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 - 2009 Sascha Sommer, Benjamin Larsson
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; 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 "avcodec.h"
  90 #include "internal.h"
  91 #include "get_bits.h"
  92 #include "put_bits.h"
  93 #include "wmaprodata.h"
  94 #include "dsputil.h"
  95 #include "wma.h"
  96
  97 /** current decoder limitations */
  98 #define WMAPRO_MAX_CHANNELS    8                             ///< max number of handled channels
  99 #define MAX_SUBFRAMES  32                                    ///< max number of subframes per channel
 100 #define MAX_BANDS      29                                    ///< max number of scale factor bands
 101 #define MAX_FRAMESIZE  32768                                 ///< maximum compressed frame size
 102
 103 #define WMAPRO_BLOCK_MAX_BITS 12                                           ///< log2 of max block size
 104 #define WMAPRO_BLOCK_MAX_SIZE (1 << WMAPRO_BLOCK_MAX_BITS)                 ///< maximum block size
 105 #define WMAPRO_BLOCK_SIZES    (WMAPRO_BLOCK_MAX_BITS - BLOCK_MIN_BITS + 1) ///< possible block sizes
 106
 107
 108 #define VLCBITS            9
 109 #define SCALEVLCBITS       8
 110 #define VEC4MAXDEPTH    ((HUFF_VEC4_MAXBITS+VLCBITS-1)/VLCBITS)
 111 #define VEC2MAXDEPTH    ((HUFF_VEC2_MAXBITS+VLCBITS-1)/VLCBITS)
 112 #define VEC1MAXDEPTH    ((HUFF_VEC1_MAXBITS+VLCBITS-1)/VLCBITS)
 113 #define SCALEMAXDEPTH   ((HUFF_SCALE_MAXBITS+SCALEVLCBITS-1)/SCALEVLCBITS)
 114 #define SCALERLMAXDEPTH ((HUFF_SCALE_RL_MAXBITS+VLCBITS-1)/VLCBITS)
 115
 116 static VLC              sf_vlc;           ///< scale factor DPCM vlc
 117 static VLC              sf_rl_vlc;        ///< scale factor run length vlc
 118 static VLC              vec4_vlc;         ///< 4 coefficients per symbol
 119 static VLC              vec2_vlc;         ///< 2 coefficients per symbol
 120 static VLC              vec1_vlc;         ///< 1 coefficient per symbol
 121 static VLC              coef_vlc[2];      ///< coefficient run length vlc codes
 122 static float            sin64[33];        ///< sinus table for decorrelation
 123
 124 /**
 125  * @brief frame specific decoder context for a single channel
 126  */
 127 typedef struct {
 128     int16_t  prev_block_len;                          ///< length of the previous block
 129     uint8_t  transmit_coefs;
 130     uint8_t  num_subframes;
 131     uint16_t subframe_len[MAX_SUBFRAMES];             ///< subframe length in samples
 132     uint16_t subframe_offset[MAX_SUBFRAMES];          ///< subframe positions in the current frame
 133     uint8_t  cur_subframe;                            ///< current subframe number
 134     uint16_t decoded_samples;                         ///< number of already processed samples
 135     uint8_t  grouped;                                 ///< channel is part of a group
 136     int      quant_step;                              ///< quantization step for the current subframe
 137     int8_t   reuse_sf;                                ///< share scale factors between subframes
 138     int8_t   scale_factor_step;                       ///< scaling step for the current subframe
 139     int      max_scale_factor;                        ///< maximum scale factor for the current subframe
 140     int      saved_scale_factors[2][MAX_BANDS];       ///< resampled and (previously) transmitted scale factor values
 141     int8_t   scale_factor_idx;                        ///< index for the transmitted scale factor values (used for resampling)
 142     int*     scale_factors;                           ///< pointer to the scale factor values used for decoding
 143     uint8_t  table_idx;                               ///< index in sf_offsets for the scale factor reference block
 144     float*   coeffs;                                  ///< pointer to the subframe decode buffer
 145     DECLARE_ALIGNED(16, float, out)[WMAPRO_BLOCK_MAX_SIZE + WMAPRO_BLOCK_MAX_SIZE / 2]; ///< output buffer
 146 } WMAProChannelCtx;
 147
 148 /**
 149  * @brief channel group for channel transformations
 150  */
 151 typedef struct {
 152     uint8_t num_channels;                                     ///< number of channels in the group
 153     int8_t  transform;                                        ///< transform on / off
 154     int8_t  transform_band[MAX_BANDS];                        ///< controls if the transform is enabled for a certain band
 155     float   decorrelation_matrix[WMAPRO_MAX_CHANNELS*WMAPRO_MAX_CHANNELS];
 156     float*  channel_data[WMAPRO_MAX_CHANNELS];                ///< transformation coefficients
 157 } WMAProChannelGrp;
 158
 159 /**
 160  * @brief main decoder context
 161  */
 162 typedef struct WMAProDecodeCtx {
 163     /* generic decoder variables */
 164     AVCodecContext*  avctx;                         ///< codec context for av_log
 165     DSPContext       dsp;                           ///< accelerated DSP functions
 166     uint8_t          frame_data[MAX_FRAMESIZE +
 167                       FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE];///< compressed frame data
 168     PutBitContext    pb;                            ///< context for filling the frame_data buffer
 169     FFTContext       mdct_ctx[WMAPRO_BLOCK_SIZES];  ///< MDCT context per block size
 170     DECLARE_ALIGNED(16, float, tmp)[WMAPRO_BLOCK_MAX_SIZE]; ///< IMDCT output buffer
 171     float*           windows[WMAPRO_BLOCK_SIZES];   ///< windows for the different block sizes
 172
 173     /* frame size dependent frame information (set during initialization) */
 174     uint32_t         decode_flags;                  ///< used compression features
 175     uint8_t          len_prefix;                    ///< frame is prefixed with its length
 176     uint8_t          dynamic_range_compression;     ///< frame contains DRC data
 177     uint8_t          bits_per_sample;               ///< integer audio sample size for the unscaled IMDCT output (used to scale to [-1.0, 1.0])
 178     uint16_t         samples_per_frame;             ///< number of samples to output
 179     uint16_t         log2_frame_size;
 180     int8_t           num_channels;                  ///< number of channels in the stream (same as AVCodecContext.num_channels)
 181     int8_t           lfe_channel;                   ///< lfe channel index
 182     uint8_t          max_num_subframes;
 183     uint8_t          subframe_len_bits;             ///< number of bits used for the subframe length
 184     uint8_t          max_subframe_len_bit;          ///< flag indicating that the subframe is of maximum size when the first subframe length bit is 1
 185     uint16_t         min_samples_per_subframe;
 186     int8_t           num_sfb[WMAPRO_BLOCK_SIZES];   ///< scale factor bands per block size
 187     int16_t          sfb_offsets[WMAPRO_BLOCK_SIZES][MAX_BANDS];                    ///< scale factor band offsets (multiples of 4)
 188     int8_t           sf_offsets[WMAPRO_BLOCK_SIZES][WMAPRO_BLOCK_SIZES][MAX_BANDS]; ///< scale factor resample matrix
 189     int16_t          subwoofer_cutoffs[WMAPRO_BLOCK_SIZES]; ///< subwoofer cutoff values
 190
 191     /* packet decode state */
 192     GetBitContext    pgb;                           ///< bitstream reader context for the packet
 193     uint8_t          packet_offset;                 ///< frame offset in the packet
 194     uint8_t          packet_sequence_number;        ///< current packet number
 195     int              num_saved_bits;                ///< saved number of bits
 196     int              frame_offset;                  ///< frame offset in the bit reservoir
 197     int              subframe_offset;               ///< subframe offset in the bit reservoir
 198     uint8_t          packet_loss;                   ///< set in case of bitstream error
 199     uint8_t          packet_done;                   ///< set when a packet is fully decoded
 200
 201     /* frame decode state */
 202     uint32_t         frame_num;                     ///< current frame number (not used for decoding)
 203     GetBitContext    gb;                            ///< bitstream reader context
 204     int              buf_bit_size;                  ///< buffer size in bits
 205     float*           samples;                       ///< current samplebuffer pointer
 206     float*           samples_end;                   ///< maximum samplebuffer pointer
 207     uint8_t          drc_gain;                      ///< gain for the DRC tool
 208     int8_t           skip_frame;                    ///< skip output step
 209     int8_t           parsed_all_subframes;          ///< all subframes decoded?
 210
 211     /* subframe/block decode state */
 212     int16_t          subframe_len;                  ///< current subframe length
 213     int8_t           channels_for_cur_subframe;     ///< number of channels that contain the subframe
 214     int8_t           channel_indexes_for_cur_subframe[WMAPRO_MAX_CHANNELS];
 215     int8_t           num_bands;                     ///< number of scale factor bands
 216     int16_t*         cur_sfb_offsets;               ///< sfb offsets for the current block
 217     uint8_t          table_idx;                     ///< index for the num_sfb, sfb_offsets, sf_offsets and subwoofer_cutoffs tables
 218     int8_t           esc_len;                       ///< length of escaped coefficients
 219
 220     uint8_t          num_chgroups;                  ///< number of channel groups
 221     WMAProChannelGrp chgroup[WMAPRO_MAX_CHANNELS];  ///< channel group information
 222
 223     WMAProChannelCtx channel[WMAPRO_MAX_CHANNELS];  ///< per channel data
 224 } WMAProDecodeCtx;
 225
 226
 227 /**
 228  *@brief helper function to print the most important members of the context
 229  *@param s context
 230  */
 231 static void av_cold dump_context(WMAProDecodeCtx *s)
 232 {
 233 #define PRINT(a, b)     av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, " %s = %d\n", a, b);
 234 #define PRINT_HEX(a, b) av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, " %s = %x\n", a, b);
 235
 236     PRINT("ed sample bit depth", s->bits_per_sample);
 237     PRINT_HEX("ed decode flags", s->decode_flags);
 238     PRINT("samples per frame",   s->samples_per_frame);
 239     PRINT("log2 frame size",     s->log2_frame_size);
 240     PRINT("max num subframes",   s->max_num_subframes);
 241     PRINT("len prefix",          s->len_prefix);
 242     PRINT("num channels",        s->num_channels);
 243 }
 244
 245 /**
 246  *@brief Uninitialize the decoder and free all resources.
 247  *@param avctx codec context
 248  *@return 0 on success, < 0 otherwise
 249  */
 250 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
 251 {
 252     WMAProDecodeCtx *s = avctx->priv_data;
 253     int i;
 254
 255     for (i = 0; i < WMAPRO_BLOCK_SIZES; i++)
 256         ff_mdct_end(&s->mdct_ctx[i]);
 257
 258     return 0;
 259 }
 260
 261 /**
 262  *@brief Initialize the decoder.
 263  *@param avctx codec context
 264  *@return 0 on success, -1 otherwise
 265  */
 266 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
 267 {
 268     WMAProDecodeCtx *s = avctx->priv_data;
 269     uint8_t *edata_ptr = avctx->extradata;
 270     unsigned int channel_mask;
 271     int i;
 272     int log2_max_num_subframes;
 273     int num_possible_block_sizes;
 274
 275     s->avctx = avctx;
 276     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
 277     init_put_bits(&s->pb, s->frame_data, MAX_FRAMESIZE);
 278
 279     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLT;
 280
 281     if (avctx->extradata_size >= 18) {
 282         s->decode_flags    = AV_RL16(edata_ptr+14);
 283         channel_mask       = AV_RL32(edata_ptr+2);
 284         s->bits_per_sample = AV_RL16(edata_ptr);
 285         /** dump the extradata */
 286         for (i = 0; i < avctx->extradata_size; i++)
 287             dprintf(avctx, "[%x] ", avctx->extradata[i]);
 288         dprintf(avctx, "\n");
 289
 290     } else {
 291         av_log_ask_for_sample(avctx, "Unknown extradata size\n");
 292         return AVERROR_INVALIDDATA;
 293     }
 294
 295     /** generic init */
 296     s->log2_frame_size = av_log2(avctx->block_align) + 4;
 297
 298     /** frame info */
 299     s->skip_frame  = 1; /* skip first frame */
 300     s->packet_loss = 1;
 301     s->len_prefix  = (s->decode_flags & 0x40);
 302
 303     /** get frame len */
 304     s->samples_per_frame = 1 << ff_wma_get_frame_len_bits(avctx->sample_rate,
 305                                                           3, s->decode_flags);
 306
 307     /** init previous block len */
 308     for (i = 0; i < avctx->channels; i++)
 309         s->channel[i].prev_block_len = s->samples_per_frame;
 310
 311     /** subframe info */
 312     log2_max_num_subframes       = ((s->decode_flags & 0x38) >> 3);
 313     s->max_num_subframes         = 1 << log2_max_num_subframes;
 314     if (s->max_num_subframes == 16 || s->max_num_subframes == 4)
 315         s->max_subframe_len_bit = 1;
 316     s->subframe_len_bits = av_log2(log2_max_num_subframes) + 1;
 317
 318     num_possible_block_sizes     = log2_max_num_subframes + 1;
 319     s->min_samples_per_subframe  = s->samples_per_frame / s->max_num_subframes;
 320     s->dynamic_range_compression = (s->decode_flags & 0x80);
 321
 322     if (s->max_num_subframes > MAX_SUBFRAMES) {
 323         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid number of subframes %i\n",
 324                s->max_num_subframes);
 325         return AVERROR_INVALIDDATA;
 326     }
 327
 328     s->num_channels = avctx->channels;
 329
 330     /** extract lfe channel position */
 331     s->lfe_channel = -1;
 332
 333     if (channel_mask & 8) {
 334         unsigned int mask;
 335         for (mask = 1; mask < 16; mask <<= 1) {
 336             if (channel_mask & mask)
 337                 ++s->lfe_channel;
 338         }
 339     }
 340
 341     if (s->num_channels < 0) {
 342         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid number of channels %d\n", s->num_channels);
 343         return AVERROR_INVALIDDATA;
 344     } else if (s->num_channels > WMAPRO_MAX_CHANNELS) {
 345         av_log_ask_for_sample(avctx, "unsupported number of channels\n");
 346         return AVERROR_PATCHWELCOME;
 347     }
 348
 349     INIT_VLC_STATIC(&sf_vlc, SCALEVLCBITS, HUFF_SCALE_SIZE,
 350                     scale_huffbits, 1, 1,
 351                     scale_huffcodes, 2, 2, 616);
 352
 353     INIT_VLC_STATIC(&sf_rl_vlc, VLCBITS, HUFF_SCALE_RL_SIZE,
 354                     scale_rl_huffbits, 1, 1,
 355                     scale_rl_huffcodes, 4, 4, 1406);
 356
 357     INIT_VLC_STATIC(&coef_vlc[0], VLCBITS, HUFF_COEF0_SIZE,
 358                     coef0_huffbits, 1, 1,
 359                     coef0_huffcodes, 4, 4, 2108);
 360
 361     INIT_VLC_STATIC(&coef_vlc[1], VLCBITS, HUFF_COEF1_SIZE,
 362                     coef1_huffbits, 1, 1,
 363                     coef1_huffcodes, 4, 4, 3912);
 364
 365     INIT_VLC_STATIC(&vec4_vlc, VLCBITS, HUFF_VEC4_SIZE,
 366                     vec4_huffbits, 1, 1,
 367                     vec4_huffcodes, 2, 2, 604);
 368
 369     INIT_VLC_STATIC(&vec2_vlc, VLCBITS, HUFF_VEC2_SIZE,
 370                     vec2_huffbits, 1, 1,
 371                     vec2_huffcodes, 2, 2, 562);
 372
 373     INIT_VLC_STATIC(&vec1_vlc, VLCBITS, HUFF_VEC1_SIZE,
 374                     vec1_huffbits, 1, 1,
 375                     vec1_huffcodes, 2, 2, 562);
 376
 377     /** calculate number of scale factor bands and their offsets
 378         for every possible block size */
 379     for (i = 0; i < num_possible_block_sizes; i++) {
 380         int subframe_len = s->samples_per_frame >> i;
 381         int x;
 382         int band = 1;
 383
 384         s->sfb_offsets[i][0] = 0;
 385
 386         for (x = 0; x < MAX_BANDS-1 && s->sfb_offsets[i][band - 1] < subframe_len; x++) {
 387             int offset = (subframe_len * 2 * critical_freq[x])
 388                           / s->avctx->sample_rate + 2;
 389             offset &= ~3;
 390             if (offset > s->sfb_offsets[i][band - 1])
 391                 s->sfb_offsets[i][band++] = offset;
 392         }
 393         s->sfb_offsets[i][band - 1] = subframe_len;
 394         s->num_sfb[i]               = band - 1;
 395     }
 396
 397
 398     /** Scale factors can be shared between blocks of different size
 399         as every block has a different scale factor band layout.
 400         The matrix sf_offsets is needed to find the correct scale factor.
 401      */
 402
 403     for (i = 0; i < num_possible_block_sizes; i++) {
 404         int b;
 405         for (b = 0; b < s->num_sfb[i]; b++) {
 406             int x;
 407             int offset = ((s->sfb_offsets[i][b]
 408                            + s->sfb_offsets[i][b + 1] - 1) << i) >> 1;
 409             for (x = 0; x < num_possible_block_sizes; x++) {
 410                 int v = 0;
 411                 while (s->sfb_offsets[x][v + 1] << x < offset)
 412                     ++v;
 413                 s->sf_offsets[i][x][b] = v;
 414             }
 415         }
 416     }
 417
 418     /** init MDCT, FIXME: only init needed sizes */
 419     for (i = 0; i < WMAPRO_BLOCK_SIZES; i++)
 420         ff_mdct_init(&s->mdct_ctx[i], BLOCK_MIN_BITS+1+i, 1,
 421                      1.0 / (1 << (BLOCK_MIN_BITS + i - 1))
 422                      / (1 << (s->bits_per_sample - 1)));
 423
 424     /** init MDCT windows: simple sinus window */
 425     for (i = 0; i < WMAPRO_BLOCK_SIZES; i++) {
 426         const int win_idx = WMAPRO_BLOCK_MAX_BITS - i;
 427         ff_init_ff_sine_windows(win_idx);
 428         s->windows[WMAPRO_BLOCK_SIZES - i - 1] = ff_sine_windows[win_idx];
 429     }
 430
 431     /** calculate subwoofer cutoff values */
 432     for (i = 0; i < num_possible_block_sizes; i++) {
 433         int block_size = s->samples_per_frame >> i;
 434         int cutoff = (440*block_size + 3 * (s->avctx->sample_rate >> 1) - 1)
 435                      / s->avctx->sample_rate;
 436         s->subwoofer_cutoffs[i] = av_clip(cutoff, 4, block_size);
 437     }
 438
 439     /** calculate sine values for the decorrelation matrix */
 440     for (i = 0; i < 33; i++)
 441         sin64[i] = sin(i*M_PI / 64.0);
 442
 443     if (avctx->debug & FF_DEBUG_BITSTREAM)
 444         dump_context(s);
 445
 446     avctx->channel_layout = channel_mask;
 447     return 0;
 448 }
 449
 450 /**
 451  *@brief Decode the subframe length.
 452  *@param s context
 453  *@param offset sample offset in the frame
 454  *@return decoded subframe length on success, < 0 in case of an error
 455  */
 456 static int decode_subframe_length(WMAProDecodeCtx *s, int offset)
 457 {
 458     int frame_len_shift = 0;
 459     int subframe_len;
 460
 461     /** no need to read from the bitstream when only one length is possible */
 462     if (offset == s->samples_per_frame - s->min_samples_per_subframe)
 463         return s->min_samples_per_subframe;
 464
 465     /** 1 bit indicates if the subframe is of maximum length */
 466     if (s->max_subframe_len_bit) {
 467         if (get_bits1(&s->gb))
 468             frame_len_shift = 1 + get_bits(&s->gb, s->subframe_len_bits-1);
 469     } else
 470         frame_len_shift = get_bits(&s->gb, s->subframe_len_bits);
 471
 472     subframe_len = s->samples_per_frame >> frame_len_shift;
 473
 474     /** sanity check the length */
 475     if (subframe_len < s->min_samples_per_subframe ||
 476         subframe_len > s->samples_per_frame) {
 477         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "broken frame: subframe_len %i\n",
 478                subframe_len);
 479         return AVERROR_INVALIDDATA;
 480     }
 481     return subframe_len;
 482 }
 483
 484 /**
 485  *@brief Decode how the data in the frame is split into subframes.
 486  *       Every WMA frame contains the encoded data for a fixed number of
 487  *       samples per channel. The data for every channel might be split
 488  *       into several subframes. This function will reconstruct the list of
 489  *       subframes for every channel.
 490  *
 491  *       If the subframes are not evenly split, the algorithm estimates the
 492  *       channels with the lowest number of total samples.
 493  *       Afterwards, for each of these channels a bit is read from the
 494  *       bitstream that indicates if the channel contains a subframe with the
 495  *       next subframe size that is going to be read from the bitstream or not.
 496  *       If a channel contains such a subframe, the subframe size gets added to
 497  *       the channel's subframe list.
 498  *       The algorithm repeats these steps until the frame is properly divided
 499  *       between the individual channels.
 500  *
 501  *@param s context
 502  *@return 0 on success, < 0 in case of an error
 503  */
 504 static int decode_tilehdr(WMAProDecodeCtx *s)
 505 {
 506     uint16_t num_samples[WMAPRO_MAX_CHANNELS];        /**< sum of samples for all currently known subframes of a channel */
 507     uint8_t  contains_subframe[WMAPRO_MAX_CHANNELS];  /**< flag indicating if a channel contains the current subframe */
 508     int channels_for_cur_subframe = s->num_channels;  /**< number of channels that contain the current subframe */
 509     int fixed_channel_layout = 0;                     /**< flag indicating that all channels use the same subframe offsets and sizes */
 510     int min_channel_len = 0;                          /**< smallest sum of samples (channels with this length will be processed first) */
 511     int c;
 512
 513     /* Should never consume more than 3073 bits (256 iterations for the
 514      * while loop when always the minimum amount of 128 samples is substracted
 515      * from missing samples in the 8 channel case).
 516      * 1 + BLOCK_MAX_SIZE * MAX_CHANNELS / BLOCK_MIN_SIZE * (MAX_CHANNELS  + 4)
 517      */
 518
 519     /** reset tiling information */
 520     for (c = 0; c < s->num_channels; c++)
 521         s->channel[c].num_subframes = 0;
 522
 523     memset(num_samples, 0, sizeof(num_samples));
 524
 525     if (s->max_num_subframes == 1 || get_bits1(&s->gb))
 526         fixed_channel_layout = 1;
 527
 528     /** loop until the frame data is split between the subframes */
 529     do {
 530         int subframe_len;
 531
 532         /** check which channels contain the subframe */
 533         for (c = 0; c < s->num_channels; c++) {
 534             if (num_samples[c] == min_channel_len) {
 535                 if (fixed_channel_layout || channels_for_cur_subframe == 1 ||
 536                    (min_channel_len == s->samples_per_frame - s->min_samples_per_subframe))
 537                     contains_subframe[c] = 1;
 538                 else
 539                     contains_subframe[c] = get_bits1(&s->gb);
 540             } else
 541                 contains_subframe[c] = 0;
 542         }
 543
 544         /** get subframe length, subframe_len == 0 is not allowed */
 545         if ((subframe_len = decode_subframe_length(s, min_channel_len)) <= 0)
 546             return AVERROR_INVALIDDATA;
 547
 548         /** add subframes to the individual channels and find new min_channel_len */
 549         min_channel_len += subframe_len;
 550         for (c = 0; c < s->num_channels; c++) {
 551             WMAProChannelCtx* chan = &s->channel[c];
 552
 553             if (contains_subframe[c]) {
 554                 if (chan->num_subframes >= MAX_SUBFRAMES) {
 555                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
 556                            "broken frame: num subframes > 31\n");
 557                     return AVERROR_INVALIDDATA;
 558                 }
 559                 chan->subframe_len[chan->num_subframes] = subframe_len;
 560                 num_samples[c] += subframe_len;
 561                 ++chan->num_subframes;
 562                 if (num_samples[c] > s->samples_per_frame) {
 563                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "broken frame: "
 564                            "channel len > samples_per_frame\n");
 565                     return AVERROR_INVALIDDATA;
 566                 }
 567             } else if (num_samples[c] <= min_channel_len) {
 568                 if (num_samples[c] < min_channel_len) {
 569                     channels_for_cur_subframe = 0;
 570                     min_channel_len = num_samples[c];
 571                 }
 572                 ++channels_for_cur_subframe;
 573             }
 574         }
 575     } while (min_channel_len < s->samples_per_frame);
 576
 577     for (c = 0; c < s->num_channels; c++) {
 578         int i;
 579         int offset = 0;
 580         for (i = 0; i < s->channel[c].num_subframes; i++) {
 581             dprintf(s->avctx, "frame[%i] channel[%i] subframe[%i]"
 582                     " len %i\n", s->frame_num, c, i,
 583                     s->channel[c].subframe_len[i]);
 584             s->channel[c].subframe_offset[i] = offset;
 585             offset += s->channel[c].subframe_len[i];
 586         }
 587     }
 588
 589     return 0;
 590 }
 591
 592 /**
 593  *@brief Calculate a decorrelation matrix from the bitstream parameters.
 594  *@param s codec context
 595  *@param chgroup channel group for which the matrix needs to be calculated
 596  */
 597 static void decode_decorrelation_matrix(WMAProDecodeCtx *s,
 598                                         WMAProChannelGrp *chgroup)
 599 {
 600     int i;
 601     int offset = 0;
 602     int8_t rotation_offset[WMAPRO_MAX_CHANNELS * WMAPRO_MAX_CHANNELS];
 603     memset(chgroup->decorrelation_matrix, 0, s->num_channels *
 604            s->num_channels * sizeof(*chgroup->decorrelation_matrix));
 605
 606     for (i = 0; i < chgroup->num_channels * (chgroup->num_channels - 1) >> 1; i++)
 607         rotation_offset[i] = get_bits(&s->gb, 6);
 608
 609     for (i = 0; i < chgroup->num_channels; i++)
 610         chgroup->decorrelation_matrix[chgroup->num_channels * i + i] =
 611             get_bits1(&s->gb) ? 1.0 : -1.0;
 612
 613     for (i = 1; i < chgroup->num_channels; i++) {
 614         int x;
 615         for (x = 0; x < i; x++) {
 616             int y;
 617             for (y = 0; y < i + 1; y++) {
 618                 float v1 = chgroup->decorrelation_matrix[x * chgroup->num_channels + y];
 619                 float v2 = chgroup->decorrelation_matrix[i * chgroup->num_channels + y];
 620                 int n = rotation_offset[offset + x];
 621                 float sinv;
 622                 float cosv;
 623
 624                 if (n < 32) {
 625                     sinv = sin64[n];
 626                     cosv = sin64[32 - n];
 627                 } else {
 628                     sinv =  sin64[64 -  n];
 629                     cosv = -sin64[n  - 32];
 630                 }
 631
 632                 chgroup->decorrelation_matrix[y + x * chgroup->num_channels] =
 633                                                (v1 * sinv) - (v2 * cosv);
 634                 chgroup->decorrelation_matrix[y + i * chgroup->num_channels] =
 635                                                (v1 * cosv) + (v2 * sinv);
 636             }
 637         }
 638         offset += i;
 639     }
 640 }
 641
 642 /**
 643  *@brief Decode channel transformation parameters
 644  *@param s codec context
 645  *@return 0 in case of success, < 0 in case of bitstream errors
 646  */
 647 static int decode_channel_transform(WMAProDecodeCtx* s)
 648 {
 649     int i;
 650     /* should never consume more than 1921 bits for the 8 channel case
 651      * 1 + MAX_CHANNELS * (MAX_CHANNELS + 2 + 3 * MAX_CHANNELS * MAX_CHANNELS
 652      * + MAX_CHANNELS + MAX_BANDS + 1)
 653      */
 654
 655     /** in the one channel case channel transforms are pointless */
 656     s->num_chgroups = 0;
 657     if (s->num_channels > 1) {
 658         int remaining_channels = s->channels_for_cur_subframe;
 659
 660         if (get_bits1(&s->gb)) {
 661             av_log_ask_for_sample(s->avctx,
 662                                   "unsupported channel transform bit\n");
 663             return AVERROR_INVALIDDATA;
 664         }
 665
 666         for (s->num_chgroups = 0; remaining_channels &&
 667              s->num_chgroups < s->channels_for_cur_subframe; s->num_chgroups++) {
 668             WMAProChannelGrp* chgroup = &s->chgroup[s->num_chgroups];
 669             float** channel_data = chgroup->channel_data;
 670             chgroup->num_channels = 0;
 671             chgroup->transform = 0;
 672
 673             /** decode channel mask */
 674             if (remaining_channels > 2) {
 675                 for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
 676                     int channel_idx = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
 677                     if (!s->channel[channel_idx].grouped
 678                         && get_bits1(&s->gb)) {
 679                         ++chgroup->num_channels;
 680                         s->channel[channel_idx].grouped = 1;
 681                         *channel_data++ = s->channel[channel_idx].coeffs;
 682                     }
 683                 }
 684             } else {
 685                 chgroup->num_channels = remaining_channels;
 686                 for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
 687                     int channel_idx = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
 688                     if (!s->channel[channel_idx].grouped)
 689                         *channel_data++ = s->channel[channel_idx].coeffs;
 690                     s->channel[channel_idx].grouped = 1;
 691                 }
 692             }
 693
 694             /** decode transform type */
 695             if (chgroup->num_channels == 2) {
 696                 if (get_bits1(&s->gb)) {
 697                     if (get_bits1(&s->gb)) {
 698                         av_log_ask_for_sample(s->avctx,
 699                                               "unsupported channel transform type\n");
 700                     }
 701                 } else {
 702                     chgroup->transform = 1;
 703                     if (s->num_channels == 2) {
 704                         chgroup->decorrelation_matrix[0] =  1.0;
 705                         chgroup->decorrelation_matrix[1] = -1.0;
 706                         chgroup->decorrelation_matrix[2] =  1.0;
 707                         chgroup->decorrelation_matrix[3] =  1.0;
 708                     } else {
 709                         /** cos(pi/4) */
 710                         chgroup->decorrelation_matrix[0] =  0.70703125;
 711                         chgroup->decorrelation_matrix[1] = -0.70703125;
 712                         chgroup->decorrelation_matrix[2] =  0.70703125;
 713                         chgroup->decorrelation_matrix[3] =  0.70703125;
 714                     }
 715                 }
 716             } else if (chgroup->num_channels > 2) {
 717                 if (get_bits1(&s->gb)) {
 718                     chgroup->transform = 1;
 719                     if (get_bits1(&s->gb)) {
 720                         decode_decorrelation_matrix(s, chgroup);
 721                     } else {
 722                         /** FIXME: more than 6 coupled channels not supported */
 723                         if (chgroup->num_channels > 6) {
 724                             av_log_ask_for_sample(s->avctx,
 725                                                   "coupled channels > 6\n");
 726                         } else {
 727                             memcpy(chgroup->decorrelation_matrix,
 728                                    default_decorrelation[chgroup->num_channels],
 729                                    chgroup->num_channels * chgroup->num_channels *
 730                                    sizeof(*chgroup->decorrelation_matrix));
 731                         }
 732                     }
 733                 }
 734             }
 735
 736             /** decode transform on / off */
 737             if (chgroup->transform) {
 738                 if (!get_bits1(&s->gb)) {
 739                     int i;
 740                     /** transform can be enabled for individual bands */
 741                     for (i = 0; i < s->num_bands; i++) {
 742                         chgroup->transform_band[i] = get_bits1(&s->gb);
 743                     }
 744                 } else {
 745                     memset(chgroup->transform_band, 1, s->num_bands);
 746                 }
 747             }
 748             remaining_channels -= chgroup->num_channels;
 749         }
 750     }
 751     return 0;
 752 }
 753
 754 /**
 755  *@brief Extract the coefficients from the bitstream.
 756  *@param s codec context
 757  *@param c current channel number
 758  *@return 0 on success, < 0 in case of bitstream errors
 759  */
 760 static int decode_coeffs(WMAProDecodeCtx *s, int c)
 761 {
 762     /* Integers 0..15 as single-precision floats.  The table saves a
 763        costly int to float conversion, and storing the values as
 764        integers allows fast sign-flipping. */
 765     static const int fval_tab[16] = {
 766         0x00000000, 0x3f800000, 0x40000000, 0x40400000,
 767         0x40800000, 0x40a00000, 0x40c00000, 0x40e00000,
 768         0x41000000, 0x41100000, 0x41200000, 0x41300000,
 769         0x41400000, 0x41500000, 0x41600000, 0x41700000,
 770     };
 771     int vlctable;
 772     VLC* vlc;
 773     WMAProChannelCtx* ci = &s->channel[c];
 774     int rl_mode = 0;
 775     int cur_coeff = 0;
 776     int num_zeros = 0;
 777     const uint16_t* run;
 778     const float* level;
 779
 780     dprintf(s->avctx, "decode coefficients for channel %i\n", c);
 781
 782     vlctable = get_bits1(&s->gb);
 783     vlc = &coef_vlc[vlctable];
 784
 785     if (vlctable) {
 786         run = coef1_run;
 787         level = coef1_level;
 788     } else {
 789         run = coef0_run;
 790         level = coef0_level;
 791     }
 792
 793     /** decode vector coefficients (consumes up to 167 bits per iteration for
 794       4 vector coded large values) */
 795     while (!rl_mode && cur_coeff + 3 < s->subframe_len) {
 796         int vals[4];
 797         int i;
 798         unsigned int idx;
 799
 800         idx = get_vlc2(&s->gb, vec4_vlc.table, VLCBITS, VEC4MAXDEPTH);
 801
 802         if (idx == HUFF_VEC4_SIZE - 1) {
 803             for (i = 0; i < 4; i += 2) {
 804                 idx = get_vlc2(&s->gb, vec2_vlc.table, VLCBITS, VEC2MAXDEPTH);
 805                 if (idx == HUFF_VEC2_SIZE - 1) {
 806                     int v0, v1;
 807                     v0 = get_vlc2(&s->gb, vec1_vlc.table, VLCBITS, VEC1MAXDEPTH);
 808                     if (v0 == HUFF_VEC1_SIZE - 1)
 809                         v0 += ff_wma_get_large_val(&s->gb);
 810                     v1 = get_vlc2(&s->gb, vec1_vlc.table, VLCBITS, VEC1MAXDEPTH);
 811                     if (v1 == HUFF_VEC1_SIZE - 1)
 812                         v1 += ff_wma_get_large_val(&s->gb);
 813                     ((float*)vals)[i  ] = v0;
 814                     ((float*)vals)[i+1] = v1;
 815                 } else {
 816                     vals[i]   = fval_tab[symbol_to_vec2[idx] >> 4 ];
 817                     vals[i+1] = fval_tab[symbol_to_vec2[idx] & 0xF];
 818                 }
 819             }
 820         } else {
 821             vals[0] = fval_tab[ symbol_to_vec4[idx] >> 12      ];
 822             vals[1] = fval_tab[(symbol_to_vec4[idx] >> 8) & 0xF];
 823             vals[2] = fval_tab[(symbol_to_vec4[idx] >> 4) & 0xF];
 824             vals[3] = fval_tab[ symbol_to_vec4[idx]       & 0xF];
 825         }
 826
 827         /** decode sign */
 828         for (i = 0; i < 4; i++) {
 829             if (vals[i]) {
 830                 int sign = get_bits1(&s->gb) - 1;
 831                 *(uint32_t*)&ci->coeffs[cur_coeff] = vals[i] ^ sign<<31;
 832                 num_zeros = 0;
 833             } else {
 834                 ci->coeffs[cur_coeff] = 0;
 835                 /** switch to run level mode when subframe_len / 128 zeros
 836                     were found in a row */
 837                 rl_mode |= (++num_zeros > s->subframe_len >> 8);
 838             }
 839             ++cur_coeff;
 840         }
 841     }
 842
 843     /** decode run level coded coefficients */
 844     if (rl_mode) {
 845         memset(&ci->coeffs[cur_coeff], 0,
 846                sizeof(*ci->coeffs) * (s->subframe_len - cur_coeff));
 847         if (ff_wma_run_level_decode(s->avctx, &s->gb, vlc,
 848                                     level, run, 1, ci->coeffs,
 849                                     cur_coeff, s->subframe_len,
 850                                     s->subframe_len, s->esc_len, 0))
 851             return AVERROR_INVALIDDATA;
 852     }
 853
 854     return 0;
 855 }
 856
 857 /**
 858  *@brief Extract scale factors from the bitstream.
 859  *@param s codec context
 860  *@return 0 on success, < 0 in case of bitstream errors
 861  */
 862 static int decode_scale_factors(WMAProDecodeCtx* s)
 863 {
 864     int i;
 865
 866     /** should never consume more than 5344 bits
 867      *  MAX_CHANNELS * (1 +  MAX_BANDS * 23)
 868      */
 869
 870     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
 871         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
 872         int* sf;
 873         int* sf_end;
 874         s->channel[c].scale_factors = s->channel[c].saved_scale_factors[!s->channel[c].scale_factor_idx];
 875         sf_end = s->channel[c].scale_factors + s->num_bands;
 876
 877         /** resample scale factors for the new block size
 878          *  as the scale factors might need to be resampled several times
 879          *  before some  new values are transmitted, a backup of the last
 880          *  transmitted scale factors is kept in saved_scale_factors
 881          */
 882         if (s->channel[c].reuse_sf) {
 883             const int8_t* sf_offsets = s->sf_offsets[s->table_idx][s->channel[c].table_idx];
 884             int b;
 885             for (b = 0; b < s->num_bands; b++)
 886                 s->channel[c].scale_factors[b] =
 887                     s->channel[c].saved_scale_factors[s->channel[c].scale_factor_idx][*sf_offsets++];
 888         }
 889
 890         if (!s->channel[c].cur_subframe || get_bits1(&s->gb)) {
 891
 892             if (!s->channel[c].reuse_sf) {
 893                 int val;
 894                 /** decode DPCM coded scale factors */
 895                 s->channel[c].scale_factor_step = get_bits(&s->gb, 2) + 1;
 896                 val = 45 / s->channel[c].scale_factor_step;
 897                 for (sf = s->channel[c].scale_factors; sf < sf_end; sf++) {
 898                     val += get_vlc2(&s->gb, sf_vlc.table, SCALEVLCBITS, SCALEMAXDEPTH) - 60;
 899                     *sf = val;
 900                 }
 901             } else {
 902                 int i;
 903                 /** run level decode differences to the resampled factors */
 904                 for (i = 0; i < s->num_bands; i++) {
 905                     int idx;
 906                     int skip;
 907                     int val;
 908                     int sign;
 909
 910                     idx = get_vlc2(&s->gb, sf_rl_vlc.table, VLCBITS, SCALERLMAXDEPTH);
 911
 912                     if (!idx) {
 913                         uint32_t code = get_bits(&s->gb, 14);
 914                         val  =  code >> 6;
 915                         sign = (code & 1) - 1;
 916                         skip = (code & 0x3f) >> 1;
 917                     } else if (idx == 1) {
 918                         break;
 919                     } else {
 920                         skip = scale_rl_run[idx];
 921                         val  = scale_rl_level[idx];
 922                         sign = get_bits1(&s->gb)-1;
 923                     }
 924
 925                     i += skip;
 926                     if (i >= s->num_bands) {
 927                         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
 928                                "invalid scale factor coding\n");
 929                         return AVERROR_INVALIDDATA;
 930                     }
 931                     s->channel[c].scale_factors[i] += (val ^ sign) - sign;
 932                 }
 933             }
 934             /** swap buffers */
 935             s->channel[c].scale_factor_idx = !s->channel[c].scale_factor_idx;
 936             s->channel[c].table_idx = s->table_idx;
 937             s->channel[c].reuse_sf  = 1;
 938         }
 939
 940         /** calculate new scale factor maximum */
 941         s->channel[c].max_scale_factor = s->channel[c].scale_factors[0];
 942         for (sf = s->channel[c].scale_factors + 1; sf < sf_end; sf++) {
 943             s->channel[c].max_scale_factor =
 944                 FFMAX(s->channel[c].max_scale_factor, *sf);
 945         }
 946
 947     }
 948     return 0;
 949 }
 950
 951 /**
 952  *@brief Reconstruct the individual channel data.
 953  *@param s codec context
 954  */
 955 static void inverse_channel_transform(WMAProDecodeCtx *s)
 956 {
 957     int i;
 958
 959     for (i = 0; i < s->num_chgroups; i++) {
 960         if (s->chgroup[i].transform) {
 961             float data[WMAPRO_MAX_CHANNELS];
 962             const int num_channels = s->chgroup[i].num_channels;
 963             float** ch_data = s->chgroup[i].channel_data;
 964             float** ch_end = ch_data + num_channels;
 965             const int8_t* tb = s->chgroup[i].transform_band;
 966             int16_t* sfb;
 967
 968             /** multichannel decorrelation */
 969             for (sfb = s->cur_sfb_offsets;
 970                  sfb < s->cur_sfb_offsets + s->num_bands; sfb++) {
 971                 int y;
 972                 if (*tb++ == 1) {
 973                     /** multiply values with the decorrelation_matrix */
 974                     for (y = sfb[0]; y < FFMIN(sfb[1], s->subframe_len); y++) {
 975                         const float* mat = s->chgroup[i].decorrelation_matrix;
 976                         const float* data_end = data + num_channels;
 977                         float* data_ptr = data;
 978                         float** ch;
 979
 980                         for (ch = ch_data; ch < ch_end; ch++)
 981                             *data_ptr++ = (*ch)[y];
 982
 983                         for (ch = ch_data; ch < ch_end; ch++) {
 984                             float sum = 0;
 985                             data_ptr = data;
 986                             while (data_ptr < data_end)
 987                                 sum += *data_ptr++ * *mat++;
 988
 989                             (*ch)[y] = sum;
 990                         }
 991                     }
 992                 } else if (s->num_channels == 2) {
 993                     int len = FFMIN(sfb[1], s->subframe_len) - sfb[0];
 994                     s->dsp.vector_fmul_scalar(ch_data[0] + sfb[0],
 995                                               ch_data[0] + sfb[0],
 996                                               181.0 / 128, len);
 997                     s->dsp.vector_fmul_scalar(ch_data[1] + sfb[0],
 998                                               ch_data[1] + sfb[0],
 999                                               181.0 / 128, len);
1000                 }
1001             }
1002         }
1003     }
1004 }
1005
1006 /**
1007  *@brief Apply sine window and reconstruct the output buffer.
1008  *@param s codec context
1009  */
1010 static void wmapro_window(WMAProDecodeCtx *s)
1011 {
1012     int i;
1013     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1014         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1015         float* window;
1016         int winlen = s->channel[c].prev_block_len;
1017         float* start = s->channel[c].coeffs - (winlen >> 1);
1018
1019         if (s->subframe_len < winlen) {
1020             start += (winlen - s->subframe_len) >> 1;
1021             winlen = s->subframe_len;
1022         }
1023
1024         window = s->windows[av_log2(winlen) - BLOCK_MIN_BITS];
1025
1026         winlen >>= 1;
1027
1028         s->dsp.vector_fmul_window(start, start, start + winlen,
1029                                   window, 0, winlen);
1030
1031         s->channel[c].prev_block_len = s->subframe_len;
1032     }
1033 }
1034
1035 /**
1036  *@brief Decode a single subframe (block).
1037  *@param s codec context
1038  *@return 0 on success, < 0 when decoding failed
1039  */
1040 static int decode_subframe(WMAProDecodeCtx *s)
1041 {
1042     int offset = s->samples_per_frame;
1043     int subframe_len = s->samples_per_frame;
1044     int i;
1045     int total_samples   = s->samples_per_frame * s->num_channels;
1046     int transmit_coeffs = 0;
1047     int cur_subwoofer_cutoff;
1048
1049     s->subframe_offset = get_bits_count(&s->gb);
1050
1051     /** reset channel context and find the next block offset and size
1052         == the next block of the channel with the smallest number of
1053         decoded samples
1054     */
1055     for (i = 0; i < s->num_channels; i++) {
1056         s->channel[i].grouped = 0;
1057         if (offset > s->channel[i].decoded_samples) {
1058             offset = s->channel[i].decoded_samples;
1059             subframe_len =
1060                 s->channel[i].subframe_len[s->channel[i].cur_subframe];
1061         }
1062     }
1063
1064     dprintf(s->avctx,
1065             "processing subframe with offset %i len %i\n", offset, subframe_len);
1066
1067     /** get a list of all channels that contain the estimated block */
1068     s->channels_for_cur_subframe = 0;
1069     for (i = 0; i < s->num_channels; i++) {
1070         const int cur_subframe = s->channel[i].cur_subframe;
1071         /** substract already processed samples */
1072         total_samples -= s->channel[i].decoded_samples;
1073
1074         /** and count if there are multiple subframes that match our profile */
1075         if (offset == s->channel[i].decoded_samples &&
1076             subframe_len == s->channel[i].subframe_len[cur_subframe]) {
1077             total_samples -= s->channel[i].subframe_len[cur_subframe];
1078             s->channel[i].decoded_samples +=
1079                 s->channel[i].subframe_len[cur_subframe];
1080             s->channel_indexes_for_cur_subframe[s->channels_for_cur_subframe] = i;
1081             ++s->channels_for_cur_subframe;
1082         }
1083     }
1084
1085     /** check if the frame will be complete after processing the
1086         estimated block */
1087     if (!total_samples)
1088         s->parsed_all_subframes = 1;
1089
1090
1091     dprintf(s->avctx, "subframe is part of %i channels\n",
1092             s->channels_for_cur_subframe);
1093
1094     /** calculate number of scale factor bands and their offsets */
1095     s->table_idx         = av_log2(s->samples_per_frame/subframe_len);
1096     s->num_bands         = s->num_sfb[s->table_idx];
1097     s->cur_sfb_offsets   = s->sfb_offsets[s->table_idx];
1098     cur_subwoofer_cutoff = s->subwoofer_cutoffs[s->table_idx];
1099
1100     /** configure the decoder for the current subframe */
1101     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1102         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1103
1104         s->channel[c].coeffs = &s->channel[c].out[(s->samples_per_frame >> 1)
1105                                                   + offset];
1106     }
1107
1108     s->subframe_len = subframe_len;
1109     s->esc_len = av_log2(s->subframe_len - 1) + 1;
1110
1111     /** skip extended header if any */
1112     if (get_bits1(&s->gb)) {
1113         int num_fill_bits;
1114         if (!(num_fill_bits = get_bits(&s->gb, 2))) {
1115             int len = get_bits(&s->gb, 4);
1116             num_fill_bits = get_bits(&s->gb, len) + 1;
1117         }
1118
1119         if (num_fill_bits >= 0) {
1120             if (get_bits_count(&s->gb) + num_fill_bits > s->num_saved_bits) {
1121                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid number of fill bits\n");
1122                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1123             }
1124
1125             skip_bits_long(&s->gb, num_fill_bits);
1126         }
1127     }
1128
1129     /** no idea for what the following bit is used */
1130     if (get_bits1(&s->gb)) {
1131         av_log_ask_for_sample(s->avctx, "reserved bit set\n");
1132         return AVERROR_INVALIDDATA;
1133     }
1134
1135
1136     if (decode_channel_transform(s) < 0)
1137         return AVERROR_INVALIDDATA;
1138
1139
1140     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1141         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1142         if ((s->channel[c].transmit_coefs = get_bits1(&s->gb)))
1143             transmit_coeffs = 1;
1144     }
1145
1146     if (transmit_coeffs) {
1147         int step;
1148         int quant_step = 90 * s->bits_per_sample >> 4;
1149         if ((get_bits1(&s->gb))) {
1150             /** FIXME: might change run level mode decision */
1151             av_log_ask_for_sample(s->avctx, "unsupported quant step coding\n");
1152             return AVERROR_INVALIDDATA;
1153         }
1154         /** decode quantization step */
1155         step = get_sbits(&s->gb, 6);
1156         quant_step += step;
1157         if (step == -32 || step == 31) {
1158             const int sign = (step == 31) - 1;
1159             int quant = 0;
1160             while (get_bits_count(&s->gb) + 5 < s->num_saved_bits &&
1161                    (step = get_bits(&s->gb, 5)) == 31) {
1162                 quant += 31;
1163             }
1164             quant_step += ((quant + step) ^ sign) - sign;
1165         }
1166         if (quant_step < 0) {
1167             av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, "negative quant step\n");
1168         }
1169
1170         /** decode quantization step modifiers for every channel */
1171
1172         if (s->channels_for_cur_subframe == 1) {
1173             s->channel[s->channel_indexes_for_cur_subframe[0]].quant_step = quant_step;
1174         } else {
1175             int modifier_len = get_bits(&s->gb, 3);
1176             for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1177                 int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1178                 s->channel[c].quant_step = quant_step;
1179                 if (get_bits1(&s->gb)) {
1180                     if (modifier_len) {
1181                         s->channel[c].quant_step += get_bits(&s->gb, modifier_len) + 1;
1182                     } else
1183                         ++s->channel[c].quant_step;
1184                 }
1185             }
1186         }
1187
1188         /** decode scale factors */
1189         if (decode_scale_factors(s) < 0)
1190             return AVERROR_INVALIDDATA;
1191     }
1192
1193     dprintf(s->avctx, "BITSTREAM: subframe header length was %i\n",
1194             get_bits_count(&s->gb) - s->subframe_offset);
1195
1196     /** parse coefficients */
1197     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1198         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1199         if (s->channel[c].transmit_coefs &&
1200             get_bits_count(&s->gb) < s->num_saved_bits) {
1201             decode_coeffs(s, c);
1202         } else
1203             memset(s->channel[c].coeffs, 0,
1204                    sizeof(*s->channel[c].coeffs) * subframe_len);
1205     }
1206
1207     dprintf(s->avctx, "BITSTREAM: subframe length was %i\n",
1208             get_bits_count(&s->gb) - s->subframe_offset);
1209
1210     if (transmit_coeffs) {
1211         /** reconstruct the per channel data */
1212         inverse_channel_transform(s);
1213         for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1214             int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1215             const int* sf = s->channel[c].scale_factors;
1216             int b;
1217
1218             if (c == s->lfe_channel)
1219                 memset(&s->tmp[cur_subwoofer_cutoff], 0, sizeof(*s->tmp) *
1220                        (subframe_len - cur_subwoofer_cutoff));
1221
1222             /** inverse quantization and rescaling */
1223             for (b = 0; b < s->num_bands; b++) {
1224                 const int end = FFMIN(s->cur_sfb_offsets[b+1], s->subframe_len);
1225                 const int exp = s->channel[c].quant_step -
1226                             (s->channel[c].max_scale_factor - *sf++) *
1227                             s->channel[c].scale_factor_step;
1228                 const float quant = pow(10.0, exp / 20.0);
1229                 int start = s->cur_sfb_offsets[b];
1230                 s->dsp.vector_fmul_scalar(s->tmp + start,
1231                                           s->channel[c].coeffs + start,
1232                                           quant, end - start);
1233             }
1234
1235             /** apply imdct (ff_imdct_half == DCTIV with reverse) */
1236             ff_imdct_half(&s->mdct_ctx[av_log2(subframe_len) - BLOCK_MIN_BITS],
1237                           s->channel[c].coeffs, s->tmp);
1238         }
1239     }
1240
1241     /** window and overlapp-add */
1242     wmapro_window(s);
1243
1244     /** handled one subframe */
1245     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1246         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1247         if (s->channel[c].cur_subframe >= s->channel[c].num_subframes) {
1248             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "broken subframe\n");
1249             return AVERROR_INVALIDDATA;
1250         }
1251         ++s->channel[c].cur_subframe;
1252     }
1253
1254     return 0;
1255 }
1256
1257 /**
1258  *@brief Decode one WMA frame.
1259  *@param s codec context
1260  *@return 0 if the trailer bit indicates that this is the last frame,
1261  *        1 if there are additional frames
1262  */
1263 static int decode_frame(WMAProDecodeCtx *s)
1264 {
1265     GetBitContext* gb = &s->gb;
1266     int more_frames = 0;
1267     int len = 0;
1268     int i;
1269
1270     /** check for potential output buffer overflow */
1271     if (s->num_channels * s->samples_per_frame > s->samples_end - s->samples) {
1272         /** return an error if no frame could be decoded at all */
1273         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
1274                "not enough space for the output samples\n");
1275         s->packet_loss = 1;
1276         return 0;
1277     }
1278
1279     /** get frame length */
1280     if (s->len_prefix)
1281         len = get_bits(gb, s->log2_frame_size);
1282
1283     dprintf(s->avctx, "decoding frame with length %x\n", len);
1284
1285     /** decode tile information */
1286     if (decode_tilehdr(s)) {
1287         s->packet_loss = 1;
1288         return 0;
1289     }
1290
1291     /** read postproc transform */
1292     if (s->num_channels > 1 && get_bits1(gb)) {
1293         if (get_bits1(gb)) {
1294             for (i = 0; i < s->num_channels * s->num_channels; i++)
1295                 skip_bits(gb, 4);
1296         }
1297     }
1298
1299     /** read drc info */
1300     if (s->dynamic_range_compression) {
1301         s->drc_gain = get_bits(gb, 8);
1302         dprintf(s->avctx, "drc_gain %i\n", s->drc_gain);
1303     }
1304
1305     /** no idea what these are for, might be the number of samples
1306         that need to be skipped at the beginning or end of a stream */
1307     if (get_bits1(gb)) {
1308         int skip;
1309
1310         /** usually true for the first frame */
1311         if (get_bits1(gb)) {
1312             skip = get_bits(gb, av_log2(s->samples_per_frame * 2));
1313             dprintf(s->avctx, "start skip: %i\n", skip);
1314         }
1315
1316         /** sometimes true for the last frame */
1317         if (get_bits1(gb)) {
1318             skip = get_bits(gb, av_log2(s->samples_per_frame * 2));
1319             dprintf(s->avctx, "end skip: %i\n", skip);
1320         }
1321
1322     }
1323
1324     dprintf(s->avctx, "BITSTREAM: frame header length was %i\n",
1325             get_bits_count(gb) - s->frame_offset);
1326
1327     /** reset subframe states */
1328     s->parsed_all_subframes = 0;
1329     for (i = 0; i < s->num_channels; i++) {
1330         s->channel[i].decoded_samples = 0;
1331         s->channel[i].cur_subframe    = 0;
1332         s->channel[i].reuse_sf        = 0;
1333     }
1334
1335     /** decode all subframes */
1336     while (!s->parsed_all_subframes) {
1337         if (decode_subframe(s) < 0) {
1338             s->packet_loss = 1;
1339             return 0;
1340         }
1341     }
1342
1343     /** interleave samples and write them to the output buffer */
1344     for (i = 0; i < s->num_channels; i++) {
1345         float* ptr  = s->samples + i;
1346         int incr = s->num_channels;
1347         float* iptr = s->channel[i].out;
1348         float* iend = iptr + s->samples_per_frame;
1349
1350         // FIXME should create/use a DSP function here
1351         while (iptr < iend) {
1352             *ptr = *iptr++;
1353             ptr += incr;
1354         }
1355
1356         /** reuse second half of the IMDCT output for the next frame */
1357         memcpy(&s->channel[i].out[0],
1358                &s->channel[i].out[s->samples_per_frame],
1359                s->samples_per_frame * sizeof(*s->channel[i].out) >> 1);
1360     }
1361
1362     if (s->skip_frame) {
1363         s->skip_frame = 0;
1364     } else
1365         s->samples += s->num_channels * s->samples_per_frame;
1366
1367     if (s->len_prefix) {
1368         if (len != (get_bits_count(gb) - s->frame_offset) + 2) {
1369             /** FIXME: not sure if this is always an error */
1370             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
1371                    "frame[%i] would have to skip %i bits\n", s->frame_num,
1372                    len - (get_bits_count(gb) - s->frame_offset) - 1);
1373             s->packet_loss = 1;
1374             return 0;
1375         }
1376
1377         /** skip the rest of the frame data */
1378         skip_bits_long(gb, len - (get_bits_count(gb) - s->frame_offset) - 1);
1379     } else {
1380         while (get_bits_count(gb) < s->num_saved_bits && get_bits1(gb) == 0) {
1381         }
1382     }
1383
1384     /** decode trailer bit */
1385     more_frames = get_bits1(gb);
1386
1387     ++s->frame_num;
1388     return more_frames;
1389 }
1390
1391 /**
1392  *@brief Calculate remaining input buffer length.
1393  *@param s codec context
1394  *@param gb bitstream reader context
1395  *@return remaining size in bits
1396  */
1397 static int remaining_bits(WMAProDecodeCtx *s, GetBitContext *gb)
1398 {
1399     return s->buf_bit_size - get_bits_count(gb);
1400 }
1401
1402 /**
1403  *@brief Fill the bit reservoir with a (partial) frame.
1404  *@param s codec context
1405  *@param gb bitstream reader context
1406  *@param len length of the partial frame
1407  *@param append decides wether to reset the buffer or not
1408  */
1409 static void save_bits(WMAProDecodeCtx *s, GetBitContext* gb, int len,
1410                       int append)
1411 {
1412     int buflen;
1413
1414     /** when the frame data does not need to be concatenated, the input buffer
1415         is resetted and additional bits from the previous frame are copyed
1416         and skipped later so that a fast byte copy is possible */
1417
1418     if (!append) {
1419         s->frame_offset = get_bits_count(gb) & 7;
1420         s->num_saved_bits = s->frame_offset;
1421         init_put_bits(&s->pb, s->frame_data, MAX_FRAMESIZE);
1422     }
1423
1424     buflen = (s->num_saved_bits + len + 8) >> 3;
1425
1426     if (len <= 0 || buflen > MAX_FRAMESIZE) {
1427         av_log_ask_for_sample(s->avctx, "input buffer too small\n");
1428         s->packet_loss = 1;
1429         return;
1430     }
1431
1432     s->num_saved_bits += len;
1433     if (!append) {
1434         ff_copy_bits(&s->pb, gb->buffer + (get_bits_count(gb) >> 3),
1435                      s->num_saved_bits);
1436     } else {
1437         int align = 8 - (get_bits_count(gb) & 7);
1438         align = FFMIN(align, len);
1439         put_bits(&s->pb, align, get_bits(gb, align));
1440         len -= align;
1441         ff_copy_bits(&s->pb, gb->buffer + (get_bits_count(gb) >> 3), len);
1442     }
1443     skip_bits_long(gb, len);
1444
1445     {
1446         PutBitContext tmp = s->pb;
1447         flush_put_bits(&tmp);
1448     }
1449
1450     init_get_bits(&s->gb, s->frame_data, s->num_saved_bits);
1451     skip_bits(&s->gb, s->frame_offset);
1452 }
1453
1454 /**
1455  *@brief Decode a single WMA packet.
1456  *@param avctx codec context
1457  *@param data the output buffer
1458  *@param data_size number of bytes that were written to the output buffer
1459  *@param avpkt input packet
1460  *@return number of bytes that were read from the input buffer
1461  */
1462 static int decode_packet(AVCodecContext *avctx,
1463                          void *data, int *data_size, AVPacket* avpkt)
1464 {
1465     WMAProDecodeCtx *s = avctx->priv_data;
1466     GetBitContext* gb  = &s->pgb;
1467     const uint8_t* buf = avpkt->data;
1468     int buf_size       = avpkt->size;
1469     int num_bits_prev_frame;
1470     int packet_sequence_number;
1471
1472     s->samples       = data;
1473     s->samples_end   = (float*)((int8_t*)data + *data_size);
1474     *data_size = 0;
1475
1476     if (s->packet_done || s->packet_loss) {
1477         s->packet_done = 0;
1478         s->buf_bit_size = buf_size << 3;
1479
1480         /** sanity check for the buffer length */
1481         if (buf_size < avctx->block_align)
1482             return 0;
1483
1484         buf_size = avctx->block_align;
1485
1486         /** parse packet header */
1487         init_get_bits(gb, buf, s->buf_bit_size);
1488         packet_sequence_number = get_bits(gb, 4);
1489         skip_bits(gb, 2);
1490
1491         /** get number of bits that need to be added to the previous frame */
1492         num_bits_prev_frame = get_bits(gb, s->log2_frame_size);
1493         dprintf(avctx, "packet[%d]: nbpf %x\n", avctx->frame_number,
1494                 num_bits_prev_frame);
1495
1496         /** check for packet loss */
1497         if (!s->packet_loss &&
1498             ((s->packet_sequence_number + 1) & 0xF) != packet_sequence_number) {
1499             s->packet_loss = 1;
1500             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet loss detected! seq %x vs %x\n",
1501                    s->packet_sequence_number, packet_sequence_number);
1502         }
1503         s->packet_sequence_number = packet_sequence_number;
1504
1505         if (num_bits_prev_frame > 0) {
1506             /** append the previous frame data to the remaining data from the
1507                 previous packet to create a full frame */
1508             save_bits(s, gb, num_bits_prev_frame, 1);
1509             dprintf(avctx, "accumulated %x bits of frame data\n",
1510                     s->num_saved_bits - s->frame_offset);
1511
1512             /** decode the cross packet frame if it is valid */
1513             if (!s->packet_loss)
1514                 decode_frame(s);
1515         } else if (s->num_saved_bits - s->frame_offset) {
1516             dprintf(avctx, "ignoring %x previously saved bits\n",
1517                     s->num_saved_bits - s->frame_offset);
1518         }
1519
1520         if (s->packet_loss) {
1521             /** reset number of saved bits so that the decoder
1522                 does not start to decode incomplete frames in the
1523                 s->len_prefix == 0 case */
1524             s->num_saved_bits = 0;
1525             s->packet_loss = 0;
1526         }
1527
1528     } else {
1529         int frame_size;
1530         s->buf_bit_size = avpkt->size << 3;
1531         init_get_bits(gb, avpkt->data, s->buf_bit_size);
1532         skip_bits(gb, s->packet_offset);
1533         if (s->len_prefix && remaining_bits(s, gb) > s->log2_frame_size &&
1534             (frame_size = show_bits(gb, s->log2_frame_size)) &&
1535             frame_size <= remaining_bits(s, gb)) {
1536             save_bits(s, gb, frame_size, 0);
1537             s->packet_done = !decode_frame(s);
1538         } else if (!s->len_prefix
1539                    && s->num_saved_bits > get_bits_count(&s->gb)) {
1540             /** when the frames do not have a length prefix, we don't know
1541                 the compressed length of the individual frames
1542                 however, we know what part of a new packet belongs to the
1543                 previous frame
1544                 therefore we save the incoming packet first, then we append
1545                 the "previous frame" data from the next packet so that
1546                 we get a buffer that only contains full frames */
1547             s->packet_done = !decode_frame(s);
1548         } else
1549             s->packet_done = 1;
1550     }
1551
1552     if (s->packet_done && !s->packet_loss &&
1553         remaining_bits(s, gb) > 0) {
1554         /** save the rest of the data so that it can be decoded
1555             with the next packet */
1556         save_bits(s, gb, remaining_bits(s, gb), 0);
1557     }
1558
1559     *data_size = (int8_t *)s->samples - (int8_t *)data;
1560     s->packet_offset = get_bits_count(gb) & 7;
1561
1562     return (s->packet_loss) ? AVERROR_INVALIDDATA : get_bits_count(gb) >> 3;
1563 }
1564
1565 /**
1566  *@brief Clear decoder buffers (for seeking).
1567  *@param avctx codec context
1568  */
1569 static void flush(AVCodecContext *avctx)
1570 {
1571     WMAProDecodeCtx *s = avctx->priv_data;
1572     int i;
1573     /** reset output buffer as a part of it is used during the windowing of a
1574         new frame */
1575     for (i = 0; i < s->num_channels; i++)
1576         memset(s->channel[i].out, 0, s->samples_per_frame *
1577                sizeof(*s->channel[i].out));
1578     s->packet_loss = 1;
1579 }
1580
1581
1582 /**
1583  *@brief wmapro decoder
1584  */
1585 AVCodec wmapro_decoder = {
1586     "wmapro",
1587     AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1588     CODEC_ID_WMAPRO,
1589     sizeof(WMAProDecodeCtx),
1590     decode_init,
1591     NULL,
1592     decode_end,
1593     decode_packet,
1594     .capabilities = CODEC_CAP_SUBFRAMES,
1595     .flush= flush,
1596     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Windows Media Audio 9 Professional"),
1597 };