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  * This file is part of FFmpeg.
  11  *
  12  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  13  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  14  * License as published by the Free Software Foundation; either
  15  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  16  *
  17  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  18  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  19  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  20  * Lesser General Public License for more details.
  21  *
  22  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  23  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  24  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  25  */
  26
  27 #include <stdio.h>
  28 #include <stddef.h>
  29 #include <math.h>
  30 #include <string.h>
  31
  32 #include "libavutil/crc.h"
  33 #include "internal.h"
  34 #include "aac_ac3_parser.h"
  35 #include "ac3_parser.h"
  36 #include "ac3dec.h"
  37 #include "ac3dec_data.h"
  38
  39 /** Large enough for maximum possible frame size when the specification limit is ignored */
  40 #define AC3_FRAME_BUFFER_SIZE 32768
  41
  42 /**
  43  * table for ungrouping 3 values in 7 bits.
  44  * used for exponents and bap=2 mantissas
  45  */
  46 static uint8_t ungroup_3_in_7_bits_tab[128][3];
  47
  48
  49 /** tables for ungrouping mantissas */
  50 static int b1_mantissas[32][3];
  51 static int b2_mantissas[128][3];
  52 static int b3_mantissas[8];
  53 static int b4_mantissas[128][2];
  54 static int b5_mantissas[16];
  55
  56 /**
  57  * Quantization table: levels for symmetric. bits for asymmetric.
  58  * reference: Table 7.18 Mapping of bap to Quantizer
  59  */
  60 static const uint8_t quantization_tab[16] = {
  61     0, 3, 5, 7, 11, 15,
  62     5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 16
  63 };
  64
  65 /** dynamic range table. converts codes to scale factors. */
  66 static float dynamic_range_tab[256];
  67
  68 /** Adjustments in dB gain */
  69 #define LEVEL_PLUS_3DB          1.4142135623730950
  70 #define LEVEL_PLUS_1POINT5DB    1.1892071150027209
  71 #define LEVEL_MINUS_1POINT5DB   0.8408964152537145
  72 #define LEVEL_MINUS_3DB         0.7071067811865476
  73 #define LEVEL_MINUS_4POINT5DB   0.5946035575013605
  74 #define LEVEL_MINUS_6DB         0.5000000000000000
  75 #define LEVEL_MINUS_9DB         0.3535533905932738
  76 #define LEVEL_ZERO              0.0000000000000000
  77 #define LEVEL_ONE               1.0000000000000000
  78
  79 static const float gain_levels[9] = {
  80     LEVEL_PLUS_3DB,
  81     LEVEL_PLUS_1POINT5DB,
  82     LEVEL_ONE,
  83     LEVEL_MINUS_1POINT5DB,
  84     LEVEL_MINUS_3DB,
  85     LEVEL_MINUS_4POINT5DB,
  86     LEVEL_MINUS_6DB,
  87     LEVEL_ZERO,
  88     LEVEL_MINUS_9DB
  89 };
  90
  91 /**
  92  * Table for center mix levels
  93  * reference: Section 5.4.2.4 cmixlev
  94  */
  95 static const uint8_t center_levels[4] = { 4, 5, 6, 5 };
  96
  97 /**
  98  * Table for surround mix levels
  99  * reference: Section 5.4.2.5 surmixlev
 100  */
 101 static const uint8_t surround_levels[4] = { 4, 6, 7, 6 };
 102
 103 /**
 104  * Table for default stereo downmixing coefficients
 105  * reference: Section 7.8.2 Downmixing Into Two Channels
 106  */
 107 static const uint8_t ac3_default_coeffs[8][5][2] = {
 108     { { 2, 7 }, { 7, 2 },                               },
 109     { { 4, 4 },                                         },
 110     { { 2, 7 }, { 7, 2 },                               },
 111     { { 2, 7 }, { 5, 5 }, { 7, 2 },                     },
 112     { { 2, 7 }, { 7, 2 }, { 6, 6 },                     },
 113     { { 2, 7 }, { 5, 5 }, { 7, 2 }, { 8, 8 },           },
 114     { { 2, 7 }, { 7, 2 }, { 6, 7 }, { 7, 6 },           },
 115     { { 2, 7 }, { 5, 5 }, { 7, 2 }, { 6, 7 }, { 7, 6 }, },
 116 };
 117
 118 /**
 119  * Symmetrical Dequantization
 120  * reference: Section 7.3.3 Expansion of Mantissas for Symmetrical Quantization
 121  *            Tables 7.19 to 7.23
 122  */
 123 static inline int
 124 symmetric_dequant(int code, int levels)
 125 {
 126     return ((code - (levels >> 1)) << 24) / levels;
 127 }
 128
 129 /*
 130  * Initialize tables at runtime.
 131  */
 132 static av_cold void ac3_tables_init(void)
 133 {
 134     int i;
 135
 136     /* generate table for ungrouping 3 values in 7 bits
 137        reference: Section 7.1.3 Exponent Decoding */
 138     for(i=0; i<128; i++) {
 139         ungroup_3_in_7_bits_tab[i][0] =  i / 25;
 140         ungroup_3_in_7_bits_tab[i][1] = (i % 25) / 5;
 141         ungroup_3_in_7_bits_tab[i][2] = (i % 25) % 5;
 142     }
 143
 144     /* generate grouped mantissa tables
 145        reference: Section 7.3.5 Ungrouping of Mantissas */
 146     for(i=0; i<32; i++) {
 147         /* bap=1 mantissas */
 148         b1_mantissas[i][0] = symmetric_dequant(ff_ac3_ungroup_3_in_5_bits_tab[i][0], 3);
 149         b1_mantissas[i][1] = symmetric_dequant(ff_ac3_ungroup_3_in_5_bits_tab[i][1], 3);
 150         b1_mantissas[i][2] = symmetric_dequant(ff_ac3_ungroup_3_in_5_bits_tab[i][2], 3);
 151     }
 152     for(i=0; i<128; i++) {
 153         /* bap=2 mantissas */
 154         b2_mantissas[i][0] = symmetric_dequant(ungroup_3_in_7_bits_tab[i][0], 5);
 155         b2_mantissas[i][1] = symmetric_dequant(ungroup_3_in_7_bits_tab[i][1], 5);
 156         b2_mantissas[i][2] = symmetric_dequant(ungroup_3_in_7_bits_tab[i][2], 5);
 157
 158         /* bap=4 mantissas */
 159         b4_mantissas[i][0] = symmetric_dequant(i / 11, 11);
 160         b4_mantissas[i][1] = symmetric_dequant(i % 11, 11);
 161     }
 162     /* generate ungrouped mantissa tables
 163        reference: Tables 7.21 and 7.23 */
 164     for(i=0; i<7; i++) {
 165         /* bap=3 mantissas */
 166         b3_mantissas[i] = symmetric_dequant(i, 7);
 167     }
 168     for(i=0; i<15; i++) {
 169         /* bap=5 mantissas */
 170         b5_mantissas[i] = symmetric_dequant(i, 15);
 171     }
 172
 173     /* generate dynamic range table
 174        reference: Section 7.7.1 Dynamic Range Control */
 175     for(i=0; i<256; i++) {
 176         int v = (i >> 5) - ((i >> 7) << 3) - 5;
 177         dynamic_range_tab[i] = powf(2.0f, v) * ((i & 0x1F) | 0x20);
 178     }
 179 }
 180
 181
 182 /**
 183  * AVCodec initialization
 184  */
 185 static av_cold int ac3_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 186 {
 187     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
 188     s->avctx = avctx;
 189
 190     ac3_common_init();
 191     ac3_tables_init();
 192     ff_mdct_init(&s->imdct_256, 8, 1, 1.0);
 193     ff_mdct_init(&s->imdct_512, 9, 1, 1.0);
 194     ff_kbd_window_init(s->window, 5.0, 256);
 195     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
 196     av_lfg_init(&s->dith_state, 0);
 197
 198     /* set bias values for float to int16 conversion */
 199     if(s->dsp.float_to_int16_interleave == ff_float_to_int16_interleave_c) {
 200         s->add_bias = 385.0f;
 201         s->mul_bias = 1.0f;
 202     } else {
 203         s->add_bias = 0.0f;
 204         s->mul_bias = 32767.0f;
 205     }
 206
 207     /* allow downmixing to stereo or mono */
 208     if (avctx->channels > 0 && avctx->request_channels > 0 &&
 209             avctx->request_channels < avctx->channels &&
 210             avctx->request_channels <= 2) {
 211         avctx->channels = avctx->request_channels;
 212     }
 213     s->downmixed = 1;
 214
 215     /* allocate context input buffer */
 216     if (avctx->error_recognition >= FF_ER_CAREFUL) {
 217         s->input_buffer = av_mallocz(AC3_FRAME_BUFFER_SIZE + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 218         if (!s->input_buffer)
 219             return AVERROR_NOMEM;
 220     }
 221
 222     avctx->sample_fmt = SAMPLE_FMT_S16;
 223     return 0;
 224 }
 225
 226 /**
 227  * Parse the 'sync info' and 'bit stream info' from the AC-3 bitstream.
 228  * GetBitContext within AC3DecodeContext must point to
 229  * the start of the synchronized AC-3 bitstream.
 230  */
 231 static int ac3_parse_header(AC3DecodeContext *s)
 232 {
 233     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
 234     int i;
 235
 236     /* read the rest of the bsi. read twice for dual mono mode. */
 237     i = !(s->channel_mode);
 238     do {
 239         skip_bits(gbc, 5); // skip dialog normalization
 240         if (get_bits1(gbc))
 241             skip_bits(gbc, 8); //skip compression
 242         if (get_bits1(gbc))
 243             skip_bits(gbc, 8); //skip language code
 244         if (get_bits1(gbc))
 245             skip_bits(gbc, 7); //skip audio production information
 246     } while (i--);
 247
 248     skip_bits(gbc, 2); //skip copyright bit and original bitstream bit
 249
 250     /* skip the timecodes (or extra bitstream information for Alternate Syntax)
 251        TODO: read & use the xbsi1 downmix levels */
 252     if (get_bits1(gbc))
 253         skip_bits(gbc, 14); //skip timecode1 / xbsi1
 254     if (get_bits1(gbc))
 255         skip_bits(gbc, 14); //skip timecode2 / xbsi2
 256
 257     /* skip additional bitstream info */
 258     if (get_bits1(gbc)) {
 259         i = get_bits(gbc, 6);
 260         do {
 261             skip_bits(gbc, 8);
 262         } while(i--);
 263     }
 264
 265     return 0;
 266 }
 267
 268 /**
 269  * Common function to parse AC-3 or E-AC-3 frame header
 270  */
 271 static int parse_frame_header(AC3DecodeContext *s)
 272 {
 273     AC3HeaderInfo hdr;
 274     int err;
 275
 276     err = ff_ac3_parse_header(&s->gbc, &hdr);
 277     if(err)
 278         return err;
 279
 280     /* get decoding parameters from header info */
 281     s->bit_alloc_params.sr_code     = hdr.sr_code;
 282     s->channel_mode                 = hdr.channel_mode;
 283     s->channel_layout               = hdr.channel_layout;
 284     s->lfe_on                       = hdr.lfe_on;
 285     s->bit_alloc_params.sr_shift    = hdr.sr_shift;
 286     s->sample_rate                  = hdr.sample_rate;
 287     s->bit_rate                     = hdr.bit_rate;
 288     s->channels                     = hdr.channels;
 289     s->fbw_channels                 = s->channels - s->lfe_on;
 290     s->lfe_ch                       = s->fbw_channels + 1;
 291     s->frame_size                   = hdr.frame_size;
 292     s->center_mix_level             = hdr.center_mix_level;
 293     s->surround_mix_level           = hdr.surround_mix_level;
 294     s->num_blocks                   = hdr.num_blocks;
 295     s->frame_type                   = hdr.frame_type;
 296     s->substreamid                  = hdr.substreamid;
 297
 298     if(s->lfe_on) {
 299         s->start_freq[s->lfe_ch] = 0;
 300         s->end_freq[s->lfe_ch] = 7;
 301         s->num_exp_groups[s->lfe_ch] = 2;
 302         s->channel_in_cpl[s->lfe_ch] = 0;
 303     }
 304
 305     if (hdr.bitstream_id <= 10) {
 306         s->eac3                  = 0;
 307         s->snr_offset_strategy   = 2;
 308         s->block_switch_syntax   = 1;
 309         s->dither_flag_syntax    = 1;
 310         s->bit_allocation_syntax = 1;
 311         s->fast_gain_syntax      = 0;
 312         s->first_cpl_leak        = 0;
 313         s->dba_syntax            = 1;
 314         s->skip_syntax           = 1;
 315         memset(s->channel_uses_aht, 0, sizeof(s->channel_uses_aht));
 316         return ac3_parse_header(s);
 317     } else if (CONFIG_EAC3_DECODER) {
 318         s->eac3 = 1;
 319         return ff_eac3_parse_header(s);
 320     } else {
 321         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "E-AC-3 support not compiled in\n");
 322         return -1;
 323     }
 324 }
 325
 326 /**
 327  * Set stereo downmixing coefficients based on frame header info.
 328  * reference: Section 7.8.2 Downmixing Into Two Channels
 329  */
 330 static void set_downmix_coeffs(AC3DecodeContext *s)
 331 {
 332     int i;
 333     float cmix = gain_levels[center_levels[s->center_mix_level]];
 334     float smix = gain_levels[surround_levels[s->surround_mix_level]];
 335     float norm0, norm1;
 336
 337     for(i=0; i<s->fbw_channels; i++) {
 338         s->downmix_coeffs[i][0] = gain_levels[ac3_default_coeffs[s->channel_mode][i][0]];
 339         s->downmix_coeffs[i][1] = gain_levels[ac3_default_coeffs[s->channel_mode][i][1]];
 340     }
 341     if(s->channel_mode > 1 && s->channel_mode & 1) {
 342         s->downmix_coeffs[1][0] = s->downmix_coeffs[1][1] = cmix;
 343     }
 344     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_2F1R || s->channel_mode == AC3_CHMODE_3F1R) {
 345         int nf = s->channel_mode - 2;
 346         s->downmix_coeffs[nf][0] = s->downmix_coeffs[nf][1] = smix * LEVEL_MINUS_3DB;
 347     }
 348     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_2F2R || s->channel_mode == AC3_CHMODE_3F2R) {
 349         int nf = s->channel_mode - 4;
 350         s->downmix_coeffs[nf][0] = s->downmix_coeffs[nf+1][1] = smix;
 351     }
 352
 353     /* renormalize */
 354     norm0 = norm1 = 0.0;
 355     for(i=0; i<s->fbw_channels; i++) {
 356         norm0 += s->downmix_coeffs[i][0];
 357         norm1 += s->downmix_coeffs[i][1];
 358     }
 359     norm0 = 1.0f / norm0;
 360     norm1 = 1.0f / norm1;
 361     for(i=0; i<s->fbw_channels; i++) {
 362         s->downmix_coeffs[i][0] *= norm0;
 363         s->downmix_coeffs[i][1] *= norm1;
 364     }
 365
 366     if(s->output_mode == AC3_CHMODE_MONO) {
 367         for(i=0; i<s->fbw_channels; i++)
 368             s->downmix_coeffs[i][0] = (s->downmix_coeffs[i][0] + s->downmix_coeffs[i][1]) * LEVEL_MINUS_3DB;
 369     }
 370 }
 371
 372 /**
 373  * Decode the grouped exponents according to exponent strategy.
 374  * reference: Section 7.1.3 Exponent Decoding
 375  */
 376 static int decode_exponents(GetBitContext *gbc, int exp_strategy, int ngrps,
 377                             uint8_t absexp, int8_t *dexps)
 378 {
 379     int i, j, grp, group_size;
 380     int dexp[256];
 381     int expacc, prevexp;
 382
 383     /* unpack groups */
 384     group_size = exp_strategy + (exp_strategy == EXP_D45);
 385     for(grp=0,i=0; grp<ngrps; grp++) {
 386         expacc = get_bits(gbc, 7);
 387         dexp[i++] = ungroup_3_in_7_bits_tab[expacc][0];
 388         dexp[i++] = ungroup_3_in_7_bits_tab[expacc][1];
 389         dexp[i++] = ungroup_3_in_7_bits_tab[expacc][2];
 390     }
 391
 392     /* convert to absolute exps and expand groups */
 393     prevexp = absexp;
 394     for(i=0,j=0; i<ngrps*3; i++) {
 395         prevexp += dexp[i] - 2;
 396         if (prevexp > 24U)
 397             return -1;
 398         switch (group_size) {
 399             case 4: dexps[j++] = prevexp;
 400                     dexps[j++] = prevexp;
 401             case 2: dexps[j++] = prevexp;
 402             case 1: dexps[j++] = prevexp;
 403         }
 404     }
 405     return 0;
 406 }
 407
 408 /**
 409  * Generate transform coefficients for each coupled channel in the coupling
 410  * range using the coupling coefficients and coupling coordinates.
 411  * reference: Section 7.4.3 Coupling Coordinate Format
 412  */
 413 static void calc_transform_coeffs_cpl(AC3DecodeContext *s)
 414 {
 415     int bin, band, ch;
 416
 417     bin = s->start_freq[CPL_CH];
 418     for (band = 0; band < s->num_cpl_bands; band++) {
 419         int band_start = bin;
 420         int band_end = bin + s->cpl_band_sizes[band];
 421         for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
 422             if (s->channel_in_cpl[ch]) {
 423                 int64_t cpl_coord = s->cpl_coords[ch][band];
 424                 for (bin = band_start; bin < band_end; bin++) {
 425                     s->fixed_coeffs[ch][bin] = ((int64_t)s->fixed_coeffs[CPL_CH][bin] *
 426                                                 cpl_coord) >> 23;
 427                 }
 428                 if (ch == 2 && s->phase_flags[band]) {
 429                     for (bin = band_start; bin < band_end; bin++)
 430                         s->fixed_coeffs[2][bin] = -s->fixed_coeffs[2][bin];
 431                 }
 432             }
 433         }
 434         bin = band_end;
 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     int dither = (ch_index == CPL_CH) || s->dither_flag[ch_index];
 462     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
 463     int freq;
 464
 465     for(freq = start_freq; freq < end_freq; freq++){
 466         int bap = baps[freq];
 467         int mantissa;
 468         switch(bap){
 469             case 0:
 470                 if (dither)
 471                     mantissa = (av_lfg_get(&s->dith_state) & 0x7FFFFF) - 0x400000;
 472                 else
 473                     mantissa = 0;
 474                 break;
 475             case 1:
 476                 if(m->b1){
 477                     m->b1--;
 478                     mantissa = m->b1_mant[m->b1];
 479                 }
 480                 else{
 481                     int bits      = get_bits(gbc, 5);
 482                     mantissa      = b1_mantissas[bits][0];
 483                     m->b1_mant[1] = b1_mantissas[bits][1];
 484                     m->b1_mant[0] = b1_mantissas[bits][2];
 485                     m->b1         = 2;
 486                 }
 487                 break;
 488             case 2:
 489                 if(m->b2){
 490                     m->b2--;
 491                     mantissa = m->b2_mant[m->b2];
 492                 }
 493                 else{
 494                     int bits      = get_bits(gbc, 7);
 495                     mantissa      = b2_mantissas[bits][0];
 496                     m->b2_mant[1] = b2_mantissas[bits][1];
 497                     m->b2_mant[0] = b2_mantissas[bits][2];
 498                     m->b2         = 2;
 499                 }
 500                 break;
 501             case 3:
 502                 mantissa = b3_mantissas[get_bits(gbc, 3)];
 503                 break;
 504             case 4:
 505                 if(m->b4){
 506                     m->b4 = 0;
 507                     mantissa = m->b4_mant;
 508                 }
 509                 else{
 510                     int bits   = get_bits(gbc, 7);
 511                     mantissa   = b4_mantissas[bits][0];
 512                     m->b4_mant = b4_mantissas[bits][1];
 513                     m->b4      = 1;
 514                 }
 515                 break;
 516             case 5:
 517                 mantissa = b5_mantissas[get_bits(gbc, 4)];
 518                 break;
 519             default: /* 6 to 15 */
 520                 mantissa = get_bits(gbc, quantization_tab[bap]);
 521                 /* Shift mantissa and sign-extend it. */
 522                 mantissa = (mantissa << (32-quantization_tab[bap]))>>8;
 523                 break;
 524         }
 525         coeffs[freq] = mantissa >> exps[freq];
 526     }
 527 }
 528
 529 /**
 530  * Remove random dithering from coupling range coefficients with zero-bit
 531  * mantissas for coupled channels which do not use dithering.
 532  * reference: Section 7.3.4 Dither for Zero Bit Mantissas (bap=0)
 533  */
 534 static void remove_dithering(AC3DecodeContext *s) {
 535     int ch, i;
 536
 537     for(ch=1; ch<=s->fbw_channels; ch++) {
 538         if(!s->dither_flag[ch] && s->channel_in_cpl[ch]) {
 539             for(i = s->start_freq[CPL_CH]; i<s->end_freq[CPL_CH]; i++) {
 540                 if(!s->bap[CPL_CH][i])
 541                     s->fixed_coeffs[ch][i] = 0;
 542             }
 543         }
 544     }
 545 }
 546
 547 static void decode_transform_coeffs_ch(AC3DecodeContext *s, int blk, int ch,
 548                                     mant_groups *m)
 549 {
 550     if (!s->channel_uses_aht[ch]) {
 551         ac3_decode_transform_coeffs_ch(s, ch, m);
 552     } else {
 553         /* if AHT is used, mantissas for all blocks are encoded in the first
 554            block of the frame. */
 555         int bin;
 556         if (!blk && CONFIG_EAC3_DECODER)
 557             ff_eac3_decode_transform_coeffs_aht_ch(s, ch);
 558         for (bin = s->start_freq[ch]; bin < s->end_freq[ch]; bin++) {
 559             s->fixed_coeffs[ch][bin] = s->pre_mantissa[ch][bin][blk] >> s->dexps[ch][bin];
 560         }
 561     }
 562 }
 563
 564 /**
 565  * Decode the transform coefficients.
 566  */
 567 static void decode_transform_coeffs(AC3DecodeContext *s, int blk)
 568 {
 569     int ch, end;
 570     int got_cplchan = 0;
 571     mant_groups m;
 572
 573     m.b1 = m.b2 = m.b4 = 0;
 574
 575     for (ch = 1; ch <= s->channels; ch++) {
 576         /* transform coefficients for full-bandwidth channel */
 577         decode_transform_coeffs_ch(s, blk, ch, &m);
 578         /* tranform coefficients for coupling channel come right after the
 579            coefficients for the first coupled channel*/
 580         if (s->channel_in_cpl[ch])  {
 581             if (!got_cplchan) {
 582                 decode_transform_coeffs_ch(s, blk, CPL_CH, &m);
 583                 calc_transform_coeffs_cpl(s);
 584                 got_cplchan = 1;
 585             }
 586             end = s->end_freq[CPL_CH];
 587         } else {
 588             end = s->end_freq[ch];
 589         }
 590         do
 591             s->fixed_coeffs[ch][end] = 0;
 592         while(++end < 256);
 593     }
 594
 595     /* zero the dithered coefficients for appropriate channels */
 596     remove_dithering(s);
 597 }
 598
 599 /**
 600  * Stereo rematrixing.
 601  * reference: Section 7.5.4 Rematrixing : Decoding Technique
 602  */
 603 static void do_rematrixing(AC3DecodeContext *s)
 604 {
 605     int bnd, i;
 606     int end, bndend;
 607
 608     end = FFMIN(s->end_freq[1], s->end_freq[2]);
 609
 610     i = ff_ac3_rematrix_band_tab[0];
 611     for(bnd=0; bnd<s->num_rematrixing_bands; bnd++) {
 612         if(s->rematrixing_flags[bnd]) {
 613             bndend = FFMIN(end, ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd+1]);
 614             for(; i<bndend; i++) {
 615                 int tmp0 = s->fixed_coeffs[1][i];
 616                 s->fixed_coeffs[1][i] += s->fixed_coeffs[2][i];
 617                 s->fixed_coeffs[2][i]  = tmp0 - s->fixed_coeffs[2][i];
 618             }
 619         }
 620     }
 621 }
 622
 623 /**
 624  * Inverse MDCT Transform.
 625  * Convert frequency domain coefficients to time-domain audio samples.
 626  * reference: Section 7.9.4 Transformation Equations
 627  */
 628 static inline void do_imdct(AC3DecodeContext *s, int channels)
 629 {
 630     int ch;
 631     float add_bias = s->add_bias;
 632     if(s->out_channels==1 && channels>1)
 633         add_bias *= LEVEL_MINUS_3DB; // compensate for the gain in downmix
 634
 635     for (ch=1; ch<=channels; ch++) {
 636         if (s->block_switch[ch]) {
 637             int i;
 638             float *x = s->tmp_output+128;
 639             for(i=0; i<128; i++)
 640                 x[i] = s->transform_coeffs[ch][2*i];
 641             ff_imdct_half(&s->imdct_256, s->tmp_output, x);
 642             s->dsp.vector_fmul_window(s->output[ch-1], s->delay[ch-1], s->tmp_output, s->window, add_bias, 128);
 643             for(i=0; i<128; i++)
 644                 x[i] = s->transform_coeffs[ch][2*i+1];
 645             ff_imdct_half(&s->imdct_256, s->delay[ch-1], x);
 646         } else {
 647             ff_imdct_half(&s->imdct_512, s->tmp_output, s->transform_coeffs[ch]);
 648             s->dsp.vector_fmul_window(s->output[ch-1], s->delay[ch-1], s->tmp_output, s->window, add_bias, 128);
 649             memcpy(s->delay[ch-1], s->tmp_output+128, 128*sizeof(float));
 650         }
 651     }
 652 }
 653
 654 /**
 655  * Downmix the output to mono or stereo.
 656  */
 657 void ff_ac3_downmix_c(float (*samples)[256], float (*matrix)[2], int out_ch, int in_ch, int len)
 658 {
 659     int i, j;
 660     float v0, v1;
 661     if(out_ch == 2) {
 662         for(i=0; i<len; i++) {
 663             v0 = v1 = 0.0f;
 664             for(j=0; j<in_ch; j++) {
 665                 v0 += samples[j][i] * matrix[j][0];
 666                 v1 += samples[j][i] * matrix[j][1];
 667             }
 668             samples[0][i] = v0;
 669             samples[1][i] = v1;
 670         }
 671     } else if(out_ch == 1) {
 672         for(i=0; i<len; i++) {
 673             v0 = 0.0f;
 674             for(j=0; j<in_ch; j++)
 675                 v0 += samples[j][i] * matrix[j][0];
 676             samples[0][i] = v0;
 677         }
 678     }
 679 }
 680
 681 /**
 682  * Upmix delay samples from stereo to original channel layout.
 683  */
 684 static void ac3_upmix_delay(AC3DecodeContext *s)
 685 {
 686     int channel_data_size = sizeof(s->delay[0]);
 687     switch(s->channel_mode) {
 688         case AC3_CHMODE_DUALMONO:
 689         case AC3_CHMODE_STEREO:
 690             /* upmix mono to stereo */
 691             memcpy(s->delay[1], s->delay[0], channel_data_size);
 692             break;
 693         case AC3_CHMODE_2F2R:
 694             memset(s->delay[3], 0, channel_data_size);
 695         case AC3_CHMODE_2F1R:
 696             memset(s->delay[2], 0, channel_data_size);
 697             break;
 698         case AC3_CHMODE_3F2R:
 699             memset(s->delay[4], 0, channel_data_size);
 700         case AC3_CHMODE_3F1R:
 701             memset(s->delay[3], 0, channel_data_size);
 702         case AC3_CHMODE_3F:
 703             memcpy(s->delay[2], s->delay[1], channel_data_size);
 704             memset(s->delay[1], 0, channel_data_size);
 705             break;
 706     }
 707 }
 708
 709 /**
 710  * Decode band structure for coupling, spectral extension, or enhanced coupling.
 711  * The band structure defines how many subbands are in each band.  For each
 712  * subband in the range, 1 means it is combined with the previous band, and 0
 713  * means that it starts a new band.
 714  *
 715  * @param[in] gbc bit reader context
 716  * @param[in] blk block number
 717  * @param[in] eac3 flag to indicate E-AC-3
 718  * @param[in] ecpl flag to indicate enhanced coupling
 719  * @param[in] start_subband subband number for start of range
 720  * @param[in] end_subband subband number for end of range
 721  * @param[in] default_band_struct default band structure table
 722  * @param[out] num_bands number of bands (optionally NULL)
 723  * @param[out] band_sizes array containing the number of bins in each band (optionally NULL)
 724  */
 725 static void decode_band_structure(GetBitContext *gbc, int blk, int eac3,
 726                                   int ecpl, int start_subband, int end_subband,
 727                                   const uint8_t *default_band_struct,
 728                                   int *num_bands, uint8_t *band_sizes)
 729 {
 730     int subbnd, bnd, n_subbands, n_bands=0;
 731     uint8_t bnd_sz[22];
 732     uint8_t coded_band_struct[22];
 733     const uint8_t *band_struct;
 734
 735     n_subbands = end_subband - start_subband;
 736
 737     /* decode band structure from bitstream or use default */
 738     if (!eac3 || get_bits1(gbc)) {
 739         for (subbnd = 0; subbnd < n_subbands - 1; subbnd++) {
 740             coded_band_struct[subbnd] = get_bits1(gbc);
 741         }
 742         band_struct = coded_band_struct;
 743     } else if (!blk) {
 744         band_struct = &default_band_struct[start_subband+1];
 745     } else {
 746         /* no change in band structure */
 747         return;
 748     }
 749
 750     /* calculate number of bands and band sizes based on band structure.
 751        note that the first 4 subbands in enhanced coupling span only 6 bins
 752        instead of 12. */
 753     if (num_bands || band_sizes ) {
 754         n_bands = n_subbands;
 755         bnd_sz[0] = ecpl ? 6 : 12;
 756         for (bnd = 0, subbnd = 1; subbnd < n_subbands; subbnd++) {
 757             int subbnd_size = (ecpl && subbnd < 4) ? 6 : 12;
 758             if (band_struct[subbnd-1]) {
 759                 n_bands--;
 760                 bnd_sz[bnd] += subbnd_size;
 761             } else {
 762                 bnd_sz[++bnd] = subbnd_size;
 763             }
 764         }
 765     }
 766
 767     /* set optional output params */
 768     if (num_bands)
 769         *num_bands = n_bands;
 770     if (band_sizes)
 771         memcpy(band_sizes, bnd_sz, n_bands);
 772 }
 773
 774 /**
 775  * Decode a single audio block from the AC-3 bitstream.
 776  */
 777 static int decode_audio_block(AC3DecodeContext *s, int blk)
 778 {
 779     int fbw_channels = s->fbw_channels;
 780     int channel_mode = s->channel_mode;
 781     int i, bnd, seg, ch;
 782     int different_transforms;
 783     int downmix_output;
 784     int cpl_in_use;
 785     GetBitContext *gbc = &s->gbc;
 786     uint8_t bit_alloc_stages[AC3_MAX_CHANNELS];
 787
 788     memset(bit_alloc_stages, 0, AC3_MAX_CHANNELS);
 789
 790     /* block switch flags */
 791     different_transforms = 0;
 792     if (s->block_switch_syntax) {
 793         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
 794             s->block_switch[ch] = get_bits1(gbc);
 795             if(ch > 1 && s->block_switch[ch] != s->block_switch[1])
 796                 different_transforms = 1;
 797         }
 798     }
 799
 800     /* dithering flags */
 801     if (s->dither_flag_syntax) {
 802         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
 803             s->dither_flag[ch] = get_bits1(gbc);
 804         }
 805     }
 806
 807     /* dynamic range */
 808     i = !(s->channel_mode);
 809     do {
 810         if(get_bits1(gbc)) {
 811             s->dynamic_range[i] = ((dynamic_range_tab[get_bits(gbc, 8)]-1.0) *
 812                                   s->avctx->drc_scale)+1.0;
 813         } else if(blk == 0) {
 814             s->dynamic_range[i] = 1.0f;
 815         }
 816     } while(i--);
 817
 818     /* spectral extension strategy */
 819     if (s->eac3 && (!blk || get_bits1(gbc))) {
 820         if (get_bits1(gbc)) {
 821             av_log_missing_feature(s->avctx, "Spectral extension", 1);
 822             return -1;
 823         }
 824         /* TODO: parse spectral extension strategy info */
 825     }
 826
 827     /* TODO: spectral extension coordinates */
 828
 829     /* coupling strategy */
 830     if (s->eac3 ? s->cpl_strategy_exists[blk] : get_bits1(gbc)) {
 831         memset(bit_alloc_stages, 3, AC3_MAX_CHANNELS);
 832         if (!s->eac3)
 833             s->cpl_in_use[blk] = get_bits1(gbc);
 834         if (s->cpl_in_use[blk]) {
 835             /* coupling in use */
 836             int cpl_start_subband, cpl_end_subband;
 837
 838             if (channel_mode < AC3_CHMODE_STEREO) {
 839                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "coupling not allowed in mono or dual-mono\n");
 840                 return -1;
 841             }
 842
 843             /* check for enhanced coupling */
 844             if (s->eac3 && get_bits1(gbc)) {
 845                 /* TODO: parse enhanced coupling strategy info */
 846                 av_log_missing_feature(s->avctx, "Enhanced coupling", 1);
 847                 return -1;
 848             }
 849
 850             /* determine which channels are coupled */
 851             if (s->eac3 && s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
 852                 s->channel_in_cpl[1] = 1;
 853                 s->channel_in_cpl[2] = 1;
 854             } else {
 855                 for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++)
 856                     s->channel_in_cpl[ch] = get_bits1(gbc);
 857             }
 858
 859             /* phase flags in use */
 860             if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
 861                 s->phase_flags_in_use = get_bits1(gbc);
 862
 863             /* coupling frequency range */
 864             /* TODO: modify coupling end freq if spectral extension is used */
 865             cpl_start_subband = get_bits(gbc, 4);
 866             cpl_end_subband   = get_bits(gbc, 4) + 3;
 867             if (cpl_start_subband >= cpl_end_subband) {
 868                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid coupling range (%d >= %d)\n",
 869                        cpl_start_subband, cpl_end_subband);
 870                 return -1;
 871             }
 872             s->start_freq[CPL_CH] = cpl_start_subband * 12 + 37;
 873             s->end_freq[CPL_CH]   = cpl_end_subband   * 12 + 37;
 874
 875             decode_band_structure(gbc, blk, s->eac3, 0, cpl_start_subband,
 876                                   cpl_end_subband,
 877                                   ff_eac3_default_cpl_band_struct,
 878                                   &s->num_cpl_bands, s->cpl_band_sizes);
 879         } else {
 880             /* coupling not in use */
 881             for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
 882                 s->channel_in_cpl[ch] = 0;
 883                 s->first_cpl_coords[ch] = 1;
 884             }
 885             s->first_cpl_leak = s->eac3;
 886             s->phase_flags_in_use = 0;
 887         }
 888     } else if (!s->eac3) {
 889         if(!blk) {
 890             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling strategy must be present in block 0\n");
 891             return -1;
 892         } else {
 893             s->cpl_in_use[blk] = s->cpl_in_use[blk-1];
 894         }
 895     }
 896     cpl_in_use = s->cpl_in_use[blk];
 897
 898     /* coupling coordinates */
 899     if (cpl_in_use) {
 900         int cpl_coords_exist = 0;
 901
 902         for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
 903             if (s->channel_in_cpl[ch]) {
 904                 if ((s->eac3 && s->first_cpl_coords[ch]) || get_bits1(gbc)) {
 905                     int master_cpl_coord, cpl_coord_exp, cpl_coord_mant;
 906                     s->first_cpl_coords[ch] = 0;
 907                     cpl_coords_exist = 1;
 908                     master_cpl_coord = 3 * get_bits(gbc, 2);
 909                     for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_bands; bnd++) {
 910                         cpl_coord_exp = get_bits(gbc, 4);
 911                         cpl_coord_mant = get_bits(gbc, 4);
 912                         if (cpl_coord_exp == 15)
 913                             s->cpl_coords[ch][bnd] = cpl_coord_mant << 22;
 914                         else
 915                             s->cpl_coords[ch][bnd] = (cpl_coord_mant + 16) << 21;
 916                         s->cpl_coords[ch][bnd] >>= (cpl_coord_exp + master_cpl_coord);
 917                     }
 918                 } else if (!blk) {
 919                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling coordinates must be present in block 0\n");
 920                     return -1;
 921                 }
 922             } else {
 923                 /* channel not in coupling */
 924                 s->first_cpl_coords[ch] = 1;
 925             }
 926         }
 927         /* phase flags */
 928         if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO && cpl_coords_exist) {
 929             for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_bands; bnd++) {
 930                 s->phase_flags[bnd] = s->phase_flags_in_use? get_bits1(gbc) : 0;
 931             }
 932         }
 933     }
 934
 935     /* stereo rematrixing strategy and band structure */
 936     if (channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
 937         if ((s->eac3 && !blk) || get_bits1(gbc)) {
 938             s->num_rematrixing_bands = 4;
 939             if(cpl_in_use && s->start_freq[CPL_CH] <= 61)
 940                 s->num_rematrixing_bands -= 1 + (s->start_freq[CPL_CH] == 37);
 941             for(bnd=0; bnd<s->num_rematrixing_bands; bnd++)
 942                 s->rematrixing_flags[bnd] = get_bits1(gbc);
 943         } else if (!blk) {
 944             av_log(s->avctx, AV_LOG_WARNING, "Warning: new rematrixing strategy not present in block 0\n");
 945             s->num_rematrixing_bands = 0;
 946         }
 947     }
 948
 949     /* exponent strategies for each channel */
 950     for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
 951         if (!s->eac3)
 952             s->exp_strategy[blk][ch] = get_bits(gbc, 2 - (ch == s->lfe_ch));
 953         if(s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE)
 954             bit_alloc_stages[ch] = 3;
 955     }
 956
 957     /* channel bandwidth */
 958     for (ch = 1; ch <= fbw_channels; ch++) {
 959         s->start_freq[ch] = 0;
 960         if (s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE) {
 961             int group_size;
 962             int prev = s->end_freq[ch];
 963             if (s->channel_in_cpl[ch])
 964                 s->end_freq[ch] = s->start_freq[CPL_CH];
 965             else {
 966                 int bandwidth_code = get_bits(gbc, 6);
 967                 if (bandwidth_code > 60) {
 968                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "bandwidth code = %d > 60\n", bandwidth_code);
 969                     return -1;
 970                 }
 971                 s->end_freq[ch] = bandwidth_code * 3 + 73;
 972             }
 973             group_size = 3 << (s->exp_strategy[blk][ch] - 1);
 974             s->num_exp_groups[ch] = (s->end_freq[ch]+group_size-4) / group_size;
 975             if(blk > 0 && s->end_freq[ch] != prev)
 976                 memset(bit_alloc_stages, 3, AC3_MAX_CHANNELS);
 977         }
 978     }
 979     if (cpl_in_use && s->exp_strategy[blk][CPL_CH] != EXP_REUSE) {
 980         s->num_exp_groups[CPL_CH] = (s->end_freq[CPL_CH] - s->start_freq[CPL_CH]) /
 981                                     (3 << (s->exp_strategy[blk][CPL_CH] - 1));
 982     }
 983
 984     /* decode exponents for each channel */
 985     for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
 986         if (s->exp_strategy[blk][ch] != EXP_REUSE) {
 987             s->dexps[ch][0] = get_bits(gbc, 4) << !ch;
 988             if (decode_exponents(gbc, s->exp_strategy[blk][ch],
 989                                  s->num_exp_groups[ch], s->dexps[ch][0],
 990                                  &s->dexps[ch][s->start_freq[ch]+!!ch])) {
 991                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "exponent out-of-range\n");
 992                 return -1;
 993             }
 994             if(ch != CPL_CH && ch != s->lfe_ch)
 995                 skip_bits(gbc, 2); /* skip gainrng */
 996         }
 997     }
 998
 999     /* bit allocation information */
1000     if (s->bit_allocation_syntax) {
1001         if (get_bits1(gbc)) {
1002             s->bit_alloc_params.slow_decay = ff_ac3_slow_decay_tab[get_bits(gbc, 2)] >> s->bit_alloc_params.sr_shift;
1003             s->bit_alloc_params.fast_decay = ff_ac3_fast_decay_tab[get_bits(gbc, 2)] >> s->bit_alloc_params.sr_shift;
1004             s->bit_alloc_params.slow_gain  = ff_ac3_slow_gain_tab[get_bits(gbc, 2)];
1005             s->bit_alloc_params.db_per_bit = ff_ac3_db_per_bit_tab[get_bits(gbc, 2)];
1006             s->bit_alloc_params.floor  = ff_ac3_floor_tab[get_bits(gbc, 3)];
1007             for(ch=!cpl_in_use; ch<=s->channels; ch++)
1008                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1009         } else if (!blk) {
1010             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new bit allocation info must be present in block 0\n");
1011             return -1;
1012         }
1013     }
1014
1015     /* signal-to-noise ratio offsets and fast gains (signal-to-mask ratios) */
1016     if(!s->eac3 || !blk){
1017         if(s->snr_offset_strategy && get_bits1(gbc)) {
1018             int snr = 0;
1019             int csnr;
1020             csnr = (get_bits(gbc, 6) - 15) << 4;
1021             for (i = ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1022                 /* snr offset */
1023                 if (ch == i || s->snr_offset_strategy == 2)
1024                     snr = (csnr + get_bits(gbc, 4)) << 2;
1025                 /* run at least last bit allocation stage if snr offset changes */
1026                 if(blk && s->snr_offset[ch] != snr) {
1027                     bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 1);
1028                 }
1029                 s->snr_offset[ch] = snr;
1030
1031                 /* fast gain (normal AC-3 only) */
1032                 if (!s->eac3) {
1033                     int prev = s->fast_gain[ch];
1034                     s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[get_bits(gbc, 3)];
1035                     /* run last 2 bit allocation stages if fast gain changes */
1036                     if(blk && prev != s->fast_gain[ch])
1037                         bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1038                 }
1039             }
1040         } else if (!s->eac3 && !blk) {
1041             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new snr offsets must be present in block 0\n");
1042             return -1;
1043         }
1044     }
1045
1046     /* fast gain (E-AC-3 only) */
1047     if (s->fast_gain_syntax && get_bits1(gbc)) {
1048         for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1049             int prev = s->fast_gain[ch];
1050             s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[get_bits(gbc, 3)];
1051             /* run last 2 bit allocation stages if fast gain changes */
1052             if(blk && prev != s->fast_gain[ch])
1053                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1054         }
1055     } else if (s->eac3 && !blk) {
1056         for (ch = !cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++)
1057             s->fast_gain[ch] = ff_ac3_fast_gain_tab[4];
1058     }
1059
1060     /* E-AC-3 to AC-3 converter SNR offset */
1061     if (s->frame_type == EAC3_FRAME_TYPE_INDEPENDENT && get_bits1(gbc)) {
1062         skip_bits(gbc, 10); // skip converter snr offset
1063     }
1064
1065     /* coupling leak information */
1066     if (cpl_in_use) {
1067         if (s->first_cpl_leak || get_bits1(gbc)) {
1068             int fl = get_bits(gbc, 3);
1069             int sl = get_bits(gbc, 3);
1070             /* run last 2 bit allocation stages for coupling channel if
1071                coupling leak changes */
1072             if(blk && (fl != s->bit_alloc_params.cpl_fast_leak ||
1073                        sl != s->bit_alloc_params.cpl_slow_leak)) {
1074                 bit_alloc_stages[CPL_CH] = FFMAX(bit_alloc_stages[CPL_CH], 2);
1075             }
1076             s->bit_alloc_params.cpl_fast_leak = fl;
1077             s->bit_alloc_params.cpl_slow_leak = sl;
1078         } else if (!s->eac3 && !blk) {
1079             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "new coupling leak info must be present in block 0\n");
1080             return -1;
1081         }
1082         s->first_cpl_leak = 0;
1083     }
1084
1085     /* delta bit allocation information */
1086     if (s->dba_syntax && get_bits1(gbc)) {
1087         /* delta bit allocation exists (strategy) */
1088         for (ch = !cpl_in_use; ch <= fbw_channels; ch++) {
1089             s->dba_mode[ch] = get_bits(gbc, 2);
1090             if (s->dba_mode[ch] == DBA_RESERVED) {
1091                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "delta bit allocation strategy reserved\n");
1092                 return -1;
1093             }
1094             bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1095         }
1096         /* channel delta offset, len and bit allocation */
1097         for (ch = !cpl_in_use; ch <= fbw_channels; ch++) {
1098             if (s->dba_mode[ch] == DBA_NEW) {
1099                 s->dba_nsegs[ch] = get_bits(gbc, 3);
1100                 for (seg = 0; seg <= s->dba_nsegs[ch]; seg++) {
1101                     s->dba_offsets[ch][seg] = get_bits(gbc, 5);
1102                     s->dba_lengths[ch][seg] = get_bits(gbc, 4);
1103                     s->dba_values[ch][seg] = get_bits(gbc, 3);
1104                 }
1105                 /* run last 2 bit allocation stages if new dba values */
1106                 bit_alloc_stages[ch] = FFMAX(bit_alloc_stages[ch], 2);
1107             }
1108         }
1109     } else if(blk == 0) {
1110         for(ch=0; ch<=s->channels; ch++) {
1111             s->dba_mode[ch] = DBA_NONE;
1112         }
1113     }
1114
1115     /* Bit allocation */
1116     for(ch=!cpl_in_use; ch<=s->channels; ch++) {
1117         if(bit_alloc_stages[ch] > 2) {
1118             /* Exponent mapping into PSD and PSD integration */
1119             ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(s->dexps[ch],
1120                                       s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1121                                       s->psd[ch], s->band_psd[ch]);
1122         }
1123         if(bit_alloc_stages[ch] > 1) {
1124             /* Compute excitation function, Compute masking curve, and
1125                Apply delta bit allocation */
1126             if (ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(&s->bit_alloc_params, s->band_psd[ch],
1127                                            s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1128                                            s->fast_gain[ch], (ch == s->lfe_ch),
1129                                            s->dba_mode[ch], s->dba_nsegs[ch],
1130                                            s->dba_offsets[ch], s->dba_lengths[ch],
1131                                            s->dba_values[ch], s->mask[ch])) {
1132                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "error in bit allocation\n");
1133                 return -1;
1134             }
1135         }
1136         if(bit_alloc_stages[ch] > 0) {
1137             /* Compute bit allocation */
1138             const uint8_t *bap_tab = s->channel_uses_aht[ch] ?
1139                                      ff_eac3_hebap_tab : ff_ac3_bap_tab;
1140             ff_ac3_bit_alloc_calc_bap(s->mask[ch], s->psd[ch],
1141                                       s->start_freq[ch], s->end_freq[ch],
1142                                       s->snr_offset[ch],
1143                                       s->bit_alloc_params.floor,
1144                                       bap_tab, s->bap[ch]);
1145         }
1146     }
1147
1148     /* unused dummy data */
1149     if (s->skip_syntax && get_bits1(gbc)) {
1150         int skipl = get_bits(gbc, 9);
1151         while(skipl--)
1152             skip_bits(gbc, 8);
1153     }
1154
1155     /* unpack the transform coefficients
1156        this also uncouples channels if coupling is in use. */
1157     decode_transform_coeffs(s, blk);
1158
1159     /* TODO: generate enhanced coupling coordinates and uncouple */
1160
1161     /* TODO: apply spectral extension */
1162
1163     /* recover coefficients if rematrixing is in use */
1164     if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
1165         do_rematrixing(s);
1166
1167     /* apply scaling to coefficients (headroom, dynrng) */
1168     for(ch=1; ch<=s->channels; ch++) {
1169         float gain = s->mul_bias / 4194304.0f;
1170         if(s->channel_mode == AC3_CHMODE_DUALMONO) {
1171             gain *= s->dynamic_range[ch-1];
1172         } else {
1173             gain *= s->dynamic_range[0];
1174         }
1175         s->dsp.int32_to_float_fmul_scalar(s->transform_coeffs[ch], s->fixed_coeffs[ch], gain, 256);
1176     }
1177
1178     /* downmix and MDCT. order depends on whether block switching is used for
1179        any channel in this block. this is because coefficients for the long
1180        and short transforms cannot be mixed. */
1181     downmix_output = s->channels != s->out_channels &&
1182                      !((s->output_mode & AC3_OUTPUT_LFEON) &&
1183                      s->fbw_channels == s->out_channels);
1184     if(different_transforms) {
1185         /* the delay samples have already been downmixed, so we upmix the delay
1186            samples in order to reconstruct all channels before downmixing. */
1187         if(s->downmixed) {
1188             s->downmixed = 0;
1189             ac3_upmix_delay(s);
1190         }
1191
1192         do_imdct(s, s->channels);
1193
1194         if(downmix_output) {
1195             s->dsp.ac3_downmix(s->output, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 256);
1196         }
1197     } else {
1198         if(downmix_output) {
1199             s->dsp.ac3_downmix(s->transform_coeffs+1, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 256);
1200         }
1201
1202         if(downmix_output && !s->downmixed) {
1203             s->downmixed = 1;
1204             s->dsp.ac3_downmix(s->delay, s->downmix_coeffs, s->out_channels, s->fbw_channels, 128);
1205         }
1206
1207         do_imdct(s, s->out_channels);
1208     }
1209
1210     return 0;
1211 }
1212
1213 /**
1214  * Decode a single AC-3 frame.
1215  */
1216 static int ac3_decode_frame(AVCodecContext * avctx, void *data, int *data_size,
1217                             AVPacket *avpkt)
1218 {
1219     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1220     int buf_size = avpkt->size;
1221     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
1222     int16_t *out_samples = (int16_t *)data;
1223     int blk, ch, err;
1224     const uint8_t *channel_map;
1225     const float *output[AC3_MAX_CHANNELS];
1226
1227     /* initialize the GetBitContext with the start of valid AC-3 Frame */
1228     if (s->input_buffer) {
1229         /* copy input buffer to decoder context to avoid reading past the end
1230            of the buffer, which can be caused by a damaged input stream. */
1231         memcpy(s->input_buffer, buf, FFMIN(buf_size, AC3_FRAME_BUFFER_SIZE));
1232         init_get_bits(&s->gbc, s->input_buffer, buf_size * 8);
1233     } else {
1234         init_get_bits(&s->gbc, buf, buf_size * 8);
1235     }
1236
1237     /* parse the syncinfo */
1238     *data_size = 0;
1239     err = parse_frame_header(s);
1240
1241     /* check that reported frame size fits in input buffer */
1242     if(s->frame_size > buf_size) {
1243         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "incomplete frame\n");
1244         err = AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE;
1245     }
1246
1247     /* check for crc mismatch */
1248     if(err != AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE && avctx->error_recognition >= FF_ER_CAREFUL) {
1249         if(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0, &buf[2], s->frame_size-2)) {
1250             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "frame CRC mismatch\n");
1251             err = AAC_AC3_PARSE_ERROR_CRC;
1252         }
1253     }
1254
1255     if(err && err != AAC_AC3_PARSE_ERROR_CRC) {
1256         switch(err) {
1257             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_SYNC:
1258                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "frame sync error\n");
1259                 return -1;
1260             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_BSID:
1261                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid bitstream id\n");
1262                 break;
1263             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_SAMPLE_RATE:
1264                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sample rate\n");
1265                 break;
1266             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE:
1267                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid frame size\n");
1268                 break;
1269             case AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_TYPE:
1270                 /* skip frame if CRC is ok. otherwise use error concealment. */
1271                 /* TODO: add support for substreams and dependent frames */
1272                 if(s->frame_type == EAC3_FRAME_TYPE_DEPENDENT || s->substreamid) {
1273                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported frame type : skipping frame\n");
1274                     return s->frame_size;
1275                 } else {
1276                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid frame type\n");
1277                 }
1278                 break;
1279             default:
1280                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid header\n");
1281                 break;
1282         }
1283     }
1284
1285     /* if frame is ok, set audio parameters */
1286     if (!err) {
1287         avctx->sample_rate = s->sample_rate;
1288         avctx->bit_rate = s->bit_rate;
1289
1290         /* channel config */
1291         s->out_channels = s->channels;
1292         s->output_mode = s->channel_mode;
1293         if(s->lfe_on)
1294             s->output_mode |= AC3_OUTPUT_LFEON;
1295         if (avctx->request_channels > 0 && avctx->request_channels <= 2 &&
1296                 avctx->request_channels < s->channels) {
1297             s->out_channels = avctx->request_channels;
1298             s->output_mode  = avctx->request_channels == 1 ? AC3_CHMODE_MONO : AC3_CHMODE_STEREO;
1299             s->channel_layout = ff_ac3_channel_layout_tab[s->output_mode];
1300         }
1301         avctx->channels = s->out_channels;
1302         avctx->channel_layout = s->channel_layout;
1303
1304         /* set downmixing coefficients if needed */
1305         if(s->channels != s->out_channels && !((s->output_mode & AC3_OUTPUT_LFEON) &&
1306                 s->fbw_channels == s->out_channels)) {
1307             set_downmix_coeffs(s);
1308         }
1309     } else if (!s->out_channels) {
1310         s->out_channels = avctx->channels;
1311         if(s->out_channels < s->channels)
1312             s->output_mode  = s->out_channels == 1 ? AC3_CHMODE_MONO : AC3_CHMODE_STEREO;
1313     }
1314
1315     /* decode the audio blocks */
1316     channel_map = ff_ac3_dec_channel_map[s->output_mode & ~AC3_OUTPUT_LFEON][s->lfe_on];
1317     for (ch = 0; ch < s->out_channels; ch++)
1318         output[ch] = s->output[channel_map[ch]];
1319     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
1320         if (!err && decode_audio_block(s, blk)) {
1321             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "error decoding the audio block\n");
1322             err = 1;
1323         }
1324         s->dsp.float_to_int16_interleave(out_samples, output, 256, s->out_channels);
1325         out_samples += 256 * s->out_channels;
1326     }
1327     *data_size = s->num_blocks * 256 * avctx->channels * sizeof (int16_t);
1328     return s->frame_size;
1329 }
1330
1331 /**
1332  * Uninitialize the AC-3 decoder.
1333  */
1334 static av_cold int ac3_decode_end(AVCodecContext *avctx)
1335 {
1336     AC3DecodeContext *s = avctx->priv_data;
1337     ff_mdct_end(&s->imdct_512);
1338     ff_mdct_end(&s->imdct_256);
1339
1340     av_freep(&s->input_buffer);
1341
1342     return 0;
1343 }
1344
1345 AVCodec ac3_decoder = {
1346     .name = "ac3",
1347     .type = CODEC_TYPE_AUDIO,
1348     .id = CODEC_ID_AC3,
1349     .priv_data_size = sizeof (AC3DecodeContext),
1350     .init = ac3_decode_init,
1351     .close = ac3_decode_end,
1352     .decode = ac3_decode_frame,
1353     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATSC A/52A (AC-3)"),
1354 };
1355
1356 #if CONFIG_EAC3_DECODER
1357 AVCodec eac3_decoder = {
1358     .name = "eac3",
1359     .type = CODEC_TYPE_AUDIO,
1360     .id = CODEC_ID_EAC3,
1361     .priv_data_size = sizeof (AC3DecodeContext),
1362     .init = ac3_decode_init,
1363     .close = ac3_decode_end,
1364     .decode = ac3_decode_frame,
1365     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATSC A/52B (AC-3, E-AC-3)"),
1366 };
1367 #endif