libavcodec/ac3dec.c

   1 /*
   2  * AC-3 Audio Decoder
   3  * This code was developed as part of Google Summer of Code 2006.
   4  * E-AC-3 support was added as part of Google Summer of Code 2007.
   5  *
   6  * Copyright (c) 2006 Kartikey Mahendra BHATT (bhattkm at gmail dot com)
   7  * Copyright (c) 2007-2008 Bartlomiej Wolowiec <bartek.wolowiec@gmail.com>
   8  * Copyright (c) 2007 Justin Ruggles <justin.ruggles@gmail.com>
   9  *
  10  * Portions of this code are derived from liba52
  11  * http://liba52.sourceforge.net
  12  * Copyright (C) 2000-2003 Michel Lespinasse <walken@zoy.org>
  13  * Copyright (C) 1999-2000 Aaron Holtzman <aholtzma@ess.engr.uvic.ca>
  14  *
  15  * This file is part of FFmpeg.
  16  *
  17  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  18  * modify it under the terms of the GNU General Public
  19  * License as published by the Free Software Foundation; either
  20  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
  21  *
  22  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  25  * General Public License for more details.
  26  *
  27  * You should have received a copy of the GNU General Public
  28  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  29  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  30  */
  31
  32 #include <stdio.h>
  33 #include <stddef.h>
  34 #include <math.h>
  35 #include <string.h>
  36
  37 #include "libavutil/crc.h"
  38 #include "internal.h"
  39 #include "aac_ac3_parser.h"
  40 #include "ac3_parser.h"
  41 #include "ac3dec.h"
  42 #include "ac3dec_data.h"
  43
  44 /** Large enough for maximum possible frame size when the specification limit is ignored */
  45 #define AC3_FRAME_BUFFER_SIZE 32768
  46
  47 /**
  48  * table for ungrouping 3 values in 7 bits.
  49  * used for exponents and bap=2 mantissas
  50  */
  51 static uint8_t ungroup_3_in_7_bits_tab[128][3];
  52
  53
  54 /** tables for ungrouping mantissas */
  55 static int b1_mantissas[32][3];
  56 static int b2_mantissas[128][3];
  57 static int b3_mantissas[8];
  58 static int b4_mantissas[128][2];
  59 static int b5_mantissas[16];
  60
  61 /**
  62  * Quantization table: levels for symmetric. bits for asymmetric.
  63  * reference: Table 7.18 Mapping of bap to Quantizer
  64  */
  65 static const uint8_t quantization_tab[16] = {
  66     0, 3, 5, 7, 11, 15,
  67     5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 16
  68 };
  69
  70 /** dynamic range table. converts codes to scale factors. */
  71 static float dynamic_range_tab[256];
  72
  73 /** Adjustments in dB gain */
  74 #define LEVEL_PLUS_3DB          1.4142135623730950
  75 #define LEVEL_PLUS_1POINT5DB    1.1892071150027209
  76 #define LEVEL_MINUS_1POINT5DB   0.8408964152537145
  77 #define LEVEL_MINUS_3DB         0.7071067811865476
  78 #define LEVEL_MINUS_4POINT5DB   0.5946035575013605
  79 #define LEVEL_MINUS_6DB         0.5000000000000000
  80 #define LEVEL_MINUS_9DB         0.3535533905932738
  81 #define LEVEL_ZERO              0.0000000000000000
  82 #define LEVEL_ONE               1.0000000000000000
  83
  84 static const float gain_levels[9] = {
  85     LEVEL_PLUS_3DB,
  86     LEVEL_PLUS_1POINT5DB,
  87     LEVEL_ONE,
  88     LEVEL_MINUS_1POINT5DB,
  89     LEVEL_MINUS_3DB,
  90     LEVEL_MINUS_4POINT5DB,
  91     LEVEL_MINUS_6DB,
  92     LEVEL_ZERO,
  93     LEVEL_MINUS_9DB
  94 };
  95
  96 /**
  97  * Table for center mix levels
  98  * reference: Section 5.4.2.4 cmixlev
  99  */
 100 static const uint8_t center_levels[4] = { 4, 5, 6, 5 };
 101
 102 /**
 103  * Table for surround mix levels
 104  * reference: Section 5.4.2.5 surmixlev
 105  */
 106 static const uint8_t surround_levels[4] = { 4, 6, 7, 6 };
 107
 108 /**
 109  * Table for default stereo downmixing coefficients
 110  * reference: Section 7.8.2 Downmixing Into Two Channels
 111  */
 112 static const uint8_t ac3_default_coeffs[8][5][2] = {
 113     { { 2, 7 }, { 7, 2 },                               },
 114     { { 4, 4 },                                         },
 115     { { 2, 7 }, { 7, 2 },                               },
 116     { { 2, 7 }, { 5, 5 }, { 7, 2 },                     },
 117     { { 2, 7 }, { 7, 2 }, { 6, 6 },                     },
 118     { { 2, 7 }, { 5, 5 }, { 7, 2 }, { 8, 8 },           },
 119     { { 2, 7 }, { 7, 2 }, { 6, 7 }, { 7, 6 },           },
 120     { { 2, 7 }, { 5, 5 }, { 7, 2 }, { 6, 7 }, { 7, 6 }, },
 121 };
 122
 123 /**
 124  * Symmetrical Dequantization
 125  * reference: Section 7.3.3 Expansion of Mantissas for Symmetrical Quantization
 126  *            Tables 7.19 to 7.23
 127  */
 128 static inline int
 129 symmetric_dequant(int code, int levels)
 130 {
 131     return ((code - (levels >> 1)) << 24) / levels;
 132 }
 133
 134 /*
 135  * Initialize tables at runtime.
 136  */
 137 static av_cold void ac3_tables_init(void)
 138 {
 139     int i;
 140
 141     /* generate table for ungrouping 3 values in 7 bits
 142        reference: Section 7.1.3 Exponent Decoding */
 143     for(i=0; i<128; i++) {
 144         ungroup_3_in_7_bits_tab[i][0] =  i / 25;
 145         ungroup_3_in_7_bits_tab[i][1] = (i % 25) / 5;
 146         ungroup_3_in_7_bits_tab[i][2] = (i % 25) % 5;
 147     }
 148
 149     /* generate grouped mantissa tables
 150        reference: Section 7.3.5 Ungrouping of Mantissas */
 151     for(i=0; i<32; i++) {
 152         /* bap=1 mantissas */
 153         b1_mantissas[i][0] = symmetric_dequant(ff_ac3_ungroup_3_in_5_bits_tab[i][0], 3);
 154         b1_mantissas[i][1] = symmetric_dequant(ff_ac3_ungroup_3_in_5_bits_tab[i][1], 3);
 155         b1_mantissas[i][2] = symmetric_dequant(ff_ac3_ungroup_3_in_5_bits_tab[i][2], 3);
 156     }
 157     for(i=0; i<128; i++) {
 158         /* bap=2 mantissas */
 159         b2_mantissas[i][0] = symmetric_dequant(ungroup_3_in_7_bits_tab[i][0], 5);
 160         b2_mantissas[i][1] = symmetric_dequant(ungroup_3_in_7_bits_tab[i][1], 5);
 161         b2_mantissas[i][2] = symmetric_dequant(ungroup_3_in_7_bits_tab[i][2], 5);
 162
 163         /* bap=4 mantissas */
 164         b4_mantissas[i][0] = symmetric_dequant(i / 11, 11);
 165         b4_mantissas[i][1] = symmetric_dequant(i % 11, 11);
 166     }
 167     /* generate ungrouped mantissa tables
 168        reference: Tables 7.21 and 7.23 */
 169     for(i=0; i<7; i++) {
 170         /* bap=3 mantissas */
 171         b3_mantissas[i] = symmetric_dequant(i, 7);
 172     }
 173     for(i=0; i<15; i++) {
 174         /* bap=5 mantissas */
 175         b5_mantissas[i] = symmetric_dequant(i, 15);
 176     }
 177
 178     /* generate dynamic range table
 179        reference: Section 7.7.1 Dynamic Range Control */
 180     for(i=0; i<256; i++) {
 181         int v = (i >> 5) - ((i >> 7) << 3) - 5;
 182         dynamic_range_tab[i] = powf(2.0f, v) * ((i & 0x1F) | 0x20);
 183     }
 184 }
 185
 186
 187 /**
 188  * AVCodec initialization
 189  */
 190 static av_cold int ac3_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 191 {
 192     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
 193     s->avctx = avctx;
 194
 195     ac3_common_init();
 196     ac3_tables_init();
 197     ff_mdct_init(&s->imdct_256, 8, 1, 1.0);
 198     ff_mdct_init(&s->imdct_512, 9, 1, 1.0);
 199     ff_kbd_window_init(s->window, 5.0, 256);
 200     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
 201     av_lfg_init(&s->dith_state, 0);
 202
 203     /* set bias values for float to int16 conversion */
 204     if(s->dsp.float_to_int16_interleave == ff_float_to_int16_interleave_c) {
 205         s->add_bias = 385.0f;
 206         s->mul_bias = 1.0f;
 207     } else {
 208         s->add_bias = 0.0f;
 209         s->mul_bias = 32767.0f;
 210     }
 211
 212     /* allow downmixing to stereo or mono */
 213     if (avctx->channels > 0 && avctx->request_channels > 0 &&
 214             avctx->request_channels < avctx->channels &&
 215             avctx->request_channels <= 2) {
 216         avctx->channels = avctx->request_channels;
 217     }
 218     s->downmixed = 1;
 219
 220     /* allocate context input buffer */
 221     if (avctx->error_recognition >= FF_ER_CAREFUL) {
 222         s->input_buffer = av_mallocz(AC3_FRAME_BUFFER_SIZE + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 223         if (!s->input_buffer)
 224             return AVERROR_NOMEM;
 225     }
 226
 227     avctx->sample_fmt = SAMPLE_FMT_S16;
 228     return 0;
 229 }
 230
 231 /**
 232  * Parse the 'sync info' and 'bit stream info' from the AC-3 bitstream.
 233  * GetBitContext within AC3DecodeContext must point to
 234  * the start of the synchronized AC-3 bitstream.
 235  */
 236 static int ac3_parse_header(AC3DecodeContext *s)
 237 {
 238     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
 239     int i;
 240
 241     /* read the rest of the bsi. read twice for dual mono mode. */
 242     i = !(s->channel_mode);
 243     do {
 244         skip_bits(gbc, 5); // skip dialog normalization
 245         if (get_bits1(gbc))
 246             skip_bits(gbc, 8); //skip compression
 247         if (get_bits1(gbc))
 248             skip_bits(gbc, 8); //skip language code
 249         if (get_bits1(gbc))
 250             skip_bits(gbc, 7); //skip audio production information
 251     } while (i--);
 252
 253     skip_bits(gbc, 2); //skip copyright bit and original bitstream bit
 254
 255     /* skip the timecodes (or extra bitstream information for Alternate Syntax)
 256        TODO: read & use the xbsi1 downmix levels */
 257     if (get_bits1(gbc))
 258         skip_bits(gbc, 14); //skip timecode1 / xbsi1
 259     if (get_bits1(gbc))
 260         skip_bits(gbc, 14); //skip timecode2 / xbsi2
 261
 262     /* skip additional bitstream info */
 263     if (get_bits1(gbc)) {
 264         i = get_bits(gbc, 6);
 265         do {
 266             skip_bits(gbc, 8);
 267         } while(i--);
 268     }
 269
 270     return 0;
 271 }
 272
 273 /**
 274  * Common function to parse AC-3 or E-AC-3 frame header
 275  */
 276 static int parse_frame_header(AC3DecodeContext *s)
 277 {
 278     AC3HeaderInfo hdr;
 279     int err;
 280
 281     err = ff_ac3_parse_header(&s->gbc, &hdr);
 282     if(err)
 283         return err;
 284
 285     /* get decoding parameters from header info */
 286     s->bit_alloc_params.sr_code     = hdr.sr_code;
 287     s->channel_mode                 = hdr.channel_mode;
 288     s->channel_layout               = hdr.channel_layout;
 289     s->lfe_on                       = hdr.lfe_on;
 290     s->bit_alloc_params.sr_shift    = hdr.sr_shift;
 291     s->sample_rate                  = hdr.sample_rate;
 292     s->bit_rate                     = hdr.bit_rate;
 293     s->channels                     = hdr.channels;
 294     s->fbw_channels                 = s->channels - s->lfe_on;
 295     s->lfe_ch                       = s->fbw_channels + 1;
 296     s->frame_size                   = hdr.frame_size;
 297     s->center_mix_level             = hdr.center_mix_level;
 298     s->surround_mix_level           = hdr.surround_mix_level;
 299     s->num_blocks                   = hdr.num_blocks;
 300     s->frame_type                   = hdr.frame_type;
 301     s->substreamid                  = hdr.substreamid;
 302
 303     if(s->lfe_on) {
 304         s->start_freq[s->lfe_ch] = 0;
 305         s->end_freq[s->lfe_ch] = 7;
 306         s->num_exp_groups[s->lfe_ch] = 2;
 307         s->channel_in_cpl[s->lfe_ch] = 0;
 308     }
 309
 310     if (hdr.bitstream_id <= 10) {
 311         s->eac3                  = 0;
 312         s->snr_offset_strategy   = 2;
 313         s->block_switch_syntax   = 1;
 314         s->dither_flag_syntax    = 1;
 315         s->bit_allocation_syntax = 1;
 316         s->fast_gain_syntax      = 0;
 317         s->first_cpl_leak        = 0;
 318         s->dba_syntax            = 1;
 319         s->skip_syntax           = 1;
 320         memset(s->channel_uses_aht, 0, sizeof(s->channel_uses_aht));
 321         return ac3_parse_header(s);
 322     } else {
 323         s->eac3 = 1;
 324         return ff_eac3_parse_header(s);
 325     }
 326 }
 327
 328 /**
 329  * Set stereo downmixing coefficients based on frame header info.
 330  * reference: Section 7.8.2 Downmixing Into Two Channels
 331  */
 332 static void set_downmix_coeffs(AC3DecodeContext *s)
 333 {
 334     int i;
 335     float cmix = gain_levels[center_levels[s->center_mix_level]];
 336     float smix = gain_levels[surround_levels[s->surround_mix_level]];
 337     float norm0, norm1;
 338
 339     for(i=0; i<s->fbw_channels; i++) {
 340         s->downmix_coeffs[i][0] = gain_levels[ac3_default_coeffs[s->channel_mode][i][0]];
 341         s->downmix_coeffs[i][1] = gain_levels[ac3_default_coeffs[s->channel_mode][i][1]];
 342     }
 343     if(s->channel_mode > 1 && s->channel_mode & 1) {
 344         s->downmix_coeffs[1][0] = s->downmix_coeffs[1][1] = cmix;
 345     }
 346     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_2F1R || s->channel_mode == AC3_CHMODE_3F1R) {
 347         int nf = s->channel_mode - 2;
 348         s->downmix_coeffs[nf][0] = s->downmix_coeffs[nf][1] = smix * LEVEL_MINUS_3DB;
 349     }
 350     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_2F2R || s->channel_mode == AC3_CHMODE_3F2R) {
 351         int nf = s->channel_mode - 4;
 352         s->downmix_coeffs[nf][0] = s->downmix_coeffs[nf+1][1] = smix;
 353     }
 354
 355     /* renormalize */
 356     norm0 = norm1 = 0.0;
 357     for(i=0; i<s->fbw_channels; i++) {
 358         norm0 += s->downmix_coeffs[i][0];
 359         norm1 += s->downmix_coeffs[i][1];
 360     }
 361     norm0 = 1.0f / norm0;
 362     norm1 = 1.0f / norm1;
 363     for(i=0; i<s->fbw_channels; i++) {
 364         s->downmix_coeffs[i][0] *= norm0;
 365         s->downmix_coeffs[i][1] *= norm1;
 366     }
 367
 368     if(s->output_mode == AC3_CHMODE_MONO) {
 369         for(i=0; i<s->fbw_channels; i++)
 370             s->downmix_coeffs[i][0] = (s->downmix_coeffs[i][0] + s->downmix_coeffs[i][1]) * LEVEL_MINUS_3DB;
 371     }
 372 }
 373
 374 /**
 375  * Decode the grouped exponents according to exponent strategy.
 376  * reference: Section 7.1.3 Exponent Decoding
 377  */
 378 static int decode_exponents(GetBitContext *gbc, int exp_strategy, int ngrps,
 379                             uint8_t absexp, int8_t *dexps)
 380 {
 381     int i, j, grp, group_size;
 382     int dexp[256];
 383     int expacc, prevexp;
 384
 385     /* unpack groups */
 386     group_size = exp_strategy + (exp_strategy == EXP_D45);
 387     for(grp=0,i=0; grp<ngrps; grp++) {
 388         expacc = get_bits(gbc, 7);
 389         dexp[i++] = ungroup_3_in_7_bits_tab[expacc][0];
 390         dexp[i++] = ungroup_3_in_7_bits_tab[expacc][1];
 391         dexp[i++] = ungroup_3_in_7_bits_tab[expacc][2];
 392     }
 393
 394     /* convert to absolute exps and expand groups */
 395     prevexp = absexp;
 396     for(i=0,j=0; i<ngrps*3; i++) {
 397         prevexp += dexp[i] - 2;
 398         if (prevexp > 24U)
 399             return -1;
 400         switch (group_size) {
 401             case 4: dexps[j++] = prevexp;
 402                     dexps[j++] = prevexp;
 403             case 2: dexps[j++] = prevexp;
 404             case 1: dexps[j++] = prevexp;
 405         }
 406     }
 407     return 0;
 408 }
 409
 410 /**
 411  * Generate transform coefficients for each coupled channel in the coupling
 412  * range using the coupling coefficients and coupling coordinates.
 413  * reference: Section 7.4.3 Coupling Coordinate Format
 414  */
 415 static void calc_transform_coeffs_cpl(AC3DecodeContext *s)
 416 {
 417     int i, j, ch, bnd, subbnd;
 418
 419     subbnd = -1;
 420     i = s->start_freq[CPL_CH];
 421     for(bnd=0; bnd<s->num_cpl_bands; bnd++) {
 422         do {
 423             subbnd++;
 424             for(j=0; j<12; j++) {
 425                 for(ch=1; ch<=s->fbw_channels; ch++) {
 426                     if(s->channel_in_cpl[ch]) {
 427                         s->fixed_coeffs[ch][i] = ((int64_t)s->fixed_coeffs[CPL_CH][i] * (int64_t)s->cpl_coords[ch][bnd]) >> 23;
 428                         if (ch == 2 && s->phase_flags[bnd])
 429                             s->fixed_coeffs[ch][i] = -s->fixed_coeffs[ch][i];
 430                     }
 431                 }
 432                 i++;
 433             }
 434         } while(s->cpl_band_struct[subbnd]);
 435     }
 436 }
 437
 438 /**
 439  * Grouped mantissas for 3-level 5-level and 11-level quantization
 440  */
 441 typedef struct {
 442     int b1_mant[2];
 443     int b2_mant[2];
 444     int b4_mant;
 445     int b1;
 446     int b2;
 447     int b4;
 448 } mant_groups;
 449
 450 /**
 451  * Decode the transform coefficients for a particular channel
 452  * reference: Section 7.3 Quantization and Decoding of Mantissas
 453  */
 454 static void ac3_decode_transform_coeffs_ch(AC3DecodeContext *s, int ch_index, mant_groups *m)
 455 {
 456     int start_freq = s->start_freq[ch_index];
 457     int end_freq = s->end_freq[ch_index];
 458     uint8_t *baps = s->bap[ch_index];
 459     int8_t *exps = s->dexps[ch_index];
 460     int *coeffs = s->fixed_coeffs[ch_index];
 461     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
 462     int freq;
 463
 464     for(freq = start_freq; freq < end_freq; freq++){
 465         int bap = baps[freq];
 466         int mantissa;
 467         switch(bap){
 468             case 0:
 469                 mantissa = (av_lfg_get(&s->dith_state) & 0x7FFFFF) - 0x400000;
 470                 break;
 471             case 1:
 472                 if(m->b1){
 473                     m->b1--;
 474                     mantissa = m->b1_mant[m->b1];
 475                 }
 476                 else{
 477                     int bits      = get_bits(gbc, 5);
 478                     mantissa      = b1_mantissas[bits][0];
 479                     m->b1_mant[1] = b1_mantissas[bits][1];
 480                     m->b1_mant[0] = b1_mantissas[bits][2];
 481                     m->b1         = 2;
 482                 }
 483                 break;
 484             case 2:
 485                 if(m->b2){
 486                     m->b2--;
 487                     mantissa = m->b2_mant[m->b2];
 488                 }
 489                 else{
 490                     int bits      = get_bits(gbc, 7);
 491                     mantissa      = b2_mantissas[bits][0];
 492                     m->b2_mant[1] = b2_mantissas[bits][1];
 493                     m->b2_mant[0] = b2_mantissas[bits][2];
 494                     m->b2         = 2;
 495                 }
 496                 break;
 497             case 3:
 498                 mantissa = b3_mantissas[get_bits(gbc, 3)];
 499                 break;
 500             case 4:
 501                 if(m->b4){
 502                     m->b4 = 0;
 503                     mantissa = m->b4_mant;
 504                 }
 505                 else{
 506                     int bits   = get_bits(gbc, 7);
 507                     mantissa   = b4_mantissas[bits][0];
 508                     m->b4_mant = b4_mantissas[bits][1];
 509                     m->b4      = 1;
 510                 }
 511                 break;
 512             case 5:
 513                 mantissa = b5_mantissas[get_bits(gbc, 4)];
 514                 break;
 515             default: /* 6 to 15 */
 516                 mantissa = get_bits(gbc, quantization_tab[bap]);
 517                 /* Shift mantissa and sign-extend it. */
 518                 mantissa = (mantissa << (32-quantization_tab[bap]))>>8;
 519                 break;
 520         }
 521         coeffs[freq] = mantissa >> exps[freq];
 522     }
 523 }
 524
 525 /**
 526  * Remove random dithering from coefficients with zero-bit mantissas
 527  * reference: Section 7.3.4 Dither for Zero Bit Mantissas (bap=0)
 528  */
 529 static void remove_dithering(AC3DecodeContext *s) {
 530     int ch, i;
 531     int end=0;
 532     int *coeffs;
 533     uint8_t *bap;
 534
 535     for(ch=1; ch<=s->fbw_channels; ch++) {
 536         if(!s->dither_flag[ch]) {
 537             coeffs = s->fixed_coeffs[ch];
 538             bap = s->bap[ch];
 539             if(s->channel_in_cpl[ch])
 540                 end = s->start_freq[CPL_CH];
 541             else
 542                 end = s->end_freq[ch];
 543             for(i=0; i<end; i++) {
 544                 if(!bap[i])
 545                     coeffs[i] = 0;
 546             }
 547             if(s->channel_in_cpl[ch]) {
 548                 bap = s->bap[CPL_CH];
 549                 for(; i<s->end_freq[CPL_CH]; i++) {
 550                     if(!bap[i])
 551                         coeffs[i] = 0;
 552                 }
 553             }
 554         }
 555     }
 556 }
 557
 558 static void decode_transform_coeffs_ch(AC3DecodeContext *s, int blk, int ch,
 559                                     mant_groups *m)
 560 {
 561     if (!s->channel_uses_aht[ch]) {
 562         ac3_decode_transform_coeffs_ch(s, ch, m);
 563     } else {
 564         /* if AHT is used, mantissas for all blocks are encoded in the first
 565            block of the frame. */
 566         int bin;
 567         if (!blk)
 568             ff_eac3_decode_transform_coeffs_aht_ch(s, ch);
 569         for (bin = s->start_freq[ch]; bin < s->end_freq[ch]; bin++) {
 570             s->fixed_coeffs[ch][bin] = (s->pre_mantissa[ch][bin][blk] << 8) >> s->dexps[ch][bin];
 571         }
 572     }
 573 }
 574
 575 /**
 576  * Decode the transform coefficients.
 577  */
 578 static void decode_transform_coeffs(AC3DecodeContext *s, int blk)
 579 {
 580     int ch, end;
 581     int got_cplchan = 0;
 582     mant_groups m;
 583
 584     m.b1 = m.b2 = m.b4 = 0;
 585
 586     for (ch = 1; ch <= s->channels; ch++) {
 587         /* transform coefficients for full-bandwidth channel */
 588         decode_transform_coeffs_ch(s, blk, ch, &m);
 589         /* tranform coefficients for coupling channel come right after the
 590            coefficients for the first coupled channel*/
 591         if (s->channel_in_cpl[ch])  {
 592             if (!got_cplchan) {
 593                 decode_transform_coeffs_ch(s, blk, CPL_CH, &m);
 594                 calc_transform_coeffs_cpl(s);
 595                 got_cplchan = 1;
 596             }
 597             end = s->end_freq[CPL_CH];
 598         } else {
 599             end = s->end_freq[ch];
 600         }
 601         do
 602             s->fixed_coeffs[ch][end] = 0;
 603         while(++end < 256);
 604     }
 605
 606     /* zero the dithered coefficients for appropriate channels */
 607     remove_dithering(s);
 608 }
 609
 610 /**
 611  * Stereo rematrixing.
 612  * reference: Section 7.5.4 Rematrixing : Decoding Technique
 613  */
 614 static void do_rematrixing(AC3DecodeContext *s)
 615 {
 616     int bnd, i;
 617     int end, bndend;
 618     int tmp0, tmp1;
 619
 620     end = FFMIN(s->end_freq[1], s->end_freq[2]);
 621
 622     for(bnd=0; bnd<s->num_rematrixing_bands; bnd++) {
 623         if(s->rematrixing_flags[bnd]) {
 624             bndend = FFMIN(end, ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd+1]);
 625             for(i=ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd]; i<bndend; i++) {
 626                 tmp0 = s->fixed_coeffs[1][i];
 627                 tmp1 = s->fixed_coeffs[2][i];
 628                 s->fixed_coeffs[1][i] = tmp0 + tmp1;
 629                 s->fixed_coeffs[2][i] = tmp0 - tmp1;
 630             }
 631         }
 632     }
 633 }
 634
 635 /**
 636  * Inverse MDCT Transform.
 637  * Convert frequency domain coefficients to time-domain audio samples.
 638  * reference: Section 7.9.4 Transformation Equations
 639  */
 640 static inline void do_imdct(AC3DecodeContext *s, int channels)
 641 {
 642     int ch;
 643     float add_bias = s->add_bias;
 644     if(s->out_channels==1 && channels>1)
 645         add_bias *= LEVEL_MINUS_3DB; // compensate for the gain in downmix
 646
 647     for (ch=1; ch<=channels; ch++) {
 648         if (s->block_switch[ch]) {
 649             int i;
 650             float *x = s->tmp_output+128;
 651             for(i=0; i<128; i++)
 652                 x[i] = s->transform_coeffs[ch][2*i];
 653             ff_imdct_half(&s->imdct_256, s->tmp_output, x);
 654             s->dsp.vector_fmul_window(s->output[ch-1], s->delay[ch-1], s->tmp_output, s->window, add_bias, 128);
 655             for(i=0; i<128; i++)
 656                 x[i] = s->transform_coeffs[ch][2*i+1];
 657             ff_imdct_half(&s->imdct_256, s->delay[ch-1], x);
 658         } else {
 659             ff_imdct_half(&s->imdct_512, s->tmp_output, s->transform_coeffs[ch]);
 660             s->dsp.vector_fmul_window(s->output[ch-1], s->delay[ch-1], s->tmp_output, s->window, add_bias, 128);
 661             memcpy(s->delay[ch-1], s->tmp_output+128, 128*sizeof(float));
 662         }
 663     }
 664 }
 665
 666 /**
 667  * Downmix the output to mono or stereo.
 668  */
 669 void ff_ac3_downmix_c(float (*samples)[256], float (*matrix)[2], int out_ch, int in_ch, int len)
 670 {
 671     int i, j;
 672     float v0, v1;
 673     if(out_ch == 2) {
 674         for(i=0; i<len; i++) {
 675             v0 = v1 = 0.0f;
 676             for(j=0; j<in_ch; j++) {
 677                 v0 += samples[j][i] * matrix[j][0];
 678                 v1 += samples[j][i] * matrix[j][1];
 679             }
 680             samples[0][i] = v0;
 681             samples[1][i] = v1;
 682         }
 683     } else if(out_ch == 1) {
 684         for(i=0; i<len; i++) {
 685             v0 = 0.0f;
 686             for(j=0; j<in_ch; j++)
 687                 v0 += samples[j][i] * matrix[j][0];
 688             samples[0][i] = v0;
 689         }
 690     }
 691 }
 692
 693 /**
 694  * Upmix delay samples from stereo to original channel layout.
 695  */
 696 static void ac3_upmix_delay(AC3DecodeContext *s)
 697 {
 698     int channel_data_size = sizeof(s->delay[0]);
 699     switch(s->channel_mode) {
 700         case AC3_CHMODE_DUALMONO:
 701         case AC3_CHMODE_STEREO:
 702             /* upmix mono to stereo */
 703             memcpy(s->delay[1], s->delay[0], channel_data_size);
 704             break;
 705         case AC3_CHMODE_2F2R:
 706             memset(s->delay[3], 0, channel_data_size);
 707         case AC3_CHMODE_2F1R:
 708             memset(s->delay[2], 0, channel_data_size);
 709             break;
 710         case AC3_CHMODE_3F2R:
 711             memset(s->delay[4], 0, channel_data_size);
 712         case AC3_CHMODE_3F1R:
 713             memset(s->delay[3], 0, channel_data_size);
 714         case AC3_CHMODE_3F:
 715             memcpy(s->delay[2], s->delay[1], channel_data_size);
 716             memset(s->delay[1], 0, channel_data_size);
 717             break;
 718     }
 719 }
 720
 721 /**
 722  * Decode band structure for coupling, spectral extension, or enhanced coupling.
 723  * @param[in] gbc bit reader context
 724  * @param[in] blk block number
 725  * @param[in] eac3 flag to indicate E-AC-3
 726  * @param[in] ecpl flag to indicate enhanced coupling
 727  * @param[in] start_subband subband number for start of range
 728  * @param[in] end_subband subband number for end of range
 729  * @param[in] default_band_struct default band structure table
 730  * @param[out] band_struct decoded band structure
 731  * @param[out] num_bands number of bands (optionally NULL)
 732  * @param[out] band_sizes array containing the number of bins in each band (optionally NULL)
 733  */
 734 static void decode_band_structure(GetBitContext *gbc, int blk, int eac3,
 735                                   int ecpl, int start_subband, int end_subband,
 736                                   const uint8_t *default_band_struct,
 737                                   uint8_t *band_struct, int *num_bands,
 738                                   uint8_t *band_sizes)
 739 {
 740     int subbnd, bnd, n_subbands, n_bands=0;
 741     uint8_t bnd_sz[22];
 742
 743     n_subbands = end_subband - start_subband;
 744
 745     /* decode band structure from bitstream or use default */
 746     if (!eac3 || get_bits1(gbc)) {
 747         for (subbnd = 0; subbnd < n_subbands - 1; subbnd++) {
 748             band_struct[subbnd] = get_bits1(gbc);
 749         }
 750     } else if (!blk) {
 751         memcpy(band_struct,
 752                &default_band_struct[start_subband+1],
 753                n_subbands-1);
 754     }
 755     band_struct[n_subbands-1] = 0;
 756
 757     /* calculate number of bands and band sizes based on band structure.
 758        note that the first 4 subbands in enhanced coupling span only 6 bins
 759        instead of 12. */
 760     if (num_bands || band_sizes ) {
 761         n_bands = n_subbands;
 762         bnd_sz[0] = ecpl ? 6 : 12;
 763         for (bnd = 0, subbnd = 1; subbnd < n_subbands; subbnd++) {
 764             int subbnd_size = (ecpl && subbnd < 4) ? 6 : 12;
 765             if (band_struct[subbnd-1]) {
 766                 n_bands--;
 767                 bnd_sz[bnd] += subbnd_size;
 768             } else {
 769                 bnd_sz[++bnd] = subbnd_size;
 770             }
 771         }
 772     }
 773
 774     /* set optional output params */
 775     if (num_bands)
 776         *num_bands = n_bands;
 777     if (band_sizes)
 778         memcpy(band_sizes, bnd_sz, n_bands);
 779 }
 780
 781 /**
 782  * Decode a single audio block from the AC-3 bitstream.
 783  */
 784 static int decode_audio_block(AC3DecodeContext *s, int blk)
 785 {
 786     int fbw_channels = s->fbw_channels;
 787     int channel_mode = s->channel_mode;
 788     int i, bnd, seg, ch;
 789     int different_transforms;
 790     int downmix_output;
 791     int cpl_in_use;
 792     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
 793     uint8_t bit_alloc_stages[AC3_MAX_CHANNELS];
 794
 795     memset(bit_alloc_stages, 0, AC3_MAX_CHANNELS);
 796
 797     /* block switch flags */
 798     different_transforms = 0;
 799     if (s->block_switch_syntax) {
 800         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
 801             s->block_switch[ch] = get_bits1(gbc);
 802             if(ch > 1 && s->block_switch[ch] != s->block_switch[1])
 803                 different_transforms = 1;
 804         }
 805     }
 806
 807     /* dithering flags */
 808     if (s->dither_flag_syntax) {
 809         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
 810             s->dither_flag[ch] = get_bits1(gbc);
 811         }
 812     }
 813
 814     /* dynamic range */
 815     i = !(s->channel_mode);
 816     do {
 817         if(get_bits1(gbc)) {
 818             s->dynamic_range[i] = ((dynamic_range_tab[get_bits(gbc, 8)]-1.0) *
 819                                   s->avctx->drc_scale)+1.0;
 820         } else if(blk == 0) {
 821             s->dynamic_range[i] = 1.0f;
 822         }
 823     } while(i--);
 824
 825     /* spectral extension strategy */
 826     if (s->eac3 && (!blk || get_bits1(gbc))) {
 827         if (get_bits1(gbc)) {
 828             ff_log_missing_feature(s->avctx, "Spectral extension", 1);
 829             return -1;
 830         }
 831         /* TODO: parse spectral extension strategy info */
 832     }
 833
 834     /* TODO: spectral extension coordinates */
 835
 836     /* coupling strategy */
 837     if (s->eac3 ? s->cpl_strategy_exists[blk] : get_bits1(gbc)) {
 838         memset(bit_alloc_stages, 3, AC3_MAX_CHANNELS);
 839         if (!s->eac3)
 840             s->cpl_in_use[blk] = get_bits1(gbc);
 841         if (s->cpl_in_use[blk]) {
 842             /* coupling in use */
 843             int cpl_start_subband, cpl_end_subband;
 844
 845             if (channel_mode < AC3_CHMODE_STEREO) {
 846                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "coupling not allowed in mono or dual-mono\n");
 847                 return -1;
 848             }
 849
 850             /* check for enhanced coupling */
 851             if (s->eac3 && get_bits1(gbc)) {
 852                 /* TODO: parse enhanced coupling strategy info */
 853                 ff_log_missing_feature(s->avctx, "Enhanced coupling", 1);
 854                 return -1;
 855             }
 856
 857             /* determine which channels are coupled */
 858             if (s->eac3 && s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
 859                 s->channel_in_cpl[1] = 1;
 860                 s->channel_in_cpl[2] = 1;
 861             } else {
 862                 for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++)
 863                     s->channel_in_cpl[ch] = get_bits1(gbc);
 864             }
 865
 866             /* phase flags in use */
 867             if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
 868                 s->phase_flags_in_use = get_bits1(gbc);
 869
 870             /* coupling frequency range */
 871             /* TODO: modify coupling end freq if spectral extension is used */
 872             cpl_start_subband = get_bits(gbc, 4);
 873             cpl_end_subband   = get_bits(gbc, 4) + 3;
 874             if (cpl_start_subband >= cpl_end_subband) {
 875                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid coupling range (%d >= %d)\n",
 876                        cpl_start_subband, cpl_end_subband);
 877                 return -1;
 878             }
 879             s->start_freq[CPL_CH] = cpl_start_subband * 12 + 37;
 880             s->end_freq[CPL_CH]   = cpl_end_subband   * 12 + 37;
 881
 882             decode_band_structure(gbc, blk, s->eac3, 0, cpl_start_subband,
 883                                   cpl_end_subband,
 884                                   ff_eac3_default_cpl_band_struct,
 885                                   s->cpl_band_struct, &s->num_cpl_bands, NULL);
 886         } else {
 887             /* coupling not in use */
 888             for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
 889                 s->channel_in_cpl[ch] = 0;
 890                 s->first_cpl_coords[ch] = 1;
 891             }
 892             s->first_cpl_leak = s->eac3;
 893             s->phase_flags_in_use = 0;
 894         }
 895     } else if (!s->eac3) {
 896         if(!blk) {
 897             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling strategy must be present in block 0\n");
 898             return -1;
 899         } else {
 900             s->cpl_in_use[blk] = s->cpl_in_use[blk-1];
 901         }
 902     }
 903     cpl_in_use = s->cpl_in_use[blk];
 904
 905     /* coupling coordinates */
 906     if (cpl_in_use) {
 907         int cpl_coords_exist = 0;
 908
 909         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
 910             if (s->channel_in_cpl[ch]) {
 911                 if ((s->eac3 && s->first_cpl_coords[ch]) || get_bits1(gbc)) {
 912                     int master_cpl_coord, cpl_coord_exp, cpl_coord_mant;
 913                     s->first_cpl_coords[ch] = 0;
 914                     cpl_coords_exist = 1;
 915                     master_cpl_coord = 3 * get_bits(gbc, 2);
 916                     for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_bands; bnd++) {
 917                         cpl_coord_exp = get_bits(gbc, 4);
 918                         cpl_coord_mant = get_bits(gbc, 4);
 919                         if (cpl_coord_exp == 15)
 920                             s->cpl_coords[ch][bnd] = cpl_coord_mant << 22;
 921                         else
 922                             s->cpl_coords[ch][bnd] = (cpl_coord_mant + 16) << 21;
 923                         s->cpl_coords[ch][bnd] >>= (cpl_coord_exp + master_cpl_coord);
 924                     }
 925                 } else if (!blk) {
 926                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling coordinates must be present in block 0\n");
 927                     return -1;
 928                 }
 929             } else {
 930                 /* channel not in coupling */
 931                 s->first_cpl_coords[ch] = 1;
 932             }
 933         }
 934         /* phase flags */
 935         if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO && cpl_coords_exist) {
 936             for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_bands; bnd++) {
 937                 s->phase_flags[bnd] = s->phase_flags_in_use? get_bits1(gbc) : 0;
 938             }
 939         }
 940     }
 941
 942     /* stereo rematrixing strategy and band structure */
 943     if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
 944         if ((s->eac3 && !blk) || get_bits1(gbc)) {
 945             s->num_rematrixing_bands = 4;
 946             if(cpl_in_use && s->start_freq[CPL_CH] <= 61)
 947                 s->num_rematrixing_bands -= 1 + (s->start_freq[CPL_CH] == 37);
 948             for(bnd=0; bnd<s->num_rematrixing_bands; bnd++)
 949                 s->rematrixing_flags[bnd] = get_bits1(gbc);
 950         } else if (!blk) {
 951             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new rematrixing strategy must be present in block 0\n");
 952             return -1;
 953         }
 954     }
 955
 956     /* exponent strategies for each channel */
 957     for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
 958         if (!s->eac3)
 959             s->exp_strategy[blk][ch] = get_bits(gbc, 2 - (ch == s->lfe_ch));
 960         if(s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE)
 961             bit_alloc_stages[ch] = 3;
 962     }
 963
 964     /* channel bandwidth */
 965     for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
 966         s->start_freq[ch] = 0;
 967         if (s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE) {
 968             int group_size;
 969             int prev = s->end_freq[ch];
 970             if (s->channel_in_cpl[ch])
 971                 s->end_freq[ch] = s->start_freq[CPL_CH];
 972             else {
 973                 int bandwidth_code = get_bits(gbc, 6);
 974                 if (bandwidth_code > 60) {
 975                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "bandwidth code = %d > 60\n", bandwidth_code);
 976                     return -1;
 977                 }
 978                 s->end_freq[ch] = bandwidth_code * 3 + 73;
 979             }
 980             group_size = 3 << (s->exp_strategy[blk][ch] - 1);
 981             s->num_exp_groups[ch] = (s->end_freq[ch]+group_size-4) / group_size;
 982             if(blk > 0 && s->end_freq[ch] != prev)
 983                 memset(bit_alloc_stages, 3, AC3_MAX_CHANNELS);
 984         }
 985     }
 986     if (cpl_in_use && s->exp_strategy[blk][CPL_CH] != EXP_REUSE) {
 987         s->num_exp_groups[CPL_CH] = (s->end_freq[CPL_CH] - s->start_freq[CPL_CH]) /
 988                                     (3 << (s->exp_strategy[blk][CPL_CH] - 1));
 989     }
 990
 991     /* decode exponents for each channel */
 992     for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
 993         if (s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE) {
 994             s->dexps[ch][0] = get_bits(gbc, 4) << !ch;
 995             if (decode_exponents(gbc, s->exp_strategy[blk][ch],
 996                                  s->num_exp_groups[ch], s->dexps[ch][0],
 997                                  &s->dexps[ch][s->start_freq[ch]+!!ch])) {
 998                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "exponent out-of-range\n");
 999                 return -1;
1000             }
1001             if(ch != CPL_CH && ch != s->lfe_ch)
1002                 skip_bits(gbc, 2); /* skip gainrng */
1003         }
1004     }
1005
1006     /* bit allocation information */
1007     if (s->bit_allocation_syntax) {
1008         if (get_bits1(gbc)) {
1009             s->bit_alloc_params.slow_decay = ff_ac3_slow_decay_tab[get_bits(gbc, 2)] >> s->bit_alloc_params.sr_shift;
1010             s->bit_alloc_params.fast_decay = ff_ac3_fast_decay_tab[get_bits(gbc, 2)] >> s->bit_alloc_params.sr_shift;
1011             s->bit_alloc_params.slow_gain  = ff_ac3_slow_gain_tab[get_bits(gbc, 2)];
1012             s->bit_alloc_params.db_per_bit = ff_ac3_db_per_bit_tab[get_bits(gbc, 2)];
1013             s->bit_alloc_params.floor  = ff_ac3_floor_tab[get_bits(gbc, 3)];
1014             for(ch=!cpl_in_use; ch<=s->channels; ch++)
1015                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1016         } else if (!blk) {
1017             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new bit allocation info must be present in block 0\n");
1018             return -1;
1019         }
1020     }
1021
1022     /* signal-to-noise ratio offsets and fast gains (signal-to-mask ratios) */
1023     if(!s->eac3 || !blk){
1024         if(s->snr_offset_strategy && get_bits1(gbc)) {
1025             int snr = 0;
1026             int csnr;
1027             csnr = (get_bits(gbc, 6) - 15) << 4;
1028             for (i = ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1029                 /* snr offset */
1030                 if (ch == i || s->snr_offset_strategy == 2)
1031                     snr = (csnr + get_bits(gbc, 4)) << 2;
1032                 /* run at least last bit allocation stage if snr offset changes */
1033                 if(blk && s->snr_offset[ch] != snr) {
1034                     bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 1);
1035                 }
1036                 s->snr_offset[ch] = snr;
1037
1038                 /* fast gain (normal AC-3 only) */
1039                 if (!s->eac3) {
1040                     int prev = s->fast_gain[ch];
1041                     s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[get_bits(gbc, 3)];
1042                     /* run last 2 bit allocation stages if fast gain changes */
1043                     if(blk && prev != s->fast_gain[ch])
1044                         bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1045                 }
1046             }
1047         } else if (!s->eac3 && !blk) {
1048             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new snr offsets must be present in block 0\n");
1049             return -1;
1050         }
1051     }
1052
1053     /* fast gain (E-AC-3 only) */
1054     if (s->fast_gain_syntax && get_bits1(gbc)) {
1055         for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1056             int prev = s->fast_gain[ch];
1057             s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[get_bits(gbc, 3)];
1058             /* run last 2 bit allocation stages if fast gain changes */
1059             if(blk && prev != s->fast_gain[ch])
1060                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1061         }
1062     } else if (s->eac3 && !blk) {
1063         for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++)
1064             s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[4];
1065     }
1066
1067     /* E-AC-3 to AC-3 converter SNR offset */
1068     if (s->frame_type == EAC3_FRAME_TYPE_INDEPENDENT && get_bits1(gbc)) {
1069         skip_bits(gbc, 10); // skip converter snr offset
1070     }
1071
1072     /* coupling leak information */
1073     if (cpl_in_use) {
1074         if (s->first_cpl_leak || get_bits1(gbc)) {
1075             int fl = get_bits(gbc, 3);
1076             int sl = get_bits(gbc, 3);
1077             /* run last 2 bit allocation stages for coupling channel if
1078                coupling leak changes */
1079             if(blk && (fl != s->bit_alloc_params.cpl_fast_leak ||
1080                        sl != s->bit_alloc_params.cpl_slow_leak)) {
1081                 bit_alloc_stages[CPL_CH] = FFMAX(bit_alloc_stages[CPL_CH], 2);
1082             }
1083             s->bit_alloc_params.cpl_fast_leak = fl;
1084             s->bit_alloc_params.cpl_slow_leak = sl;
1085         } else if (!s->eac3 && !blk) {
1086             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling leak info must be present in block 0\n");
1087             return -1;
1088         }
1089         s->first_cpl_leak = 0;
1090     }
1091
1092     /* delta bit allocation information */
1093     if (s->dba_syntax && get_bits1(gbc)) {
1094         /* delta bit allocation exists (strategy) */
1095         for (ch = !cpl_in_use; ch <= fbw_channels; ch++) {
1096             s->dba_mode[ch] = get_bits(gbc, 2);
1097             if (s->dba_mode[ch] == DBA_RESERVED) {
1098                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "delta bit allocation strategy reserved\n");
1099                 return -1;
1100             }
1101             bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1102         }
1103         /* channel delta offset, len and bit allocation */
1104         for (ch = !cpl_in_use; ch <= fbw_channels; ch++) {
1105             if (s->dba_mode[ch] == DBA_NEW) {
1106                 s->dba_nsegs[ch] = get_bits(gbc, 3);
1107                 for (seg = 0; seg <= s->dba_nsegs[ch]; seg++) {
1108                     s->dba_offsets[ch][seg] = get_bits(gbc, 5);
1109                     s->dba_lengths[ch][seg] = get_bits(gbc, 4);
1110                     s->dba_values[ch][seg] = get_bits(gbc, 3);
1111                 }
1112                 /* run last 2 bit allocation stages if new dba values */
1113                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1114             }
1115         }
1116     } else if(blk == 0) {
1117         for(ch=0; ch<=s->channels; ch++) {
1118             s->dba_mode[ch] = DBA_NONE;
1119         }
1120     }
1121
1122     /* Bit allocation */
1123     for(ch=!cpl_in_use; ch<=s->channels; ch++) {
1124         if(bit_alloc_stages[ch] > 2) {
1125             /* Exponent mapping into PSD and PSD integration */
1126             ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(s->dexps[ch],
1127                                       s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1128                                       s->psd[ch], s->band_psd[ch]);
1129         }
1130         if(bit_alloc_stages[ch] > 1) {
1131             /* Compute excitation function, Compute masking curve, and
1132                Apply delta bit allocation */
1133             if (ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(&s->bit_alloc_params, s->band_psd[ch],
1134                                            s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1135                                            s->fast_gain[ch], (ch == s->lfe_ch),
1136                                            s->dba_mode[ch], s->dba_nsegs[ch],
1137                                            s->dba_offsets[ch], s->dba_lengths[ch],
1138                                            s->dba_values[ch], s->mask[ch])) {
1139                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "error in bit allocation\n");
1140                 return -1;
1141             }
1142         }
1143         if(bit_alloc_stages[ch] > 0) {
1144             /* Compute bit allocation */
1145             const uint8_t *bap_tab = s->channel_uses_aht[ch] ?
1146                                      ff_eac3_hebap_tab : ff_ac3_bap_tab;
1147             ff_ac3_bit_alloc_calc_bap(s->mask[ch], s->psd[ch],
1148                                       s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1149                                       s->snr_offset[ch],
1150                                       s->bit_alloc_params.floor,
1151                                       bap_tab, s->bap[ch]);
1152         }
1153     }
1154
1155     /* unused dummy data */
1156     if (s->skip_syntax && get_bits1(gbc)) {
1157         int skipl = get_bits(gbc, 9);
1158         while(skipl--)
1159             skip_bits(gbc, 8);
1160     }
1161
1162     /* unpack the transform coefficients
1163        this also uncouples channels if coupling is in use. */
1164     decode_transform_coeffs(s, blk);
1165
1166     /* TODO: generate enhanced coupling coordinates and uncouple */
1167
1168     /* TODO: apply spectral extension */
1169
1170     /* recover coefficients if rematrixing is in use */
1171     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
1172         do_rematrixing(s);
1173
1174     /* apply scaling to coefficients (headroom, dynrng) */
1175     for(ch=1; ch<=s->channels; ch++) {
1176         float gain = s->mul_bias / 4194304.0f;
1177         if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_DUALMONO) {
1178             gain *= s->dynamic_range[ch-1];
1179         } else {
1180             gain *= s->dynamic_range[0];
1181         }
1182         s->dsp.int32_to_float_fmul_scalar(s->transform_coeffs[ch], s->fixed_coeffs[ch], gain, 256);
1183     }
1184
1185     /* downmix and MDCT. order depends on whether block switching is used for
1186        any channel in this block. this is because coefficients for the long
1187        and short transforms cannot be mixed. */
1188     downmix_output = s->channels != s->out_channels &&
1189                      !((s->output_mode & AC3_OUTPUT_LFEON) &&
1190                      s->fbw_channels == s->out_channels);
1191     if(different_transforms) {
1192         /* the delay samples have already been downmixed, so we upmix the delay
1193            samples in order to reconstruct all channels before downmixing. */
1194         if(s->downmixed) {
1195             s->downmixed = 0;
1196             ac3_upmix_delay(s);
1197         }
1198
1199         do_imdct(s, s->channels);
1200
1201         if(downmix_output) {
1202             s->dsp.ac3_downmix(s->output, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 256);
1203         }
1204     } else {
1205         if(downmix_output) {
1206             s->dsp.ac3_downmix(s->transform_coeffs+1, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 256);
1207         }
1208
1209         if(downmix_output && !s->downmixed) {
1210             s->downmixed = 1;
1211             s->dsp.ac3_downmix(s->delay, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 128);
1212         }
1213
1214         do_imdct(s, s->out_channels);
1215     }
1216
1217     return 0;
1218 }
1219
1220 /**
1221  * Decode a single AC-3 frame.
1222  */
1223 static int ac3_decode_frame(AVCodecContext * avctx, void *data, int *data_size,
1224                             AVPacket *avpkt)
1225 {
1226     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1227     int buf_size = avpkt->size;
1228     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
1229     int16_t *out_samples = (int16_t *)data;
1230     int blk, ch, err;
1231     const uint8_t *channel_map;
1232     const float *output[AC3_MAX_CHANNELS];
1233
1234     /* initialize the GetBitContext with the start of valid AC-3 Frame */
1235     if (s->input_buffer) {
1236         /* copy input buffer to decoder context to avoid reading past the end
1237            of the buffer, which can be caused by a damaged input stream. */
1238         memcpy(s->input_buffer, buf, FFMIN(buf_size, AC3_FRAME_BUFFER_SIZE));
1239         init_get_bits(&s->gbc, s->input_buffer, buf_size * 8);
1240     } else {
1241         init_get_bits(&s->gbc, buf, buf_size * 8);
1242     }
1243
1244     /* parse the syncinfo */
1245     *data_size = 0;
1246     err = parse_frame_header(s);
1247
1248     /* check that reported frame size fits in input buffer */
1249     if(s->frame_size > buf_size) {
1250         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "incomplete frame\n");
1251         err = AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE;
1252     }
1253
1254     /* check for crc mismatch */
1255     if(err != AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE && avctx->error_recognition >= FF_ER_CAREFUL) {
1256         if(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0, &buf[2], s->frame_size-2)) {
1257             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "frame CRC mismatch\n");
1258             err = AAC_AC3_PARSE_ERROR_CRC;
1259         }
1260     }
1261
1262     if(err && err != AAC_AC3_PARSE_ERROR_CRC) {
1263         switch(err) {
1264             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_SYNC:
1265                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "frame sync error\n");
1266                 return -1;
1267             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_BSID:
1268                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid bitstream id\n");
1269                 break;
1270             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_SAMPLE_RATE:
1271                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sample rate\n");
1272                 break;
1273             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE:
1274                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid frame size\n");
1275                 break;
1276             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_TYPE:
1277                 /* skip frame if CRC is ok. otherwise use error concealment. */
1278                 /* TODO: add support for substreams and dependent frames */
1279                 if(s->frame_type == EAC3_FRAME_TYPE_DEPENDENT || s->substreamid) {
1280                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported frame type : skipping frame\n");
1281                     return s->frame_size;
1282                 } else {
1283                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid frame type\n");
1284                 }
1285                 break;
1286             default:
1287                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid header\n");
1288                 break;
1289         }
1290     }
1291
1292     /* if frame is ok, set audio parameters */
1293     if (!err) {
1294         avctx->sample_rate = s->sample_rate;
1295         avctx->bit_rate = s->bit_rate;
1296
1297         /* channel config */
1298         s->out_channels = s->channels;
1299         s->output_mode = s->channel_mode;
1300         if(s->lfe_on)
1301             s->output_mode |= AC3_OUTPUT_LFEON;
1302         if (avctx->request_channels > 0 && avctx->request_channels <= 2 &&
1303                 avctx->request_channels < s->channels) {
1304             s->out_channels = avctx->request_channels;
1305             s->output_mode  = avctx->request_channels == 1 ? AC3_CHMODE_MONO : AC3_CHMODE_STEREO;
1306             s->channel_layout = ff_ac3_channel_layout_tab[s->output_mode];
1307         }
1308         avctx->channels = s->out_channels;
1309         avctx->channel_layout = s->channel_layout;
1310
1311         /* set downmixing coefficients if needed */
1312         if(s->channels != s->out_channels && !((s->output_mode & AC3_OUTPUT_LFEON) &&
1313                 s->fbw_channels == s->out_channels)) {
1314             set_downmix_coeffs(s);
1315         }
1316     } else if (!s->out_channels) {
1317         s->out_channels = avctx->channels;
1318         if(s->out_channels < s->channels)
1319             s->output_mode  = s->out_channels == 1 ? AC3_CHMODE_MONO : AC3_CHMODE_STEREO;
1320     }
1321
1322     /* decode the audio blocks */
1323     channel_map = ff_ac3_dec_channel_map[s->output_mode & ~AC3_OUTPUT_LFEON][s->lfe_on];
1324     for (ch = 0; ch < s->out_channels; ch++)
1325         output[ch] = s->output[channel_map[ch]];
1326     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
1327         if (!err && decode_audio_block(s, blk)) {
1328             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "error decoding the audio block\n");
1329             err = 1;
1330         }
1331         s->dsp.float_to_int16_interleave(out_samples, output, 256, s->out_channels);
1332         out_samples += 256 * s->out_channels;
1333     }
1334     *data_size = s->num_blocks * 256 * avctx->channels * sizeof (int16_t);
1335     return s->frame_size;
1336 }
1337
1338 /**
1339  * Uninitialize the AC-3 decoder.
1340  */
1341 static av_cold int ac3_decode_end(AVCodecContext *avctx)
1342 {
1343     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
1344     ff_mdct_end(&s->imdct_512);
1345     ff_mdct_end(&s->imdct_256);
1346
1347     av_freep(&s->input_buffer);
1348
1349     return 0;
1350 }
1351
1352 AVCodec ac3_decoder = {
1353     .name = "ac3",
1354     .type = CODEC_TYPE_AUDIO,
1355     .id = CODEC_ID_AC3,
1356     .priv_data_size = sizeof (AC3DecodeContext),
1357     .init = ac3_decode_init,
1358     .close = ac3_decode_end,
1359     .decode = ac3_decode_frame,
1360     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATSC A/52A (AC-3)"),
1361 };
1362
1363 AVCodec eac3_decoder = {
1364     .name = "eac3",
1365     .type = CODEC_TYPE_AUDIO,
1366     .id = CODEC_ID_EAC3,
1367     .priv_data_size = sizeof (AC3DecodeContext),
1368     .init = ac3_decode_init,
1369     .close = ac3_decode_end,
1370     .decode = ac3_decode_frame,
1371     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATSC A/52B (AC-3, E-AC-3)"),
1372 };