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 av_cold void 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     if (s->avctx->sample_rate <= 0) {
 339         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sample rate\n");
 340         return AVERROR_INVALIDDATA;
 341     }
 342
 343     s->num_channels = avctx->channels;
 344
 345     if (s->num_channels < 0) {
 346         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid number of channels %d\n", s->num_channels);
 347         return AVERROR_INVALIDDATA;
 348     } else if (s->num_channels > WMAPRO_MAX_CHANNELS) {
 349         av_log_ask_for_sample(avctx, "unsupported number of channels\n");
 350         return AVERROR_PATCHWELCOME;
 351     }
 352
 353     /** init previous block len */
 354     for (i = 0; i < s->num_channels; i++)
 355         s->channel[i].prev_block_len = s->samples_per_frame;
 356
 357     /** extract lfe channel position */
 358     s->lfe_channel = -1;
 359
 360     if (channel_mask & 8) {
 361         unsigned int mask;
 362         for (mask = 1; mask < 16; mask <<= 1) {
 363             if (channel_mask & mask)
 364                 ++s->lfe_channel;
 365         }
 366     }
 367
 368     INIT_VLC_STATIC(&sf_vlc, SCALEVLCBITS, HUFF_SCALE_SIZE,
 369                     scale_huffbits, 1, 1,
 370                     scale_huffcodes, 2, 2, 616);
 371
 372     INIT_VLC_STATIC(&sf_rl_vlc, VLCBITS, HUFF_SCALE_RL_SIZE,
 373                     scale_rl_huffbits, 1, 1,
 374                     scale_rl_huffcodes, 4, 4, 1406);
 375
 376     INIT_VLC_STATIC(&coef_vlc[0], VLCBITS, HUFF_COEF0_SIZE,
 377                     coef0_huffbits, 1, 1,
 378                     coef0_huffcodes, 4, 4, 2108);
 379
 380     INIT_VLC_STATIC(&coef_vlc[1], VLCBITS, HUFF_COEF1_SIZE,
 381                     coef1_huffbits, 1, 1,
 382                     coef1_huffcodes, 4, 4, 3912);
 383
 384     INIT_VLC_STATIC(&vec4_vlc, VLCBITS, HUFF_VEC4_SIZE,
 385                     vec4_huffbits, 1, 1,
 386                     vec4_huffcodes, 2, 2, 604);
 387
 388     INIT_VLC_STATIC(&vec2_vlc, VLCBITS, HUFF_VEC2_SIZE,
 389                     vec2_huffbits, 1, 1,
 390                     vec2_huffcodes, 2, 2, 562);
 391
 392     INIT_VLC_STATIC(&vec1_vlc, VLCBITS, HUFF_VEC1_SIZE,
 393                     vec1_huffbits, 1, 1,
 394                     vec1_huffcodes, 2, 2, 562);
 395
 396     /** calculate number of scale factor bands and their offsets
 397         for every possible block size */
 398     for (i = 0; i < num_possible_block_sizes; i++) {
 399         int subframe_len = s->samples_per_frame >> i;
 400         int x;
 401         int band = 1;
 402
 403         s->sfb_offsets[i][0] = 0;
 404
 405         for (x = 0; x < MAX_BANDS-1 && s->sfb_offsets[i][band - 1] < subframe_len; x++) {
 406             int offset = (subframe_len * 2 * critical_freq[x])
 407                           / s->avctx->sample_rate + 2;
 408             offset &= ~3;
 409             if (offset > s->sfb_offsets[i][band - 1])
 410                 s->sfb_offsets[i][band++] = offset;
 411         }
 412         s->sfb_offsets[i][band - 1] = subframe_len;
 413         s->num_sfb[i]               = band - 1;
 414     }
 415
 416
 417     /** Scale factors can be shared between blocks of different size
 418         as every block has a different scale factor band layout.
 419         The matrix sf_offsets is needed to find the correct scale factor.
 420      */
 421
 422     for (i = 0; i < num_possible_block_sizes; i++) {
 423         int b;
 424         for (b = 0; b < s->num_sfb[i]; b++) {
 425             int x;
 426             int offset = ((s->sfb_offsets[i][b]
 427                            + s->sfb_offsets[i][b + 1] - 1) << i) >> 1;
 428             for (x = 0; x < num_possible_block_sizes; x++) {
 429                 int v = 0;
 430                 while (s->sfb_offsets[x][v + 1] << x < offset)
 431                     ++v;
 432                 s->sf_offsets[i][x][b] = v;
 433             }
 434         }
 435     }
 436
 437     /** init MDCT, FIXME: only init needed sizes */
 438     for (i = 0; i < WMAPRO_BLOCK_SIZES; i++)
 439         ff_mdct_init(&s->mdct_ctx[i], WMAPRO_BLOCK_MIN_BITS+1+i, 1,
 440                      1.0 / (1 << (WMAPRO_BLOCK_MIN_BITS + i - 1))
 441                      / (1 << (s->bits_per_sample - 1)));
 442
 443     /** init MDCT windows: simple sinus window */
 444     for (i = 0; i < WMAPRO_BLOCK_SIZES; i++) {
 445         const int win_idx = WMAPRO_BLOCK_MAX_BITS - i;
 446         ff_init_ff_sine_windows(win_idx);
 447         s->windows[WMAPRO_BLOCK_SIZES - i - 1] = ff_sine_windows[win_idx];
 448     }
 449
 450     /** calculate subwoofer cutoff values */
 451     for (i = 0; i < num_possible_block_sizes; i++) {
 452         int block_size = s->samples_per_frame >> i;
 453         int cutoff = (440*block_size + 3 * (s->avctx->sample_rate >> 1) - 1)
 454                      / s->avctx->sample_rate;
 455         s->subwoofer_cutoffs[i] = av_clip(cutoff, 4, block_size);
 456     }
 457
 458     /** calculate sine values for the decorrelation matrix */
 459     for (i = 0; i < 33; i++)
 460         sin64[i] = sin(i*M_PI / 64.0);
 461
 462     if (avctx->debug & FF_DEBUG_BITSTREAM)
 463         dump_context(s);
 464
 465     avctx->channel_layout = channel_mask;
 466
 467     avcodec_get_frame_defaults(&s->frame);
 468     avctx->coded_frame = &s->frame;
 469
 470     return 0;
 471 }
 472
 473 /**
 474  *@brief Decode the subframe length.
 475  *@param s context
 476  *@param offset sample offset in the frame
 477  *@return decoded subframe length on success, < 0 in case of an error
 478  */
 479 static int decode_subframe_length(WMAProDecodeCtx *s, int offset)
 480 {
 481     int frame_len_shift = 0;
 482     int subframe_len;
 483
 484     /** no need to read from the bitstream when only one length is possible */
 485     if (offset == s->samples_per_frame - s->min_samples_per_subframe)
 486         return s->min_samples_per_subframe;
 487
 488     /** 1 bit indicates if the subframe is of maximum length */
 489     if (s->max_subframe_len_bit) {
 490         if (get_bits1(&s->gb))
 491             frame_len_shift = 1 + get_bits(&s->gb, s->subframe_len_bits-1);
 492     } else
 493         frame_len_shift = get_bits(&s->gb, s->subframe_len_bits);
 494
 495     subframe_len = s->samples_per_frame >> frame_len_shift;
 496
 497     /** sanity check the length */
 498     if (subframe_len < s->min_samples_per_subframe ||
 499         subframe_len > s->samples_per_frame) {
 500         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "broken frame: subframe_len %i\n",
 501                subframe_len);
 502         return AVERROR_INVALIDDATA;
 503     }
 504     return subframe_len;
 505 }
 506
 507 /**
 508  *@brief Decode how the data in the frame is split into subframes.
 509  *       Every WMA frame contains the encoded data for a fixed number of
 510  *       samples per channel. The data for every channel might be split
 511  *       into several subframes. This function will reconstruct the list of
 512  *       subframes for every channel.
 513  *
 514  *       If the subframes are not evenly split, the algorithm estimates the
 515  *       channels with the lowest number of total samples.
 516  *       Afterwards, for each of these channels a bit is read from the
 517  *       bitstream that indicates if the channel contains a subframe with the
 518  *       next subframe size that is going to be read from the bitstream or not.
 519  *       If a channel contains such a subframe, the subframe size gets added to
 520  *       the channel's subframe list.
 521  *       The algorithm repeats these steps until the frame is properly divided
 522  *       between the individual channels.
 523  *
 524  *@param s context
 525  *@return 0 on success, < 0 in case of an error
 526  */
 527 static int decode_tilehdr(WMAProDecodeCtx *s)
 528 {
 529     uint16_t num_samples[WMAPRO_MAX_CHANNELS] = { 0 };/**< sum of samples for all currently known subframes of a channel */
 530     uint8_t  contains_subframe[WMAPRO_MAX_CHANNELS];  /**< flag indicating if a channel contains the current subframe */
 531     int channels_for_cur_subframe = s->num_channels;  /**< number of channels that contain the current subframe */
 532     int fixed_channel_layout = 0;                     /**< flag indicating that all channels use the same subframe offsets and sizes */
 533     int min_channel_len = 0;                          /**< smallest sum of samples (channels with this length will be processed first) */
 534     int c;
 535
 536     /* Should never consume more than 3073 bits (256 iterations for the
 537      * while loop when always the minimum amount of 128 samples is substracted
 538      * from missing samples in the 8 channel case).
 539      * 1 + BLOCK_MAX_SIZE * MAX_CHANNELS / BLOCK_MIN_SIZE * (MAX_CHANNELS  + 4)
 540      */
 541
 542     /** reset tiling information */
 543     for (c = 0; c < s->num_channels; c++)
 544         s->channel[c].num_subframes = 0;
 545
 546     if (s->max_num_subframes == 1 || get_bits1(&s->gb))
 547         fixed_channel_layout = 1;
 548
 549     /** loop until the frame data is split between the subframes */
 550     do {
 551         int subframe_len;
 552
 553         /** check which channels contain the subframe */
 554         for (c = 0; c < s->num_channels; c++) {
 555             if (num_samples[c] == min_channel_len) {
 556                 if (fixed_channel_layout || channels_for_cur_subframe == 1 ||
 557                    (min_channel_len == s->samples_per_frame - s->min_samples_per_subframe))
 558                     contains_subframe[c] = 1;
 559                 else
 560                     contains_subframe[c] = get_bits1(&s->gb);
 561             } else
 562                 contains_subframe[c] = 0;
 563         }
 564
 565         /** get subframe length, subframe_len == 0 is not allowed */
 566         if ((subframe_len = decode_subframe_length(s, min_channel_len)) <= 0)
 567             return AVERROR_INVALIDDATA;
 568
 569         /** add subframes to the individual channels and find new min_channel_len */
 570         min_channel_len += subframe_len;
 571         for (c = 0; c < s->num_channels; c++) {
 572             WMAProChannelCtx* chan = &s->channel[c];
 573
 574             if (contains_subframe[c]) {
 575                 if (chan->num_subframes >= MAX_SUBFRAMES) {
 576                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
 577                            "broken frame: num subframes > 31\n");
 578                     return AVERROR_INVALIDDATA;
 579                 }
 580                 chan->subframe_len[chan->num_subframes] = subframe_len;
 581                 num_samples[c] += subframe_len;
 582                 ++chan->num_subframes;
 583                 if (num_samples[c] > s->samples_per_frame) {
 584                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "broken frame: "
 585                            "channel len > samples_per_frame\n");
 586                     return AVERROR_INVALIDDATA;
 587                 }
 588             } else if (num_samples[c] <= min_channel_len) {
 589                 if (num_samples[c] < min_channel_len) {
 590                     channels_for_cur_subframe = 0;
 591                     min_channel_len = num_samples[c];
 592                 }
 593                 ++channels_for_cur_subframe;
 594             }
 595         }
 596     } while (min_channel_len < s->samples_per_frame);
 597
 598     for (c = 0; c < s->num_channels; c++) {
 599         int i;
 600         int offset = 0;
 601         for (i = 0; i < s->channel[c].num_subframes; i++) {
 602             av_dlog(s->avctx, "frame[%i] channel[%i] subframe[%i]"
 603                     " len %i\n", s->frame_num, c, i,
 604                     s->channel[c].subframe_len[i]);
 605             s->channel[c].subframe_offset[i] = offset;
 606             offset += s->channel[c].subframe_len[i];
 607         }
 608     }
 609
 610     return 0;
 611 }
 612
 613 /**
 614  *@brief Calculate a decorrelation matrix from the bitstream parameters.
 615  *@param s codec context
 616  *@param chgroup channel group for which the matrix needs to be calculated
 617  */
 618 static void decode_decorrelation_matrix(WMAProDecodeCtx *s,
 619                                         WMAProChannelGrp *chgroup)
 620 {
 621     int i;
 622     int offset = 0;
 623     int8_t rotation_offset[WMAPRO_MAX_CHANNELS * WMAPRO_MAX_CHANNELS];
 624     memset(chgroup->decorrelation_matrix, 0, s->num_channels *
 625            s->num_channels * sizeof(*chgroup->decorrelation_matrix));
 626
 627     for (i = 0; i < chgroup->num_channels * (chgroup->num_channels - 1) >> 1; i++)
 628         rotation_offset[i] = get_bits(&s->gb, 6);
 629
 630     for (i = 0; i < chgroup->num_channels; i++)
 631         chgroup->decorrelation_matrix[chgroup->num_channels * i + i] =
 632             get_bits1(&s->gb) ? 1.0 : -1.0;
 633
 634     for (i = 1; i < chgroup->num_channels; i++) {
 635         int x;
 636         for (x = 0; x < i; x++) {
 637             int y;
 638             for (y = 0; y < i + 1; y++) {
 639                 float v1 = chgroup->decorrelation_matrix[x * chgroup->num_channels + y];
 640                 float v2 = chgroup->decorrelation_matrix[i * chgroup->num_channels + y];
 641                 int n = rotation_offset[offset + x];
 642                 float sinv;
 643                 float cosv;
 644
 645                 if (n < 32) {
 646                     sinv = sin64[n];
 647                     cosv = sin64[32 - n];
 648                 } else {
 649                     sinv =  sin64[64 -  n];
 650                     cosv = -sin64[n  - 32];
 651                 }
 652
 653                 chgroup->decorrelation_matrix[y + x * chgroup->num_channels] =
 654                                                (v1 * sinv) - (v2 * cosv);
 655                 chgroup->decorrelation_matrix[y + i * chgroup->num_channels] =
 656                                                (v1 * cosv) + (v2 * sinv);
 657             }
 658         }
 659         offset += i;
 660     }
 661 }
 662
 663 /**
 664  *@brief Decode channel transformation parameters
 665  *@param s codec context
 666  *@return 0 in case of success, < 0 in case of bitstream errors
 667  */
 668 static int decode_channel_transform(WMAProDecodeCtx* s)
 669 {
 670     int i;
 671     /* should never consume more than 1921 bits for the 8 channel case
 672      * 1 + MAX_CHANNELS * (MAX_CHANNELS + 2 + 3 * MAX_CHANNELS * MAX_CHANNELS
 673      * + MAX_CHANNELS + MAX_BANDS + 1)
 674      */
 675
 676     /** in the one channel case channel transforms are pointless */
 677     s->num_chgroups = 0;
 678     if (s->num_channels > 1) {
 679         int remaining_channels = s->channels_for_cur_subframe;
 680
 681         if (get_bits1(&s->gb)) {
 682             av_log_ask_for_sample(s->avctx,
 683                                   "unsupported channel transform bit\n");
 684             return AVERROR_INVALIDDATA;
 685         }
 686
 687         for (s->num_chgroups = 0; remaining_channels &&
 688              s->num_chgroups < s->channels_for_cur_subframe; s->num_chgroups++) {
 689             WMAProChannelGrp* chgroup = &s->chgroup[s->num_chgroups];
 690             float** channel_data = chgroup->channel_data;
 691             chgroup->num_channels = 0;
 692             chgroup->transform = 0;
 693
 694             /** decode channel mask */
 695             if (remaining_channels > 2) {
 696                 for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
 697                     int channel_idx = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
 698                     if (!s->channel[channel_idx].grouped
 699                         && get_bits1(&s->gb)) {
 700                         ++chgroup->num_channels;
 701                         s->channel[channel_idx].grouped = 1;
 702                         *channel_data++ = s->channel[channel_idx].coeffs;
 703                     }
 704                 }
 705             } else {
 706                 chgroup->num_channels = remaining_channels;
 707                 for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
 708                     int channel_idx = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
 709                     if (!s->channel[channel_idx].grouped)
 710                         *channel_data++ = s->channel[channel_idx].coeffs;
 711                     s->channel[channel_idx].grouped = 1;
 712                 }
 713             }
 714
 715             /** decode transform type */
 716             if (chgroup->num_channels == 2) {
 717                 if (get_bits1(&s->gb)) {
 718                     if (get_bits1(&s->gb)) {
 719                         av_log_ask_for_sample(s->avctx,
 720                                               "unsupported channel transform type\n");
 721                     }
 722                 } else {
 723                     chgroup->transform = 1;
 724                     if (s->num_channels == 2) {
 725                         chgroup->decorrelation_matrix[0] =  1.0;
 726                         chgroup->decorrelation_matrix[1] = -1.0;
 727                         chgroup->decorrelation_matrix[2] =  1.0;
 728                         chgroup->decorrelation_matrix[3] =  1.0;
 729                     } else {
 730                         /** cos(pi/4) */
 731                         chgroup->decorrelation_matrix[0] =  0.70703125;
 732                         chgroup->decorrelation_matrix[1] = -0.70703125;
 733                         chgroup->decorrelation_matrix[2] =  0.70703125;
 734                         chgroup->decorrelation_matrix[3] =  0.70703125;
 735                     }
 736                 }
 737             } else if (chgroup->num_channels > 2) {
 738                 if (get_bits1(&s->gb)) {
 739                     chgroup->transform = 1;
 740                     if (get_bits1(&s->gb)) {
 741                         decode_decorrelation_matrix(s, chgroup);
 742                     } else {
 743                         /** FIXME: more than 6 coupled channels not supported */
 744                         if (chgroup->num_channels > 6) {
 745                             av_log_ask_for_sample(s->avctx,
 746                                                   "coupled channels > 6\n");
 747                         } else {
 748                             memcpy(chgroup->decorrelation_matrix,
 749                                    default_decorrelation[chgroup->num_channels],
 750                                    chgroup->num_channels * chgroup->num_channels *
 751                                    sizeof(*chgroup->decorrelation_matrix));
 752                         }
 753                     }
 754                 }
 755             }
 756
 757             /** decode transform on / off */
 758             if (chgroup->transform) {
 759                 if (!get_bits1(&s->gb)) {
 760                     int i;
 761                     /** transform can be enabled for individual bands */
 762                     for (i = 0; i < s->num_bands; i++) {
 763                         chgroup->transform_band[i] = get_bits1(&s->gb);
 764                     }
 765                 } else {
 766                     memset(chgroup->transform_band, 1, s->num_bands);
 767                 }
 768             }
 769             remaining_channels -= chgroup->num_channels;
 770         }
 771     }
 772     return 0;
 773 }
 774
 775 /**
 776  *@brief Extract the coefficients from the bitstream.
 777  *@param s codec context
 778  *@param c current channel number
 779  *@return 0 on success, < 0 in case of bitstream errors
 780  */
 781 static int decode_coeffs(WMAProDecodeCtx *s, int c)
 782 {
 783     /* Integers 0..15 as single-precision floats.  The table saves a
 784        costly int to float conversion, and storing the values as
 785        integers allows fast sign-flipping. */
 786     static const uint32_t fval_tab[16] = {
 787         0x00000000, 0x3f800000, 0x40000000, 0x40400000,
 788         0x40800000, 0x40a00000, 0x40c00000, 0x40e00000,
 789         0x41000000, 0x41100000, 0x41200000, 0x41300000,
 790         0x41400000, 0x41500000, 0x41600000, 0x41700000,
 791     };
 792     int vlctable;
 793     VLC* vlc;
 794     WMAProChannelCtx* ci = &s->channel[c];
 795     int rl_mode = 0;
 796     int cur_coeff = 0;
 797     int num_zeros = 0;
 798     const uint16_t* run;
 799     const float* level;
 800
 801     av_dlog(s->avctx, "decode coefficients for channel %i\n", c);
 802
 803     vlctable = get_bits1(&s->gb);
 804     vlc = &coef_vlc[vlctable];
 805
 806     if (vlctable) {
 807         run = coef1_run;
 808         level = coef1_level;
 809     } else {
 810         run = coef0_run;
 811         level = coef0_level;
 812     }
 813
 814     /** decode vector coefficients (consumes up to 167 bits per iteration for
 815       4 vector coded large values) */
 816     while ((s->transmit_num_vec_coeffs || !rl_mode) &&
 817            (cur_coeff + 3 < ci->num_vec_coeffs)) {
 818         uint32_t vals[4];
 819         int i;
 820         unsigned int idx;
 821
 822         idx = get_vlc2(&s->gb, vec4_vlc.table, VLCBITS, VEC4MAXDEPTH);
 823
 824         if (idx == HUFF_VEC4_SIZE - 1) {
 825             for (i = 0; i < 4; i += 2) {
 826                 idx = get_vlc2(&s->gb, vec2_vlc.table, VLCBITS, VEC2MAXDEPTH);
 827                 if (idx == HUFF_VEC2_SIZE - 1) {
 828                     uint32_t v0, v1;
 829                     v0 = get_vlc2(&s->gb, vec1_vlc.table, VLCBITS, VEC1MAXDEPTH);
 830                     if (v0 == HUFF_VEC1_SIZE - 1)
 831                         v0 += ff_wma_get_large_val(&s->gb);
 832                     v1 = get_vlc2(&s->gb, vec1_vlc.table, VLCBITS, VEC1MAXDEPTH);
 833                     if (v1 == HUFF_VEC1_SIZE - 1)
 834                         v1 += ff_wma_get_large_val(&s->gb);
 835                     vals[i  ] = av_float2int(v0);
 836                     vals[i+1] = av_float2int(v1);
 837                 } else {
 838                     vals[i]   = fval_tab[symbol_to_vec2[idx] >> 4 ];
 839                     vals[i+1] = fval_tab[symbol_to_vec2[idx] & 0xF];
 840                 }
 841             }
 842         } else {
 843             vals[0] = fval_tab[ symbol_to_vec4[idx] >> 12      ];
 844             vals[1] = fval_tab[(symbol_to_vec4[idx] >> 8) & 0xF];
 845             vals[2] = fval_tab[(symbol_to_vec4[idx] >> 4) & 0xF];
 846             vals[3] = fval_tab[ symbol_to_vec4[idx]       & 0xF];
 847         }
 848
 849         /** decode sign */
 850         for (i = 0; i < 4; i++) {
 851             if (vals[i]) {
 852                 uint32_t sign = get_bits1(&s->gb) - 1;
 853                 AV_WN32A(&ci->coeffs[cur_coeff], vals[i] ^ sign << 31);
 854                 num_zeros = 0;
 855             } else {
 856                 ci->coeffs[cur_coeff] = 0;
 857                 /** switch to run level mode when subframe_len / 128 zeros
 858                     were found in a row */
 859                 rl_mode |= (++num_zeros > s->subframe_len >> 8);
 860             }
 861             ++cur_coeff;
 862         }
 863     }
 864
 865     /** decode run level coded coefficients */
 866     if (cur_coeff < s->subframe_len) {
 867         memset(&ci->coeffs[cur_coeff], 0,
 868                sizeof(*ci->coeffs) * (s->subframe_len - cur_coeff));
 869         if (ff_wma_run_level_decode(s->avctx, &s->gb, vlc,
 870                                     level, run, 1, ci->coeffs,
 871                                     cur_coeff, s->subframe_len,
 872                                     s->subframe_len, s->esc_len, 0))
 873             return AVERROR_INVALIDDATA;
 874     }
 875
 876     return 0;
 877 }
 878
 879 /**
 880  *@brief Extract scale factors from the bitstream.
 881  *@param s codec context
 882  *@return 0 on success, < 0 in case of bitstream errors
 883  */
 884 static int decode_scale_factors(WMAProDecodeCtx* s)
 885 {
 886     int i;
 887
 888     /** should never consume more than 5344 bits
 889      *  MAX_CHANNELS * (1 +  MAX_BANDS * 23)
 890      */
 891
 892     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
 893         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
 894         int* sf;
 895         int* sf_end;
 896         s->channel[c].scale_factors = s->channel[c].saved_scale_factors[!s->channel[c].scale_factor_idx];
 897         sf_end = s->channel[c].scale_factors + s->num_bands;
 898
 899         /** resample scale factors for the new block size
 900          *  as the scale factors might need to be resampled several times
 901          *  before some  new values are transmitted, a backup of the last
 902          *  transmitted scale factors is kept in saved_scale_factors
 903          */
 904         if (s->channel[c].reuse_sf) {
 905             const int8_t* sf_offsets = s->sf_offsets[s->table_idx][s->channel[c].table_idx];
 906             int b;
 907             for (b = 0; b < s->num_bands; b++)
 908                 s->channel[c].scale_factors[b] =
 909                     s->channel[c].saved_scale_factors[s->channel[c].scale_factor_idx][*sf_offsets++];
 910         }
 911
 912         if (!s->channel[c].cur_subframe || get_bits1(&s->gb)) {
 913
 914             if (!s->channel[c].reuse_sf) {
 915                 int val;
 916                 /** decode DPCM coded scale factors */
 917                 s->channel[c].scale_factor_step = get_bits(&s->gb, 2) + 1;
 918                 val = 45 / s->channel[c].scale_factor_step;
 919                 for (sf = s->channel[c].scale_factors; sf < sf_end; sf++) {
 920                     val += get_vlc2(&s->gb, sf_vlc.table, SCALEVLCBITS, SCALEMAXDEPTH) - 60;
 921                     *sf = val;
 922                 }
 923             } else {
 924                 int i;
 925                 /** run level decode differences to the resampled factors */
 926                 for (i = 0; i < s->num_bands; i++) {
 927                     int idx;
 928                     int skip;
 929                     int val;
 930                     int sign;
 931
 932                     idx = get_vlc2(&s->gb, sf_rl_vlc.table, VLCBITS, SCALERLMAXDEPTH);
 933
 934                     if (!idx) {
 935                         uint32_t code = get_bits(&s->gb, 14);
 936                         val  =  code >> 6;
 937                         sign = (code & 1) - 1;
 938                         skip = (code & 0x3f) >> 1;
 939                     } else if (idx == 1) {
 940                         break;
 941                     } else {
 942                         skip = scale_rl_run[idx];
 943                         val  = scale_rl_level[idx];
 944                         sign = get_bits1(&s->gb)-1;
 945                     }
 946
 947                     i += skip;
 948                     if (i >= s->num_bands) {
 949                         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
 950                                "invalid scale factor coding\n");
 951                         return AVERROR_INVALIDDATA;
 952                     }
 953                     s->channel[c].scale_factors[i] += (val ^ sign) - sign;
 954                 }
 955             }
 956             /** swap buffers */
 957             s->channel[c].scale_factor_idx = !s->channel[c].scale_factor_idx;
 958             s->channel[c].table_idx = s->table_idx;
 959             s->channel[c].reuse_sf  = 1;
 960         }
 961
 962         /** calculate new scale factor maximum */
 963         s->channel[c].max_scale_factor = s->channel[c].scale_factors[0];
 964         for (sf = s->channel[c].scale_factors + 1; sf < sf_end; sf++) {
 965             s->channel[c].max_scale_factor =
 966                 FFMAX(s->channel[c].max_scale_factor, *sf);
 967         }
 968
 969     }
 970     return 0;
 971 }
 972
 973 /**
 974  *@brief Reconstruct the individual channel data.
 975  *@param s codec context
 976  */
 977 static void inverse_channel_transform(WMAProDecodeCtx *s)
 978 {
 979     int i;
 980
 981     for (i = 0; i < s->num_chgroups; i++) {
 982         if (s->chgroup[i].transform) {
 983             float data[WMAPRO_MAX_CHANNELS];
 984             const int num_channels = s->chgroup[i].num_channels;
 985             float** ch_data = s->chgroup[i].channel_data;
 986             float** ch_end = ch_data + num_channels;
 987             const int8_t* tb = s->chgroup[i].transform_band;
 988             int16_t* sfb;
 989
 990             /** multichannel decorrelation */
 991             for (sfb = s->cur_sfb_offsets;
 992                  sfb < s->cur_sfb_offsets + s->num_bands; sfb++) {
 993                 int y;
 994                 if (*tb++ == 1) {
 995                     /** multiply values with the decorrelation_matrix */
 996                     for (y = sfb[0]; y < FFMIN(sfb[1], s->subframe_len); y++) {
 997                         const float* mat = s->chgroup[i].decorrelation_matrix;
 998                         const float* data_end = data + num_channels;
 999                         float* data_ptr = data;
1000                         float** ch;
1001
1002                         for (ch = ch_data; ch < ch_end; ch++)
1003                             *data_ptr++ = (*ch)[y];
1004
1005                         for (ch = ch_data; ch < ch_end; ch++) {
1006                             float sum = 0;
1007                             data_ptr = data;
1008                             while (data_ptr < data_end)
1009                                 sum += *data_ptr++ * *mat++;
1010
1011                             (*ch)[y] = sum;
1012                         }
1013                     }
1014                 } else if (s->num_channels == 2) {
1015                     int len = FFMIN(sfb[1], s->subframe_len) - sfb[0];
1016                     s->dsp.vector_fmul_scalar(ch_data[0] + sfb[0],
1017                                               ch_data[0] + sfb[0],
1018                                               181.0 / 128, len);
1019                     s->dsp.vector_fmul_scalar(ch_data[1] + sfb[0],
1020                                               ch_data[1] + sfb[0],
1021                                               181.0 / 128, len);
1022                 }
1023             }
1024         }
1025     }
1026 }
1027
1028 /**
1029  *@brief Apply sine window and reconstruct the output buffer.
1030  *@param s codec context
1031  */
1032 static void wmapro_window(WMAProDecodeCtx *s)
1033 {
1034     int i;
1035     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1036         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1037         float* window;
1038         int winlen = s->channel[c].prev_block_len;
1039         float* start = s->channel[c].coeffs - (winlen >> 1);
1040
1041         if (s->subframe_len < winlen) {
1042             start += (winlen - s->subframe_len) >> 1;
1043             winlen = s->subframe_len;
1044         }
1045
1046         window = s->windows[av_log2(winlen) - WMAPRO_BLOCK_MIN_BITS];
1047
1048         winlen >>= 1;
1049
1050         s->dsp.vector_fmul_window(start, start, start + winlen,
1051                                   window, winlen);
1052
1053         s->channel[c].prev_block_len = s->subframe_len;
1054     }
1055 }
1056
1057 /**
1058  *@brief Decode a single subframe (block).
1059  *@param s codec context
1060  *@return 0 on success, < 0 when decoding failed
1061  */
1062 static int decode_subframe(WMAProDecodeCtx *s)
1063 {
1064     int offset = s->samples_per_frame;
1065     int subframe_len = s->samples_per_frame;
1066     int i;
1067     int total_samples   = s->samples_per_frame * s->num_channels;
1068     int transmit_coeffs = 0;
1069     int cur_subwoofer_cutoff;
1070
1071     s->subframe_offset = get_bits_count(&s->gb);
1072
1073     /** reset channel context and find the next block offset and size
1074         == the next block of the channel with the smallest number of
1075         decoded samples
1076     */
1077     for (i = 0; i < s->num_channels; i++) {
1078         s->channel[i].grouped = 0;
1079         if (offset > s->channel[i].decoded_samples) {
1080             offset = s->channel[i].decoded_samples;
1081             subframe_len =
1082                 s->channel[i].subframe_len[s->channel[i].cur_subframe];
1083         }
1084     }
1085
1086     av_dlog(s->avctx,
1087             "processing subframe with offset %i len %i\n", offset, subframe_len);
1088
1089     /** get a list of all channels that contain the estimated block */
1090     s->channels_for_cur_subframe = 0;
1091     for (i = 0; i < s->num_channels; i++) {
1092         const int cur_subframe = s->channel[i].cur_subframe;
1093         /** substract already processed samples */
1094         total_samples -= s->channel[i].decoded_samples;
1095
1096         /** and count if there are multiple subframes that match our profile */
1097         if (offset == s->channel[i].decoded_samples &&
1098             subframe_len == s->channel[i].subframe_len[cur_subframe]) {
1099             total_samples -= s->channel[i].subframe_len[cur_subframe];
1100             s->channel[i].decoded_samples +=
1101                 s->channel[i].subframe_len[cur_subframe];
1102             s->channel_indexes_for_cur_subframe[s->channels_for_cur_subframe] = i;
1103             ++s->channels_for_cur_subframe;
1104         }
1105     }
1106
1107     /** check if the frame will be complete after processing the
1108         estimated block */
1109     if (!total_samples)
1110         s->parsed_all_subframes = 1;
1111
1112
1113     av_dlog(s->avctx, "subframe is part of %i channels\n",
1114             s->channels_for_cur_subframe);
1115
1116     /** calculate number of scale factor bands and their offsets */
1117     s->table_idx         = av_log2(s->samples_per_frame/subframe_len);
1118     s->num_bands         = s->num_sfb[s->table_idx];
1119     s->cur_sfb_offsets   = s->sfb_offsets[s->table_idx];
1120     cur_subwoofer_cutoff = s->subwoofer_cutoffs[s->table_idx];
1121
1122     /** configure the decoder for the current subframe */
1123     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1124         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1125
1126         s->channel[c].coeffs = &s->channel[c].out[(s->samples_per_frame >> 1)
1127                                                   + offset];
1128     }
1129
1130     s->subframe_len = subframe_len;
1131     s->esc_len = av_log2(s->subframe_len - 1) + 1;
1132
1133     /** skip extended header if any */
1134     if (get_bits1(&s->gb)) {
1135         int num_fill_bits;
1136         if (!(num_fill_bits = get_bits(&s->gb, 2))) {
1137             int len = get_bits(&s->gb, 4);
1138             num_fill_bits = get_bits(&s->gb, len) + 1;
1139         }
1140
1141         if (num_fill_bits >= 0) {
1142             if (get_bits_count(&s->gb) + num_fill_bits > s->num_saved_bits) {
1143                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid number of fill bits\n");
1144                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1145             }
1146
1147             skip_bits_long(&s->gb, num_fill_bits);
1148         }
1149     }
1150
1151     /** no idea for what the following bit is used */
1152     if (get_bits1(&s->gb)) {
1153         av_log_ask_for_sample(s->avctx, "reserved bit set\n");
1154         return AVERROR_INVALIDDATA;
1155     }
1156
1157
1158     if (decode_channel_transform(s) < 0)
1159         return AVERROR_INVALIDDATA;
1160
1161
1162     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1163         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1164         if ((s->channel[c].transmit_coefs = get_bits1(&s->gb)))
1165             transmit_coeffs = 1;
1166     }
1167
1168     if (transmit_coeffs) {
1169         int step;
1170         int quant_step = 90 * s->bits_per_sample >> 4;
1171
1172         /** decode number of vector coded coefficients */
1173         if ((s->transmit_num_vec_coeffs = get_bits1(&s->gb))) {
1174             int num_bits = av_log2((s->subframe_len + 3)/4) + 1;
1175             for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1176                 int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1177                 s->channel[c].num_vec_coeffs = get_bits(&s->gb, num_bits) << 2;
1178             }
1179         } else {
1180             for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1181                 int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1182                 s->channel[c].num_vec_coeffs = s->subframe_len;
1183             }
1184         }
1185         /** decode quantization step */
1186         step = get_sbits(&s->gb, 6);
1187         quant_step += step;
1188         if (step == -32 || step == 31) {
1189             const int sign = (step == 31) - 1;
1190             int quant = 0;
1191             while (get_bits_count(&s->gb) + 5 < s->num_saved_bits &&
1192                    (step = get_bits(&s->gb, 5)) == 31) {
1193                 quant += 31;
1194             }
1195             quant_step += ((quant + step) ^ sign) - sign;
1196         }
1197         if (quant_step < 0) {
1198             av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, "negative quant step\n");
1199         }
1200
1201         /** decode quantization step modifiers for every channel */
1202
1203         if (s->channels_for_cur_subframe == 1) {
1204             s->channel[s->channel_indexes_for_cur_subframe[0]].quant_step = quant_step;
1205         } else {
1206             int modifier_len = get_bits(&s->gb, 3);
1207             for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1208                 int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1209                 s->channel[c].quant_step = quant_step;
1210                 if (get_bits1(&s->gb)) {
1211                     if (modifier_len) {
1212                         s->channel[c].quant_step += get_bits(&s->gb, modifier_len) + 1;
1213                     } else
1214                         ++s->channel[c].quant_step;
1215                 }
1216             }
1217         }
1218
1219         /** decode scale factors */
1220         if (decode_scale_factors(s) < 0)
1221             return AVERROR_INVALIDDATA;
1222     }
1223
1224     av_dlog(s->avctx, "BITSTREAM: subframe header length was %i\n",
1225             get_bits_count(&s->gb) - s->subframe_offset);
1226
1227     /** parse coefficients */
1228     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1229         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1230         if (s->channel[c].transmit_coefs &&
1231             get_bits_count(&s->gb) < s->num_saved_bits) {
1232             decode_coeffs(s, c);
1233         } else
1234             memset(s->channel[c].coeffs, 0,
1235                    sizeof(*s->channel[c].coeffs) * subframe_len);
1236     }
1237
1238     av_dlog(s->avctx, "BITSTREAM: subframe length was %i\n",
1239             get_bits_count(&s->gb) - s->subframe_offset);
1240
1241     if (transmit_coeffs) {
1242         FFTContext *mdct = &s->mdct_ctx[av_log2(subframe_len) - WMAPRO_BLOCK_MIN_BITS];
1243         /** reconstruct the per channel data */
1244         inverse_channel_transform(s);
1245         for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1246             int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1247             const int* sf = s->channel[c].scale_factors;
1248             int b;
1249
1250             if (c == s->lfe_channel)
1251                 memset(&s->tmp[cur_subwoofer_cutoff], 0, sizeof(*s->tmp) *
1252                        (subframe_len - cur_subwoofer_cutoff));
1253
1254             /** inverse quantization and rescaling */
1255             for (b = 0; b < s->num_bands; b++) {
1256                 const int end = FFMIN(s->cur_sfb_offsets[b+1], s->subframe_len);
1257                 const int exp = s->channel[c].quant_step -
1258                             (s->channel[c].max_scale_factor - *sf++) *
1259                             s->channel[c].scale_factor_step;
1260                 const float quant = pow(10.0, exp / 20.0);
1261                 int start = s->cur_sfb_offsets[b];
1262                 s->dsp.vector_fmul_scalar(s->tmp + start,
1263                                           s->channel[c].coeffs + start,
1264                                           quant, end - start);
1265             }
1266
1267             /** apply imdct (imdct_half == DCTIV with reverse) */
1268             mdct->imdct_half(mdct, s->channel[c].coeffs, s->tmp);
1269         }
1270     }
1271
1272     /** window and overlapp-add */
1273     wmapro_window(s);
1274
1275     /** handled one subframe */
1276     for (i = 0; i < s->channels_for_cur_subframe; i++) {
1277         int c = s->channel_indexes_for_cur_subframe[i];
1278         if (s->channel[c].cur_subframe >= s->channel[c].num_subframes) {
1279             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "broken subframe\n");
1280             return AVERROR_INVALIDDATA;
1281         }
1282         ++s->channel[c].cur_subframe;
1283     }
1284
1285     return 0;
1286 }
1287
1288 /**
1289  *@brief Decode one WMA frame.
1290  *@param s codec context
1291  *@return 0 if the trailer bit indicates that this is the last frame,
1292  *        1 if there are additional frames
1293  */
1294 static int decode_frame(WMAProDecodeCtx *s, int *got_frame_ptr)
1295 {
1296     AVCodecContext *avctx = s->avctx;
1297     GetBitContext* gb = &s->gb;
1298     int more_frames = 0;
1299     int len = 0;
1300     int i, ret;
1301     const float *out_ptr[WMAPRO_MAX_CHANNELS];
1302     float *samples;
1303
1304     /** get frame length */
1305     if (s->len_prefix)
1306         len = get_bits(gb, s->log2_frame_size);
1307
1308     av_dlog(s->avctx, "decoding frame with length %x\n", len);
1309
1310     /** decode tile information */
1311     if (decode_tilehdr(s)) {
1312         s->packet_loss = 1;
1313         return 0;
1314     }
1315
1316     /** read postproc transform */
1317     if (s->num_channels > 1 && get_bits1(gb)) {
1318         if (get_bits1(gb)) {
1319             for (i = 0; i < s->num_channels * s->num_channels; i++)
1320                 skip_bits(gb, 4);
1321         }
1322     }
1323
1324     /** read drc info */
1325     if (s->dynamic_range_compression) {
1326         s->drc_gain = get_bits(gb, 8);
1327         av_dlog(s->avctx, "drc_gain %i\n", s->drc_gain);
1328     }
1329
1330     /** no idea what these are for, might be the number of samples
1331         that need to be skipped at the beginning or end of a stream */
1332     if (get_bits1(gb)) {
1333         int av_unused skip;
1334
1335         /** usually true for the first frame */
1336         if (get_bits1(gb)) {
1337             skip = get_bits(gb, av_log2(s->samples_per_frame * 2));
1338             av_dlog(s->avctx, "start skip: %i\n", skip);
1339         }
1340
1341         /** sometimes true for the last frame */
1342         if (get_bits1(gb)) {
1343             skip = get_bits(gb, av_log2(s->samples_per_frame * 2));
1344             av_dlog(s->avctx, "end skip: %i\n", skip);
1345         }
1346
1347     }
1348
1349     av_dlog(s->avctx, "BITSTREAM: frame header length was %i\n",
1350             get_bits_count(gb) - s->frame_offset);
1351
1352     /** reset subframe states */
1353     s->parsed_all_subframes = 0;
1354     for (i = 0; i < s->num_channels; i++) {
1355         s->channel[i].decoded_samples = 0;
1356         s->channel[i].cur_subframe    = 0;
1357         s->channel[i].reuse_sf        = 0;
1358     }
1359
1360     /** decode all subframes */
1361     while (!s->parsed_all_subframes) {
1362         if (decode_subframe(s) < 0) {
1363             s->packet_loss = 1;
1364             return 0;
1365         }
1366     }
1367
1368     /* get output buffer */
1369     s->frame.nb_samples = s->samples_per_frame;
1370     if ((ret = avctx->get_buffer(avctx, &s->frame)) < 0) {
1371         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
1372         s->packet_loss = 1;
1373         return 0;
1374     }
1375     samples = (float *)s->frame.data[0];
1376
1377     /** interleave samples and write them to the output buffer */
1378     for (i = 0; i < s->num_channels; i++)
1379         out_ptr[i] = s->channel[i].out;
1380     s->fmt_conv.float_interleave(samples, out_ptr, s->samples_per_frame,
1381                                  s->num_channels);
1382
1383     for (i = 0; i < s->num_channels; i++) {
1384         /** reuse second half of the IMDCT output for the next frame */
1385         memcpy(&s->channel[i].out[0],
1386                &s->channel[i].out[s->samples_per_frame],
1387                s->samples_per_frame * sizeof(*s->channel[i].out) >> 1);
1388     }
1389
1390     if (s->skip_frame) {
1391         s->skip_frame = 0;
1392         *got_frame_ptr = 0;
1393     } else {
1394         *got_frame_ptr = 1;
1395     }
1396
1397     if (s->len_prefix) {
1398         if (len != (get_bits_count(gb) - s->frame_offset) + 2) {
1399             /** FIXME: not sure if this is always an error */
1400             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
1401                    "frame[%i] would have to skip %i bits\n", s->frame_num,
1402                    len - (get_bits_count(gb) - s->frame_offset) - 1);
1403             s->packet_loss = 1;
1404             return 0;
1405         }
1406
1407         /** skip the rest of the frame data */
1408         skip_bits_long(gb, len - (get_bits_count(gb) - s->frame_offset) - 1);
1409     } else {
1410         while (get_bits_count(gb) < s->num_saved_bits && get_bits1(gb) == 0) {
1411         }
1412     }
1413
1414     /** decode trailer bit */
1415     more_frames = get_bits1(gb);
1416
1417     ++s->frame_num;
1418     return more_frames;
1419 }
1420
1421 /**
1422  *@brief Calculate remaining input buffer length.
1423  *@param s codec context
1424  *@param gb bitstream reader context
1425  *@return remaining size in bits
1426  */
1427 static int remaining_bits(WMAProDecodeCtx *s, GetBitContext *gb)
1428 {
1429     return s->buf_bit_size - get_bits_count(gb);
1430 }
1431
1432 /**
1433  *@brief Fill the bit reservoir with a (partial) frame.
1434  *@param s codec context
1435  *@param gb bitstream reader context
1436  *@param len length of the partial frame
1437  *@param append decides whether to reset the buffer or not
1438  */
1439 static void save_bits(WMAProDecodeCtx *s, GetBitContext* gb, int len,
1440                       int append)
1441 {
1442     int buflen;
1443
1444     /** when the frame data does not need to be concatenated, the input buffer
1445         is resetted and additional bits from the previous frame are copyed
1446         and skipped later so that a fast byte copy is possible */
1447
1448     if (!append) {
1449         s->frame_offset = get_bits_count(gb) & 7;
1450         s->num_saved_bits = s->frame_offset;
1451         init_put_bits(&s->pb, s->frame_data, MAX_FRAMESIZE);
1452     }
1453
1454     buflen = (s->num_saved_bits + len + 8) >> 3;
1455
1456     if (len <= 0 || buflen > MAX_FRAMESIZE) {
1457         av_log_ask_for_sample(s->avctx, "input buffer too small\n");
1458         s->packet_loss = 1;
1459         return;
1460     }
1461
1462     s->num_saved_bits += len;
1463     if (!append) {
1464         avpriv_copy_bits(&s->pb, gb->buffer + (get_bits_count(gb) >> 3),
1465                      s->num_saved_bits);
1466     } else {
1467         int align = 8 - (get_bits_count(gb) & 7);
1468         align = FFMIN(align, len);
1469         put_bits(&s->pb, align, get_bits(gb, align));
1470         len -= align;
1471         avpriv_copy_bits(&s->pb, gb->buffer + (get_bits_count(gb) >> 3), len);
1472     }
1473     skip_bits_long(gb, len);
1474
1475     {
1476         PutBitContext tmp = s->pb;
1477         flush_put_bits(&tmp);
1478     }
1479
1480     init_get_bits(&s->gb, s->frame_data, s->num_saved_bits);
1481     skip_bits(&s->gb, s->frame_offset);
1482 }
1483
1484 /**
1485  *@brief Decode a single WMA packet.
1486  *@param avctx codec context
1487  *@param data the output buffer
1488  *@param avpkt input packet
1489  *@return number of bytes that were read from the input buffer
1490  */
1491 static int decode_packet(AVCodecContext *avctx, void *data,
1492                          int *got_frame_ptr, AVPacket* avpkt)
1493 {
1494     WMAProDecodeCtx *s = avctx->priv_data;
1495     GetBitContext* gb  = &s->pgb;
1496     const uint8_t* buf = avpkt->data;
1497     int buf_size       = avpkt->size;
1498     int num_bits_prev_frame;
1499     int packet_sequence_number;
1500
1501     *got_frame_ptr = 0;
1502
1503     if (s->packet_done || s->packet_loss) {
1504         s->packet_done = 0;
1505
1506         /** sanity check for the buffer length */
1507         if (buf_size < avctx->block_align)
1508             return 0;
1509
1510         s->next_packet_start = buf_size - avctx->block_align;
1511         buf_size = avctx->block_align;
1512         s->buf_bit_size = buf_size << 3;
1513
1514         /** parse packet header */
1515         init_get_bits(gb, buf, s->buf_bit_size);
1516         packet_sequence_number = get_bits(gb, 4);
1517         skip_bits(gb, 2);
1518
1519         /** get number of bits that need to be added to the previous frame */
1520         num_bits_prev_frame = get_bits(gb, s->log2_frame_size);
1521         av_dlog(avctx, "packet[%d]: nbpf %x\n", avctx->frame_number,
1522                 num_bits_prev_frame);
1523
1524         /** check for packet loss */
1525         if (!s->packet_loss &&
1526             ((s->packet_sequence_number + 1) & 0xF) != packet_sequence_number) {
1527             s->packet_loss = 1;
1528             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet loss detected! seq %x vs %x\n",
1529                    s->packet_sequence_number, packet_sequence_number);
1530         }
1531         s->packet_sequence_number = packet_sequence_number;
1532
1533         if (num_bits_prev_frame > 0) {
1534             int remaining_packet_bits = s->buf_bit_size - get_bits_count(gb);
1535             if (num_bits_prev_frame >= remaining_packet_bits) {
1536                 num_bits_prev_frame = remaining_packet_bits;
1537                 s->packet_done = 1;
1538             }
1539
1540             /** append the previous frame data to the remaining data from the
1541                 previous packet to create a full frame */
1542             save_bits(s, gb, num_bits_prev_frame, 1);
1543             av_dlog(avctx, "accumulated %x bits of frame data\n",
1544                     s->num_saved_bits - s->frame_offset);
1545
1546             /** decode the cross packet frame if it is valid */
1547             if (!s->packet_loss)
1548                 decode_frame(s, got_frame_ptr);
1549         } else if (s->num_saved_bits - s->frame_offset) {
1550             av_dlog(avctx, "ignoring %x previously saved bits\n",
1551                     s->num_saved_bits - s->frame_offset);
1552         }
1553
1554         if (s->packet_loss) {
1555             /** reset number of saved bits so that the decoder
1556                 does not start to decode incomplete frames in the
1557                 s->len_prefix == 0 case */
1558             s->num_saved_bits = 0;
1559             s->packet_loss = 0;
1560         }
1561
1562     } else {
1563         int frame_size;
1564         s->buf_bit_size = (avpkt->size - s->next_packet_start) << 3;
1565         init_get_bits(gb, avpkt->data, s->buf_bit_size);
1566         skip_bits(gb, s->packet_offset);
1567         if (s->len_prefix && remaining_bits(s, gb) > s->log2_frame_size &&
1568             (frame_size = show_bits(gb, s->log2_frame_size)) &&
1569             frame_size <= remaining_bits(s, gb)) {
1570             save_bits(s, gb, frame_size, 0);
1571             s->packet_done = !decode_frame(s, got_frame_ptr);
1572         } else if (!s->len_prefix
1573                    && s->num_saved_bits > get_bits_count(&s->gb)) {
1574             /** when the frames do not have a length prefix, we don't know
1575                 the compressed length of the individual frames
1576                 however, we know what part of a new packet belongs to the
1577                 previous frame
1578                 therefore we save the incoming packet first, then we append
1579                 the "previous frame" data from the next packet so that
1580                 we get a buffer that only contains full frames */
1581             s->packet_done = !decode_frame(s, got_frame_ptr);
1582         } else
1583             s->packet_done = 1;
1584     }
1585
1586     if (s->packet_done && !s->packet_loss &&
1587         remaining_bits(s, gb) > 0) {
1588         /** save the rest of the data so that it can be decoded
1589             with the next packet */
1590         save_bits(s, gb, remaining_bits(s, gb), 0);
1591     }
1592
1593     s->packet_offset = get_bits_count(gb) & 7;
1594     if (s->packet_loss)
1595         return AVERROR_INVALIDDATA;
1596
1597     if (*got_frame_ptr)
1598         *(AVFrame *)data = s->frame;
1599
1600     return get_bits_count(gb) >> 3;
1601 }
1602
1603 /**
1604  *@brief Clear decoder buffers (for seeking).
1605  *@param avctx codec context
1606  */
1607 static void flush(AVCodecContext *avctx)
1608 {
1609     WMAProDecodeCtx *s = avctx->priv_data;
1610     int i;
1611     /** reset output buffer as a part of it is used during the windowing of a
1612         new frame */
1613     for (i = 0; i < s->num_channels; i++)
1614         memset(s->channel[i].out, 0, s->samples_per_frame *
1615                sizeof(*s->channel[i].out));
1616     s->packet_loss = 1;
1617 }
1618
1619
1620 /**
1621  *@brief wmapro decoder
1622  */
1623 AVCodec ff_wmapro_decoder = {
1624     .name           = "wmapro",
1625     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1626     .id             = CODEC_ID_WMAPRO,
1627     .priv_data_size = sizeof(WMAProDecodeCtx),
1628     .init           = decode_init,
1629     .close          = decode_end,
1630     .decode         = decode_packet,
1631     .capabilities   = CODEC_CAP_SUBFRAMES | CODEC_CAP_DR1,
1632     .flush          = flush,
1633     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Windows Media Audio 9 Professional"),
1634 };