344     }
1345
1346     av_dlog(s->avctx, "BITSTREAM: frame header length was %i\n",
1347             get_bits_count(gb) - s->frame_offset);
1348
1349     /** reset subframe states */
1350     s->parsed_all_subframes = 0;
1351     for (i = 0; i < s->num_channels; i++) {
1352         s->channel[i].decoded_samples = 0;
1353         s->channel[i].cur_subframe    = 0;
1354         s->channel[i].reuse_sf        = 0;
1355     }
1356
1357     /** decode all subframes */
1358     while (!s->parsed_all_subframes) {
1359         if (decode_subframe(s) < 0) {
1360             s->packet_loss = 1;
1361             return 0;
1362         }
1363     }
1364
1365     /* get output buffer */
1366     s->frame.nb_samples = s->samples_per_frame;
1367     if ((ret = avctx->get_buffer(avctx, &s->frame)) < 0) {
1368         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
1369         s->packet_loss = 1;
1370         return 0;
1371     }
1372     samples = (float *)s->frame.data[0];
1373
1374     /** interleave samples and write them to the output buffer */
1375     for (i = 0; i < s->num_channels; i++)
1376         out_ptr[i] = s->channel[i].out;
1377     s->fmt_conv.float_interleave(samples, out_ptr, s->samples_per_frame,
1378                                  s->num_channels);
1379
1380     for (i = 0; i < s->num_channels; i++) {
1381         /** reuse second half of the IMDCT output for the next frame */
1382         memcpy(&s->channel[i].out[0],
1383                &s->channel[i].out[s->samples_per_frame],
1384                s->samples_per_frame * sizeof(*s->channel[i].out) >> 1);
1385     }
1386
1387     if (s->skip_frame) {
1388         s->skip_frame = 0;
1389         *got_frame_ptr = 0;
1390     } else {
1391         *got_frame_ptr = 1;
1392     }
1393
1394     if (s->len_prefix) {
1395         if (len != (get_bits_count(gb) - s->frame_offset) + 2) {
1396             /** FIXME: not sure if this is always an error */
1397             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
1398                    "frame[%i] would have to skip %i bits\n", s->frame_num,
1399                    len - (get_bits_count(gb) - s->frame_offset) - 1);
1400             s->packet_loss = 1;
1401             return 0;
1402         }
1403
1404         /** skip the rest of the frame data */
1405         skip_bits_long(gb, len - (get_bits_count(gb) - s->frame_offset) - 1);
1406     } else {
1407         while (get_bits_count(gb) < s->num_saved_bits && get_bits1(gb) == 0) {
1408         }
1409     }
1410
1411     /** decode trailer bit */
1412     more_frames = get_bits1(gb);
1413
1414     ++s->frame_num;
1415     return more_frames;
1416 }
1417
1418 /**
1419  *@brief Calculate remaining input buffer length.
1420  *@param s codec context
1421  *@param gb bitstream reader context
1422  *@return remaining size in bits
1423  */
1424 static int remaining_bits(WMAProDecodeCtx *s, GetBitContext *gb)
1425 {
1426     return s->buf_bit_size - get_bits_count(gb);
1427 }
1428
1429 /**
1430  *@brief Fill the bit reservoir with a (partial) frame.
1431  *@param s codec context
1432  *@param gb bitstream reader context
1433  *@param len length of the partial frame
1434  *@param append decides whether to reset the buffer or not
1435  */
1436 static void save_bits(WMAProDecodeCtx *s, GetBitContext* gb, int len,
1437                       int append)
1438 {
1439     int buflen;
1440
1441     /** when the frame data does not need to be concatenated, the input buffer
1442         is resetted and additional bits from the previous frame are copyed
1443         and skipped later so that a fast byte copy is possible */
1444
1445     if (!append) {
1446         s->frame_offset = get_bits_count(gb) & 7;
1447         s->num_saved_bits = s->frame_offset;
1448         init_put_bits(&s->pb, s->frame_data, MAX_FRAMESIZE);
1449     }
1450
1451     buflen = (s->num_saved_bits + len + 8) >> 3;
1452
1453     if (len <= 0 || buflen > MAX_FRAMESIZE) {
1454         av_log_ask_for_sample(s->avctx, "input buffer too small\n");
1455         s->packet_loss = 1;
1456         return;
1457     }
1458
1459     s->num_saved_bits += len;
1460     if (!append) {
1461         avpriv_copy_bits(&s->pb, gb->buffer + (get_bits_count(gb) >> 3),
1462                      s->num_saved_bits);
1463     } else {
1464         int align = 8 - (get_bits_count(gb) & 7);
1465         align = FFMIN(align, len);
1466         put_bits(&s->pb, align, get_bits(gb, align));
1467         len -= align;
1468         avpriv_copy_bits(&s->pb, gb->buffer + (get_bits_count(gb) >> 3), len);
1469     }
1470     skip_bits_long(gb, len);
1471
1472     {
1473         PutBitContext tmp = s->pb;
1474         flush_put_bits(&tmp);
1475     }
1476
1477     init_get_bits(&s->gb, s->frame_data, s->num_saved_bits);
1478     skip_bits(&s->gb, s->frame_offset);
1479 }
1480
1481 /**
1482  *@brief Decode a single WMA packet.
1483  *@param avctx codec context
1484  *@param data the output buffer
1485  *@param avpkt input packet
1486  *@return number of bytes that were read from the input buffer
1487  */
1488 static int decode_packet(AVCodecContext *avctx, void *data,
1489                          int *got_frame_ptr, AVPacket* avpkt)
1490 {
1491     WMAProDecodeCtx *s = avctx->priv_data;
1492     GetBitContext* gb  = &s->pgb;
1493     const uint8_t* buf = avpkt->data;
1494     int buf_size       = avpkt->size;
1495     int num_bits_prev_frame;
1496     int packet_sequence_number;
1497
1498     *got_frame_ptr = 0;
1499
1500     if (s->packet_done || s->packet_loss) {
1501         s->packet_done = 0;
1502
1503         /** sanity check for the buffer length */
1504         if (buf_size < avctx->block_align)
1505             return 0;
1506
1507         s->next_packet_start = buf_size - avctx->block_align;
1508         buf_size = avctx->block_align;
1509         s->buf_bit_size = buf_size << 3;
1510
1511         /** parse packet header */
1512         init_get_bits(gb, buf, s->buf_bit_size);
1513         packet_sequence_number = get_bits(gb, 4);
1514         skip_bits(gb, 2);
1515
1516         /** get number of bits that need to be added to the previous frame */
1517         num_bits_prev_frame = get_bits(gb, s->log2_frame_size);
1518         av_dlog(avctx, "packet[%d]: nbpf %x\n", avctx->frame_number,
1519                 num_bits_prev_frame);
1520
1521         /** check for packet loss */
1522         if (!s->packet_loss &&
1523             ((s->packet_sequence_number + 1) & 0xF) != packet_sequence_number) {
1524             s->packet_loss = 1;
1525             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet loss detected! seq %x vs %x\n",
1526                    s->packet_sequence_number, packet_sequence_number);
1527         }
1528         s->packet_sequence_number = packet_sequence_number;
1529
1530         if (num_bits_prev_frame > 0) {
1531             int remaining_packet_bits = s->buf_bit_size - get_bits_count(gb);
1532             if (num_bits_prev_frame >= remaining_packet_bits) {
1533                 num_bits_prev_frame = remaining_packet_bits;
1534                 s->packet_done = 1;
1535             }
1536
1537             /** append the previous frame data to the remaining data from the
1538                 previous packet to create a full frame */
1539             save_bits(s, gb, num_bits_prev_frame, 1);
1540             av_dlog(avctx, "accumulated %x bits of frame data\n",
1541                     s->num_saved_bits - s->frame_offset);
1542
1543             /** decode the cross packet frame if it is valid */
1544             if (!s->packet_loss)
1545                 decode_frame(s, got_frame_ptr);
1546         } else if (s->num_saved_bits - s->frame_offset) {
1547             av_dlog(avctx, "ignoring %x previously saved bits\n",
1548                     s->num_saved_bits - s->frame_offset);
1549         }
1550
1551         if (s->packet_loss) {
1552             /** reset number of saved bits so that the decoder
1553                 does not start to decode incomplete frames in the
1554                 s->len_prefix == 0 case */
1555             s->num_saved_bits = 0;
1556             s->packet_loss = 0;
1557         }
1558
1559     } else {
1560         int frame_size;
1561         s->buf_bit_size = (avpkt->size - s->next_packet_start) << 3;
1562         init_get_bits(gb, avpkt->data, s->buf_bit_size);
1563         skip_bits(gb, s->packet_offset);
1564         if (s->len_prefix && remaining_bits(s, gb) > s->log2_frame_size &&
1565             (frame_size = show_bits(gb, s->log2_frame_size)) &&
1566             frame_size <= remaining_bits(s, gb)) {
1567             save_bits(s, gb, frame_size, 0);
1568             s->packet_done = !decode_frame(s, got_frame_ptr);
1569         } else if (!s->len_prefix
1570                    && s->num_saved_bits > get_bits_count(&s->gb)) {
1571             /** when the frames do not have a length prefix, we don't know
1572                 the compressed length of the individual frames
1573                 however, we know what part of a new packet belongs to the
1574                 previous frame
1575                 therefore we save the incoming packet first, then we append
1576                 the "previous frame" data from the next packet so that
1577                 we get a buffer that only contains full frames */
1578             s->packet_done = !decode_frame(s, got_frame_ptr);
1579         } else
1580             s->packet_done = 1;
1581     }
1582
1583     if (s->packet_done && !s->packet_loss &&
1584         remaining_bits(s, gb) > 0) {
1585         /** save the rest of the data so that it can be decoded
1586             with the next packet */
1587         save_bits(s, gb, remaining_bits(s, gb), 0);
1588     }
1589
1590     s->packet_offset = get_bits_count(gb) & 7;
1591     if (s->packet_loss)
1592         return AVERROR_INVALIDDATA;
1593
1594     if (*got_frame_ptr)
1595         *(AVFrame *)data = s->frame;
1596
1597     return get_bits_count(gb) >> 3;
1598 }
1599
1600 /**
1601  *@brief Clear decoder buffers (for seeking).
1602  *@param avctx codec context
1603  */
1604 static void flush(AVCodecContext *avctx)
1605 {
1606     WMAProDecodeCtx *s = avctx->priv_data;
1607     int i;
1608     /** reset output buffer as a part of it is used during the windowing of a
1609         new frame */
1610     for (i = 0; i < s->num_channels; i++)
1611         memset(s->channel[i].out, 0, s->samples_per_frame *
1612                sizeof(*s->channel[i].out));
1613     s->packet_loss = 1;
1614 }
1615
1616
1617 /**
1618  *@brief wmapro decoder
1619  */
1620 AVCodec ff_wmapro_decoder = {
1621     .name           = "wmapro",
1622     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1623     .id             = CODEC_ID_WMAPRO,
1624     .priv_data_size = sizeof(WMAProDecodeCtx),
1625     .init           = decode_init,
1626     .close          = decode_end,
1627     .decode         = decode_packet,
1628     .capabilities   = CODEC_CAP_SUBFRAMES | CODEC_CAP_DR1,
1629     .flush= flush,
1630     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Windows Media Audio 9 Professional"),
1631 };