libavcodec/atrac3.c

   1 /*
   2  * Atrac 3 compatible decoder
   3  * Copyright (c) 2006-2008 Maxim Poliakovski
   4  * Copyright (c) 2006-2008 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 libavcodec/atrac3.c
  25  * Atrac 3 compatible decoder.
  26  * This decoder handles Sony's ATRAC3 data.
  27  *
  28  * Container formats used to store atrac 3 data:
  29  * RealMedia (.rm), RIFF WAV (.wav, .at3), Sony OpenMG (.oma, .aa3).
  30  *
  31  * To use this decoder, a calling application must supply the extradata
  32  * bytes provided in the containers above.
  33  */
  34
  35 #include <math.h>
  36 #include <stddef.h>
  37 #include <stdio.h>
  38
  39 #include "avcodec.h"
  40 #include "get_bits.h"
  41 #include "dsputil.h"
  42 #include "bytestream.h"
  43
  44 #include "atrac3data.h"
  45
  46 #define JOINT_STEREO    0x12
  47 #define STEREO          0x2
  48
  49
  50 /* These structures are needed to store the parsed gain control data. */
  51 typedef struct {
  52     int   num_gain_data;
  53     int   levcode[8];
  54     int   loccode[8];
  55 } gain_info;
  56
  57 typedef struct {
  58     gain_info   gBlock[4];
  59 } gain_block;
  60
  61 typedef struct {
  62     int     pos;
  63     int     numCoefs;
  64     float   coef[8];
  65 } tonal_component;
  66
  67 typedef struct {
  68     int               bandsCoded;
  69     int               numComponents;
  70     tonal_component   components[64];
  71     float             prevFrame[1024];
  72     int               gcBlkSwitch;
  73     gain_block        gainBlock[2];
  74
  75     DECLARE_ALIGNED_16(float, spectrum[1024]);
  76     DECLARE_ALIGNED_16(float, IMDCT_buf[1024]);
  77
  78     float             delayBuf1[46]; ///<qmf delay buffers
  79     float             delayBuf2[46];
  80     float             delayBuf3[46];
  81 } channel_unit;
  82
  83 typedef struct {
  84     GetBitContext       gb;
  85     //@{
  86     /** stream data */
  87     int                 channels;
  88     int                 codingMode;
  89     int                 bit_rate;
  90     int                 sample_rate;
  91     int                 samples_per_channel;
  92     int                 samples_per_frame;
  93
  94     int                 bits_per_frame;
  95     int                 bytes_per_frame;
  96     int                 pBs;
  97     channel_unit*       pUnits;
  98     //@}
  99     //@{
 100     /** joint-stereo related variables */
 101     int                 matrix_coeff_index_prev[4];
 102     int                 matrix_coeff_index_now[4];
 103     int                 matrix_coeff_index_next[4];
 104     int                 weighting_delay[6];
 105     //@}
 106     //@{
 107     /** data buffers */
 108     float               outSamples[2048];
 109     uint8_t*            decoded_bytes_buffer;
 110     float               tempBuf[1070];
 111     //@}
 112     //@{
 113     /** extradata */
 114     int                 atrac3version;
 115     int                 delay;
 116     int                 scrambled_stream;
 117     int                 frame_factor;
 118     //@}
 119 } ATRAC3Context;
 120
 121 static DECLARE_ALIGNED_16(float,mdct_window[512]);
 122 static float            qmf_window[48];
 123 static VLC              spectral_coeff_tab[7];
 124 static float            SFTable[64];
 125 static float            gain_tab1[16];
 126 static float            gain_tab2[31];
 127 static MDCTContext      mdct_ctx;
 128 static DSPContext       dsp;
 129
 130
 131 /* quadrature mirror synthesis filter */
 132
 133 /**
 134  * Quadrature mirror synthesis filter.
 135  *
 136  * @param inlo      lower part of spectrum
 137  * @param inhi      higher part of spectrum
 138  * @param nIn       size of spectrum buffer
 139  * @param pOut      out buffer
 140  * @param delayBuf  delayBuf buffer
 141  * @param temp      temp buffer
 142  */
 143
 144
 145 static void iqmf (float *inlo, float *inhi, unsigned int nIn, float *pOut, float *delayBuf, float *temp)
 146 {
 147     int   i, j;
 148     float   *p1, *p3;
 149
 150     memcpy(temp, delayBuf, 46*sizeof(float));
 151
 152     p3 = temp + 46;
 153
 154     /* loop1 */
 155     for(i=0; i<nIn; i+=2){
 156         p3[2*i+0] = inlo[i  ] + inhi[i  ];
 157         p3[2*i+1] = inlo[i  ] - inhi[i  ];
 158         p3[2*i+2] = inlo[i+1] + inhi[i+1];
 159         p3[2*i+3] = inlo[i+1] - inhi[i+1];
 160     }
 161
 162     /* loop2 */
 163     p1 = temp;
 164     for (j = nIn; j != 0; j--) {
 165         float s1 = 0.0;
 166         float s2 = 0.0;
 167
 168         for (i = 0; i < 48; i += 2) {
 169             s1 += p1[i] * qmf_window[i];
 170             s2 += p1[i+1] * qmf_window[i+1];
 171         }
 172
 173         pOut[0] = s2;
 174         pOut[1] = s1;
 175
 176         p1 += 2;
 177         pOut += 2;
 178     }
 179
 180     /* Update the delay buffer. */
 181     memcpy(delayBuf, temp + nIn*2, 46*sizeof(float));
 182 }
 183
 184 /**
 185  * Regular 512 points IMDCT without overlapping, with the exception of the swapping of odd bands
 186  * caused by the reverse spectra of the QMF.
 187  *
 188  * @param pInput    float input
 189  * @param pOutput   float output
 190  * @param odd_band  1 if the band is an odd band
 191  */
 192
 193 static void IMLT(float *pInput, float *pOutput, int odd_band)
 194 {
 195     int     i;
 196
 197     if (odd_band) {
 198         /**
 199         * Reverse the odd bands before IMDCT, this is an effect of the QMF transform
 200         * or it gives better compression to do it this way.
 201         * FIXME: It should be possible to handle this in ff_imdct_calc
 202         * for that to happen a modification of the prerotation step of
 203         * all SIMD code and C code is needed.
 204         * Or fix the functions before so they generate a pre reversed spectrum.
 205         */
 206
 207         for (i=0; i<128; i++)
 208             FFSWAP(float, pInput[i], pInput[255-i]);
 209     }
 210
 211     ff_imdct_calc(&mdct_ctx,pOutput,pInput);
 212
 213     /* Perform windowing on the output. */
 214     dsp.vector_fmul(pOutput,mdct_window,512);
 215
 216 }
 217
 218
 219 /**
 220  * Atrac 3 indata descrambling, only used for data coming from the rm container
 221  *
 222  * @param in        pointer to 8 bit array of indata
 223  * @param bits      amount of bits
 224  * @param out       pointer to 8 bit array of outdata
 225  */
 226
 227 static int decode_bytes(const uint8_t* inbuffer, uint8_t* out, int bytes){
 228     int i, off;
 229     uint32_t c;
 230     const uint32_t* buf;
 231     uint32_t* obuf = (uint32_t*) out;
 232
 233     off = (intptr_t)inbuffer & 3;
 234     buf = (const uint32_t*) (inbuffer - off);
 235     c = be2me_32((0x537F6103 >> (off*8)) | (0x537F6103 << (32-(off*8))));
 236     bytes += 3 + off;
 237     for (i = 0; i < bytes/4; i++)
 238         obuf[i] = c ^ buf[i];
 239
 240     if (off)
 241         av_log(NULL,AV_LOG_DEBUG,"Offset of %d not handled, post sample on ffmpeg-dev.\n",off);
 242
 243     return off;
 244 }
 245
 246
 247 static av_cold void init_atrac3_transforms(ATRAC3Context *q) {
 248     float enc_window[256];
 249     float s;
 250     int i;
 251
 252     /* Generate the mdct window, for details see
 253      * http://wiki.multimedia.cx/index.php?title=RealAudio_atrc#Windows */
 254     for (i=0 ; i<256; i++)
 255         enc_window[i] = (sin(((i + 0.5) / 256.0 - 0.5) * M_PI) + 1.0) * 0.5;
 256
 257     if (!mdct_window[0])
 258         for (i=0 ; i<256; i++) {
 259             mdct_window[i] = enc_window[i]/(enc_window[i]*enc_window[i] + enc_window[255-i]*enc_window[255-i]);
 260             mdct_window[511-i] = mdct_window[i];
 261         }
 262
 263     /* Generate the QMF window. */
 264     for (i=0 ; i<24; i++) {
 265         s = qmf_48tap_half[i] * 2.0;
 266         qmf_window[i] = s;
 267         qmf_window[47 - i] = s;
 268     }
 269
 270     /* Initialize the MDCT transform. */
 271     ff_mdct_init(&mdct_ctx, 9, 1);
 272 }
 273
 274 /**
 275  * Atrac3 uninit, free all allocated memory
 276  */
 277
 278 static av_cold int atrac3_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 279 {
 280     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
 281
 282     av_free(q->pUnits);
 283     av_free(q->decoded_bytes_buffer);
 284
 285     return 0;
 286 }
 287
 288 /**
 289 / * Mantissa decoding
 290  *
 291  * @param gb            the GetBit context
 292  * @param selector      what table is the output values coded with
 293  * @param codingFlag    constant length coding or variable length coding
 294  * @param mantissas     mantissa output table
 295  * @param numCodes      amount of values to get
 296  */
 297
 298 static void readQuantSpectralCoeffs (GetBitContext *gb, int selector, int codingFlag, int* mantissas, int numCodes)
 299 {
 300     int   numBits, cnt, code, huffSymb;
 301
 302     if (selector == 1)
 303         numCodes /= 2;
 304
 305     if (codingFlag != 0) {
 306         /* constant length coding (CLC) */
 307         numBits = CLCLengthTab[selector];
 308
 309         if (selector > 1) {
 310             for (cnt = 0; cnt < numCodes; cnt++) {
 311                 if (numBits)
 312                     code = get_sbits(gb, numBits);
 313                 else
 314                     code = 0;
 315                 mantissas[cnt] = code;
 316             }
 317         } else {
 318             for (cnt = 0; cnt < numCodes; cnt++) {
 319                 if (numBits)
 320                     code = get_bits(gb, numBits); //numBits is always 4 in this case
 321                 else
 322                     code = 0;
 323                 mantissas[cnt*2] = seTab_0[code >> 2];
 324                 mantissas[cnt*2+1] = seTab_0[code & 3];
 325             }
 326         }
 327     } else {
 328         /* variable length coding (VLC) */
 329         if (selector != 1) {
 330             for (cnt = 0; cnt < numCodes; cnt++) {
 331                 huffSymb = get_vlc2(gb, spectral_coeff_tab[selector-1].table, spectral_coeff_tab[selector-1].bits, 3);
 332                 huffSymb += 1;
 333                 code = huffSymb >> 1;
 334                 if (huffSymb & 1)
 335                     code = -code;
 336                 mantissas[cnt] = code;
 337             }
 338         } else {
 339             for (cnt = 0; cnt < numCodes; cnt++) {
 340                 huffSymb = get_vlc2(gb, spectral_coeff_tab[selector-1].table, spectral_coeff_tab[selector-1].bits, 3);
 341                 mantissas[cnt*2] = decTable1[huffSymb*2];
 342                 mantissas[cnt*2+1] = decTable1[huffSymb*2+1];
 343             }
 344         }
 345     }
 346 }
 347
 348 /**
 349  * Restore the quantized band spectrum coefficients
 350  *
 351  * @param gb            the GetBit context
 352  * @param pOut          decoded band spectrum
 353  * @return outSubbands   subband counter, fix for broken specification/files
 354  */
 355
 356 static int decodeSpectrum (GetBitContext *gb, float *pOut)
 357 {
 358     int   numSubbands, codingMode, cnt, first, last, subbWidth, *pIn;
 359     int   subband_vlc_index[32], SF_idxs[32];
 360     int   mantissas[128];
 361     float SF;
 362
 363     numSubbands = get_bits(gb, 5); // number of coded subbands
 364     codingMode = get_bits1(gb); // coding Mode: 0 - VLC/ 1-CLC
 365
 366     /* Get the VLC selector table for the subbands, 0 means not coded. */
 367     for (cnt = 0; cnt <= numSubbands; cnt++)
 368         subband_vlc_index[cnt] = get_bits(gb, 3);
 369
 370     /* Read the scale factor indexes from the stream. */
 371     for (cnt = 0; cnt <= numSubbands; cnt++) {
 372         if (subband_vlc_index[cnt] != 0)
 373             SF_idxs[cnt] = get_bits(gb, 6);
 374     }
 375
 376     for (cnt = 0; cnt <= numSubbands; cnt++) {
 377         first = subbandTab[cnt];
 378         last = subbandTab[cnt+1];
 379
 380         subbWidth = last - first;
 381
 382         if (subband_vlc_index[cnt] != 0) {
 383             /* Decode spectral coefficients for this subband. */
 384             /* TODO: This can be done faster is several blocks share the
 385              * same VLC selector (subband_vlc_index) */
 386             readQuantSpectralCoeffs (gb, subband_vlc_index[cnt], codingMode, mantissas, subbWidth);
 387
 388             /* Decode the scale factor for this subband. */
 389             SF = SFTable[SF_idxs[cnt]] * iMaxQuant[subband_vlc_index[cnt]];
 390
 391             /* Inverse quantize the coefficients. */
 392             for (pIn=mantissas ; first<last; first++, pIn++)
 393                 pOut[first] = *pIn * SF;
 394         } else {
 395             /* This subband was not coded, so zero the entire subband. */
 396             memset(pOut+first, 0, subbWidth*sizeof(float));
 397         }
 398     }
 399
 400     /* Clear the subbands that were not coded. */
 401     first = subbandTab[cnt];
 402     memset(pOut+first, 0, (1024 - first) * sizeof(float));
 403     return numSubbands;
 404 }
 405
 406 /**
 407  * Restore the quantized tonal components
 408  *
 409  * @param gb            the GetBit context
 410  * @param pComponent    tone component
 411  * @param numBands      amount of coded bands
 412  */
 413
 414 static int decodeTonalComponents (GetBitContext *gb, tonal_component *pComponent, int numBands)
 415 {
 416     int i,j,k,cnt;
 417     int   components, coding_mode_selector, coding_mode, coded_values_per_component;
 418     int   sfIndx, coded_values, max_coded_values, quant_step_index, coded_components;
 419     int   band_flags[4], mantissa[8];
 420     float  *pCoef;
 421     float  scalefactor;
 422     int   component_count = 0;
 423
 424     components = get_bits(gb,5);
 425
 426     /* no tonal components */
 427     if (components == 0)
 428         return 0;
 429
 430     coding_mode_selector = get_bits(gb,2);
 431     if (coding_mode_selector == 2)
 432         return -1;
 433
 434     coding_mode = coding_mode_selector & 1;
 435
 436     for (i = 0; i < components; i++) {
 437         for (cnt = 0; cnt <= numBands; cnt++)
 438             band_flags[cnt] = get_bits1(gb);
 439
 440         coded_values_per_component = get_bits(gb,3);
 441
 442         quant_step_index = get_bits(gb,3);
 443         if (quant_step_index <= 1)
 444             return -1;
 445
 446         if (coding_mode_selector == 3)
 447             coding_mode = get_bits1(gb);
 448
 449         for (j = 0; j < (numBands + 1) * 4; j++) {
 450             if (band_flags[j >> 2] == 0)
 451                 continue;
 452
 453             coded_components = get_bits(gb,3);
 454
 455             for (k=0; k<coded_components; k++) {
 456                 sfIndx = get_bits(gb,6);
 457                 pComponent[component_count].pos = j * 64 + (get_bits(gb,6));
 458                 max_coded_values = 1024 - pComponent[component_count].pos;
 459                 coded_values = coded_values_per_component + 1;
 460                 coded_values = FFMIN(max_coded_values,coded_values);
 461
 462                 scalefactor = SFTable[sfIndx] * iMaxQuant[quant_step_index];
 463
 464                 readQuantSpectralCoeffs(gb, quant_step_index, coding_mode, mantissa, coded_values);
 465
 466                 pComponent[component_count].numCoefs = coded_values;
 467
 468                 /* inverse quant */
 469                 pCoef = pComponent[component_count].coef;
 470                 for (cnt = 0; cnt < coded_values; cnt++)
 471                     pCoef[cnt] = mantissa[cnt] * scalefactor;
 472
 473                 component_count++;
 474             }
 475         }
 476     }
 477
 478     return component_count;
 479 }
 480
 481 /**
 482  * Decode gain parameters for the coded bands
 483  *
 484  * @param gb            the GetBit context
 485  * @param pGb           the gainblock for the current band
 486  * @param numBands      amount of coded bands
 487  */
 488
 489 static int decodeGainControl (GetBitContext *gb, gain_block *pGb, int numBands)
 490 {
 491     int   i, cf, numData;
 492     int   *pLevel, *pLoc;
 493
 494     gain_info   *pGain = pGb->gBlock;
 495
 496     for (i=0 ; i<=numBands; i++)
 497     {
 498         numData = get_bits(gb,3);
 499         pGain[i].num_gain_data = numData;
 500         pLevel = pGain[i].levcode;
 501         pLoc = pGain[i].loccode;
 502
 503         for (cf = 0; cf < numData; cf++){
 504             pLevel[cf]= get_bits(gb,4);
 505             pLoc  [cf]= get_bits(gb,5);
 506             if(cf && pLoc[cf] <= pLoc[cf-1])
 507                 return -1;
 508         }
 509     }
 510
 511     /* Clear the unused blocks. */
 512     for (; i<4 ; i++)
 513         pGain[i].num_gain_data = 0;
 514
 515     return 0;
 516 }
 517
 518 /**
 519  * Apply gain parameters and perform the MDCT overlapping part
 520  *
 521  * @param pIn           input float buffer
 522  * @param pPrev         previous float buffer to perform overlap against
 523  * @param pOut          output float buffer
 524  * @param pGain1        current band gain info
 525  * @param pGain2        next band gain info
 526  */
 527
 528 static void gainCompensateAndOverlap (float *pIn, float *pPrev, float *pOut, gain_info *pGain1, gain_info *pGain2)
 529 {
 530     /* gain compensation function */
 531     float  gain1, gain2, gain_inc;
 532     int   cnt, numdata, nsample, startLoc, endLoc;
 533
 534
 535     if (pGain2->num_gain_data == 0)
 536         gain1 = 1.0;
 537     else
 538         gain1 = gain_tab1[pGain2->levcode[0]];
 539
 540     if (pGain1->num_gain_data == 0) {
 541         for (cnt = 0; cnt < 256; cnt++)
 542             pOut[cnt] = pIn[cnt] * gain1 + pPrev[cnt];
 543     } else {
 544         numdata = pGain1->num_gain_data;
 545         pGain1->loccode[numdata] = 32;
 546         pGain1->levcode[numdata] = 4;
 547
 548         nsample = 0; // current sample = 0
 549
 550         for (cnt = 0; cnt < numdata; cnt++) {
 551             startLoc = pGain1->loccode[cnt] * 8;
 552             endLoc = startLoc + 8;
 553
 554             gain2 = gain_tab1[pGain1->levcode[cnt]];
 555             gain_inc = gain_tab2[(pGain1->levcode[cnt+1] - pGain1->levcode[cnt])+15];
 556
 557             /* interpolate */
 558             for (; nsample < startLoc; nsample++)
 559                 pOut[nsample] = (pIn[nsample] * gain1 + pPrev[nsample]) * gain2;
 560
 561             /* interpolation is done over eight samples */
 562             for (; nsample < endLoc; nsample++) {
 563                 pOut[nsample] = (pIn[nsample] * gain1 + pPrev[nsample]) * gain2;
 564                 gain2 *= gain_inc;
 565             }
 566         }
 567
 568         for (; nsample < 256; nsample++)
 569             pOut[nsample] = (pIn[nsample] * gain1) + pPrev[nsample];
 570     }
 571
 572     /* Delay for the overlapping part. */
 573     memcpy(pPrev, &pIn[256], 256*sizeof(float));
 574 }
 575
 576 /**
 577  * Combine the tonal band spectrum and regular band spectrum
 578  * Return position of the last tonal coefficient
 579  *
 580  * @param pSpectrum     output spectrum buffer
 581  * @param numComponents amount of tonal components
 582  * @param pComponent    tonal components for this band
 583  */
 584
 585 static int addTonalComponents (float *pSpectrum, int numComponents, tonal_component *pComponent)
 586 {
 587     int   cnt, i, lastPos = -1;
 588     float   *pIn, *pOut;
 589
 590     for (cnt = 0; cnt < numComponents; cnt++){
 591         lastPos = FFMAX(pComponent[cnt].pos + pComponent[cnt].numCoefs, lastPos);
 592         pIn = pComponent[cnt].coef;
 593         pOut = &(pSpectrum[pComponent[cnt].pos]);
 594
 595         for (i=0 ; i<pComponent[cnt].numCoefs ; i++)
 596             pOut[i] += pIn[i];
 597     }
 598
 599     return lastPos;
 600 }
 601
 602
 603 #define INTERPOLATE(old,new,nsample) ((old) + (nsample)*0.125*((new)-(old)))
 604
 605 static void reverseMatrixing(float *su1, float *su2, int *pPrevCode, int *pCurrCode)
 606 {
 607     int    i, band, nsample, s1, s2;
 608     float    c1, c2;
 609     float    mc1_l, mc1_r, mc2_l, mc2_r;
 610
 611     for (i=0,band = 0; band < 4*256; band+=256,i++) {
 612         s1 = pPrevCode[i];
 613         s2 = pCurrCode[i];
 614         nsample = 0;
 615
 616         if (s1 != s2) {
 617             /* Selector value changed, interpolation needed. */
 618             mc1_l = matrixCoeffs[s1*2];
 619             mc1_r = matrixCoeffs[s1*2+1];
 620             mc2_l = matrixCoeffs[s2*2];
 621             mc2_r = matrixCoeffs[s2*2+1];
 622
 623             /* Interpolation is done over the first eight samples. */
 624             for(; nsample < 8; nsample++) {
 625                 c1 = su1[band+nsample];
 626                 c2 = su2[band+nsample];
 627                 c2 = c1 * INTERPOLATE(mc1_l,mc2_l,nsample) + c2 * INTERPOLATE(mc1_r,mc2_r,nsample);
 628                 su1[band+nsample] = c2;
 629                 su2[band+nsample] = c1 * 2.0 - c2;
 630             }
 631         }
 632
 633         /* Apply the matrix without interpolation. */
 634         switch (s2) {
 635             case 0:     /* M/S decoding */
 636                 for (; nsample < 256; nsample++) {
 637                     c1 = su1[band+nsample];
 638                     c2 = su2[band+nsample];
 639                     su1[band+nsample] = c2 * 2.0;
 640                     su2[band+nsample] = (c1 - c2) * 2.0;
 641                 }
 642                 break;
 643
 644             case 1:
 645                 for (; nsample < 256; nsample++) {
 646                     c1 = su1[band+nsample];
 647                     c2 = su2[band+nsample];
 648                     su1[band+nsample] = (c1 + c2) * 2.0;
 649                     su2[band+nsample] = c2 * -2.0;
 650                 }
 651                 break;
 652             case 2:
 653             case 3:
 654                 for (; nsample < 256; nsample++) {
 655                     c1 = su1[band+nsample];
 656                     c2 = su2[band+nsample];
 657                     su1[band+nsample] = c1 + c2;
 658                     su2[band+nsample] = c1 - c2;
 659                 }
 660                 break;
 661             default:
 662                 assert(0);
 663         }
 664     }
 665 }
 666
 667 static void getChannelWeights (int indx, int flag, float ch[2]){
 668
 669     if (indx == 7) {
 670         ch[0] = 1.0;
 671         ch[1] = 1.0;
 672     } else {
 673         ch[0] = (float)(indx & 7) / 7.0;
 674         ch[1] = sqrt(2 - ch[0]*ch[0]);
 675         if(flag)
 676             FFSWAP(float, ch[0], ch[1]);
 677     }
 678 }
 679
 680 static void channelWeighting (float *su1, float *su2, int *p3)
 681 {
 682     int   band, nsample;
 683     /* w[x][y] y=0 is left y=1 is right */
 684     float w[2][2];
 685
 686     if (p3[1] != 7 || p3[3] != 7){
 687         getChannelWeights(p3[1], p3[0], w[0]);
 688         getChannelWeights(p3[3], p3[2], w[1]);
 689
 690         for(band = 1; band < 4; band++) {
 691             /* scale the channels by the weights */
 692             for(nsample = 0; nsample < 8; nsample++) {
 693                 su1[band*256+nsample] *= INTERPOLATE(w[0][0], w[0][1], nsample);
 694                 su2[band*256+nsample] *= INTERPOLATE(w[1][0], w[1][1], nsample);
 695             }
 696
 697             for(; nsample < 256; nsample++) {
 698                 su1[band*256+nsample] *= w[1][0];
 699                 su2[band*256+nsample] *= w[1][1];
 700             }
 701         }
 702     }
 703 }
 704
 705
 706 /**
 707  * Decode a Sound Unit
 708  *
 709  * @param gb            the GetBit context
 710  * @param pSnd          the channel unit to be used
 711  * @param pOut          the decoded samples before IQMF in float representation
 712  * @param channelNum    channel number
 713  * @param codingMode    the coding mode (JOINT_STEREO or regular stereo/mono)
 714  */
 715
 716
 717 static int decodeChannelSoundUnit (ATRAC3Context *q, GetBitContext *gb, channel_unit *pSnd, float *pOut, int channelNum, int codingMode)
 718 {
 719     int   band, result=0, numSubbands, lastTonal, numBands;
 720
 721     if (codingMode == JOINT_STEREO && channelNum == 1) {
 722         if (get_bits(gb,2) != 3) {
 723             av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"JS mono Sound Unit id != 3.\n");
 724             return -1;
 725         }
 726     } else {
 727         if (get_bits(gb,6) != 0x28) {
 728             av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"Sound Unit id != 0x28.\n");
 729             return -1;
 730         }
 731     }
 732
 733     /* number of coded QMF bands */
 734     pSnd->bandsCoded = get_bits(gb,2);
 735
 736     result = decodeGainControl (gb, &(pSnd->gainBlock[pSnd->gcBlkSwitch]), pSnd->bandsCoded);
 737     if (result) return result;
 738
 739     pSnd->numComponents = decodeTonalComponents (gb, pSnd->components, pSnd->bandsCoded);
 740     if (pSnd->numComponents == -1) return -1;
 741
 742     numSubbands = decodeSpectrum (gb, pSnd->spectrum);
 743
 744     /* Merge the decoded spectrum and tonal components. */
 745     lastTonal = addTonalComponents (pSnd->spectrum, pSnd->numComponents, pSnd->components);
 746
 747
 748     /* calculate number of used MLT/QMF bands according to the amount of coded spectral lines */
 749     numBands = (subbandTab[numSubbands] - 1) >> 8;
 750     if (lastTonal >= 0)
 751         numBands = FFMAX((lastTonal + 256) >> 8, numBands);
 752
 753
 754     /* Reconstruct time domain samples. */
 755     for (band=0; band<4; band++) {
 756         /* Perform the IMDCT step without overlapping. */
 757         if (band <= numBands) {
 758             IMLT(&(pSnd->spectrum[band*256]), pSnd->IMDCT_buf, band&1);
 759         } else
 760             memset(pSnd->IMDCT_buf, 0, 512 * sizeof(float));
 761
 762         /* gain compensation and overlapping */
 763         gainCompensateAndOverlap (pSnd->IMDCT_buf, &(pSnd->prevFrame[band*256]), &(pOut[band*256]),
 764                                     &((pSnd->gainBlock[1 - (pSnd->gcBlkSwitch)]).gBlock[band]),
 765                                     &((pSnd->gainBlock[pSnd->gcBlkSwitch]).gBlock[band]));
 766     }
 767
 768     /* Swap the gain control buffers for the next frame. */
 769     pSnd->gcBlkSwitch ^= 1;
 770
 771     return 0;
 772 }
 773
 774 /**
 775  * Frame handling
 776  *
 777  * @param q             Atrac3 private context
 778  * @param databuf       the input data
 779  */
 780
 781 static int decodeFrame(ATRAC3Context *q, const uint8_t* databuf)
 782 {
 783     int   result, i;
 784     float   *p1, *p2, *p3, *p4;
 785     uint8_t *ptr1;
 786
 787     if (q->codingMode == JOINT_STEREO) {
 788
 789         /* channel coupling mode */
 790         /* decode Sound Unit 1 */
 791         init_get_bits(&q->gb,databuf,q->bits_per_frame);
 792
 793         result = decodeChannelSoundUnit(q,&q->gb, q->pUnits, q->outSamples, 0, JOINT_STEREO);
 794         if (result != 0)
 795             return (result);
 796
 797         /* Framedata of the su2 in the joint-stereo mode is encoded in
 798          * reverse byte order so we need to swap it first. */
 799         if (databuf == q->decoded_bytes_buffer) {
 800             uint8_t *ptr2 = q->decoded_bytes_buffer+q->bytes_per_frame-1;
 801             ptr1 = q->decoded_bytes_buffer;
 802             for (i = 0; i < (q->bytes_per_frame/2); i++, ptr1++, ptr2--) {
 803                 FFSWAP(uint8_t,*ptr1,*ptr2);
 804             }
 805         } else {
 806             const uint8_t *ptr2 = databuf+q->bytes_per_frame-1;
 807             for (i = 0; i < q->bytes_per_frame; i++)
 808                 q->decoded_bytes_buffer[i] = *ptr2--;
 809         }
 810
 811         /* Skip the sync codes (0xF8). */
 812         ptr1 = q->decoded_bytes_buffer;
 813         for (i = 4; *ptr1 == 0xF8; i++, ptr1++) {
 814             if (i >= q->bytes_per_frame)
 815                 return -1;
 816         }
 817
 818
 819         /* set the bitstream reader at the start of the second Sound Unit*/
 820         init_get_bits(&q->gb,ptr1,q->bits_per_frame);
 821
 822         /* Fill the Weighting coeffs delay buffer */
 823         memmove(q->weighting_delay,&(q->weighting_delay[2]),4*sizeof(int));
 824         q->weighting_delay[4] = get_bits1(&q->gb);
 825         q->weighting_delay[5] = get_bits(&q->gb,3);
 826
 827         for (i = 0; i < 4; i++) {
 828             q->matrix_coeff_index_prev[i] = q->matrix_coeff_index_now[i];
 829             q->matrix_coeff_index_now[i] = q->matrix_coeff_index_next[i];
 830             q->matrix_coeff_index_next[i] = get_bits(&q->gb,2);
 831         }
 832
 833         /* Decode Sound Unit 2. */
 834         result = decodeChannelSoundUnit(q,&q->gb, &q->pUnits[1], &q->outSamples[1024], 1, JOINT_STEREO);
 835         if (result != 0)
 836             return (result);
 837
 838         /* Reconstruct the channel coefficients. */
 839         reverseMatrixing(q->outSamples, &q->outSamples[1024], q->matrix_coeff_index_prev, q->matrix_coeff_index_now);
 840
 841         channelWeighting(q->outSamples, &q->outSamples[1024], q->weighting_delay);
 842
 843     } else {
 844         /* normal stereo mode or mono */
 845         /* Decode the channel sound units. */
 846         for (i=0 ; i<q->channels ; i++) {
 847
 848             /* Set the bitstream reader at the start of a channel sound unit. */
 849             init_get_bits(&q->gb, databuf+((i*q->bytes_per_frame)/q->channels), (q->bits_per_frame)/q->channels);
 850
 851             result = decodeChannelSoundUnit(q,&q->gb, &q->pUnits[i], &q->outSamples[i*1024], i, q->codingMode);
 852             if (result != 0)
 853                 return (result);
 854         }
 855     }
 856
 857     /* Apply the iQMF synthesis filter. */
 858     p1= q->outSamples;
 859     for (i=0 ; i<q->channels ; i++) {
 860         p2= p1+256;
 861         p3= p2+256;
 862         p4= p3+256;
 863         iqmf (p1, p2, 256, p1, q->pUnits[i].delayBuf1, q->tempBuf);
 864         iqmf (p4, p3, 256, p3, q->pUnits[i].delayBuf2, q->tempBuf);
 865         iqmf (p1, p3, 512, p1, q->pUnits[i].delayBuf3, q->tempBuf);
 866         p1 +=1024;
 867     }
 868
 869     return 0;
 870 }
 871
 872
 873 /**
 874  * Atrac frame decoding
 875  *
 876  * @param avctx     pointer to the AVCodecContext
 877  */
 878
 879 static int atrac3_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 880             void *data, int *data_size,
 881             AVPacket *avpkt) {
 882     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 883     int buf_size = avpkt->size;
 884     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
 885     int result = 0, i;
 886     const uint8_t* databuf;
 887     int16_t* samples = data;
 888
 889     if (buf_size < avctx->block_align)
 890         return buf_size;
 891
 892     /* Check if we need to descramble and what buffer to pass on. */
 893     if (q->scrambled_stream) {
 894         decode_bytes(buf, q->decoded_bytes_buffer, avctx->block_align);
 895         databuf = q->decoded_bytes_buffer;
 896     } else {
 897         databuf = buf;
 898     }
 899
 900     result = decodeFrame(q, databuf);
 901
 902     if (result != 0) {
 903         av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"Frame decoding error!\n");
 904         return -1;
 905     }
 906
 907     if (q->channels == 1) {
 908         /* mono */
 909         for (i = 0; i<1024; i++)
 910             samples[i] = av_clip_int16(round(q->outSamples[i]));
 911         *data_size = 1024 * sizeof(int16_t);
 912     } else {
 913         /* stereo */
 914         for (i = 0; i < 1024; i++) {
 915             samples[i*2] = av_clip_int16(round(q->outSamples[i]));
 916             samples[i*2+1] = av_clip_int16(round(q->outSamples[1024+i]));
 917         }
 918         *data_size = 2048 * sizeof(int16_t);
 919     }
 920
 921     return avctx->block_align;
 922 }
 923
 924
 925 /**
 926  * Atrac3 initialization
 927  *
 928  * @param avctx     pointer to the AVCodecContext
 929  */
 930
 931 static av_cold int atrac3_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 932 {
 933     int i;
 934     const uint8_t *edata_ptr = avctx->extradata;
 935     ATRAC3Context *q = avctx->priv_data;
 936
 937     /* Take data from the AVCodecContext (RM container). */
 938     q->sample_rate = avctx->sample_rate;
 939     q->channels = avctx->channels;
 940     q->bit_rate = avctx->bit_rate;
 941     q->bits_per_frame = avctx->block_align * 8;
 942     q->bytes_per_frame = avctx->block_align;
 943
 944     /* Take care of the codec-specific extradata. */
 945     if (avctx->extradata_size == 14) {
 946         /* Parse the extradata, WAV format */
 947         av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"[0-1] %d\n",bytestream_get_le16(&edata_ptr));  //Unknown value always 1
 948         q->samples_per_channel = bytestream_get_le32(&edata_ptr);
 949         q->codingMode = bytestream_get_le16(&edata_ptr);
 950         av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"[8-9] %d\n",bytestream_get_le16(&edata_ptr));  //Dupe of coding mode
 951         q->frame_factor = bytestream_get_le16(&edata_ptr);  //Unknown always 1
 952         av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"[12-13] %d\n",bytestream_get_le16(&edata_ptr));  //Unknown always 0
 953
 954         /* setup */
 955         q->samples_per_frame = 1024 * q->channels;
 956         q->atrac3version = 4;
 957         q->delay = 0x88E;
 958         if (q->codingMode)
 959             q->codingMode = JOINT_STEREO;
 960         else
 961             q->codingMode = STEREO;
 962
 963         q->scrambled_stream = 0;
 964
 965         if ((q->bytes_per_frame == 96*q->channels*q->frame_factor) || (q->bytes_per_frame == 152*q->channels*q->frame_factor) || (q->bytes_per_frame == 192*q->channels*q->frame_factor)) {
 966         } else {
 967             av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Unknown frame/channel/frame_factor configuration %d/%d/%d\n", q->bytes_per_frame, q->channels, q->frame_factor);
 968             return -1;
 969         }
 970
 971     } else if (avctx->extradata_size == 10) {
 972         /* Parse the extradata, RM format. */
 973         q->atrac3version = bytestream_get_be32(&edata_ptr);
 974         q->samples_per_frame = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
 975         q->delay = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
 976         q->codingMode = bytestream_get_be16(&edata_ptr);
 977
 978         q->samples_per_channel = q->samples_per_frame / q->channels;
 979         q->scrambled_stream = 1;
 980
 981     } else {
 982         av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"Unknown extradata size %d.\n",avctx->extradata_size);
 983     }
 984     /* Check the extradata. */
 985
 986     if (q->atrac3version != 4) {
 987         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Version %d != 4.\n",q->atrac3version);
 988         return -1;
 989     }
 990
 991     if (q->samples_per_frame != 1024 && q->samples_per_frame != 2048) {
 992         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Unknown amount of samples per frame %d.\n",q->samples_per_frame);
 993         return -1;
 994     }
 995
 996     if (q->delay != 0x88E) {
 997         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Unknown amount of delay %x != 0x88E.\n",q->delay);
 998         return -1;
 999     }
1000
1001     if (q->codingMode == STEREO) {
1002         av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"Normal stereo detected.\n");
1003     } else if (q->codingMode == JOINT_STEREO) {
1004         av_log(avctx,AV_LOG_DEBUG,"Joint stereo detected.\n");
1005     } else {
1006         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Unknown channel coding mode %x!\n",q->codingMode);
1007         return -1;
1008     }
1009
1010     if (avctx->channels <= 0 || avctx->channels > 2 /*|| ((avctx->channels * 1024) != q->samples_per_frame)*/) {
1011         av_log(avctx,AV_LOG_ERROR,"Channel configuration error!\n");
1012         return -1;
1013     }
1014
1015
1016     if(avctx->block_align >= UINT_MAX/2)
1017         return -1;
1018
1019     /* Pad the data buffer with FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE,
1020      * this is for the bitstream reader. */
1021     if ((q->decoded_bytes_buffer = av_mallocz((avctx->block_align+(4-avctx->block_align%4) + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE)))  == NULL)
1022         return AVERROR(ENOMEM);
1023
1024
1025     /* Initialize the VLC tables. */
1026     for (i=0 ; i<7 ; i++) {
1027         init_vlc (&spectral_coeff_tab[i], 9, huff_tab_sizes[i],
1028             huff_bits[i], 1, 1,
1029             huff_codes[i], 1, 1, INIT_VLC_USE_STATIC);
1030     }
1031
1032     init_atrac3_transforms(q);
1033
1034     /* Generate the scale factors. */
1035     for (i=0 ; i<64 ; i++)
1036         SFTable[i] = pow(2.0, (i - 15) / 3.0);
1037
1038     /* Generate gain tables. */
1039     for (i=0 ; i<16 ; i++)
1040         gain_tab1[i] = powf (2.0, (4 - i));
1041
1042     for (i=-15 ; i<16 ; i++)
1043         gain_tab2[i+15] = powf (2.0, i * -0.125);
1044
1045     /* init the joint-stereo decoding data */
1046     q->weighting_delay[0] = 0;
1047     q->weighting_delay[1] = 7;
1048     q->weighting_delay[2] = 0;
1049     q->weighting_delay[3] = 7;
1050     q->weighting_delay[4] = 0;
1051     q->weighting_delay[5] = 7;
1052
1053     for (i=0; i<4; i++) {
1054         q->matrix_coeff_index_prev[i] = 3;
1055         q->matrix_coeff_index_now[i] = 3;
1056         q->matrix_coeff_index_next[i] = 3;
1057     }
1058
1059     dsputil_init(&dsp, avctx);
1060
1061     q->pUnits = av_mallocz(sizeof(channel_unit)*q->channels);
1062     if (!q->pUnits) {
1063         av_free(q->decoded_bytes_buffer);
1064         return AVERROR(ENOMEM);
1065     }
1066
1067     avctx->sample_fmt = SAMPLE_FMT_S16;
1068     return 0;
1069 }
1070
1071
1072 AVCodec atrac3_decoder =
1073 {
1074     .name = "atrac3",
1075     .type = CODEC_TYPE_AUDIO,
1076     .id = CODEC_ID_ATRAC3,
1077     .priv_data_size = sizeof(ATRAC3Context),
1078     .init = atrac3_decode_init,
1079     .close = atrac3_decode_close,
1080     .decode = atrac3_decode_frame,
1081     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Atrac 3 (Adaptive TRansform Acoustic Coding 3)"),
1082 };