libavcodec/aac.c

   1 /*
   2  * AAC decoder
   3  * Copyright (c) 2005-2006 Oded Shimon ( ods15 ods15 dyndns org )
   4  * Copyright (c) 2006-2007 Maxim Gavrilov ( maxim.gavrilov gmail com )
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 /**
  24  * @file aac.c
  25  * AAC decoder
  26  * @author Oded Shimon  ( ods15 ods15 dyndns org )
  27  * @author Maxim Gavrilov ( maxim.gavrilov gmail com )
  28  */
  29
  30 /*
  31  * supported tools
  32  *
  33  * Support?             Name
  34  * N (code in SoC repo) gain control
  35  * Y                    block switching
  36  * Y                    window shapes - standard
  37  * N                    window shapes - Low Delay
  38  * Y                    filterbank - standard
  39  * N (code in SoC repo) filterbank - Scalable Sample Rate
  40  * Y                    Temporal Noise Shaping
  41  * N (code in SoC repo) Long Term Prediction
  42  * Y                    intensity stereo
  43  * Y                    channel coupling
  44  * N                    frequency domain prediction
  45  * Y                    Perceptual Noise Substitution
  46  * Y                    Mid/Side stereo
  47  * N                    Scalable Inverse AAC Quantization
  48  * N                    Frequency Selective Switch
  49  * N                    upsampling filter
  50  * Y                    quantization & coding - AAC
  51  * N                    quantization & coding - TwinVQ
  52  * N                    quantization & coding - BSAC
  53  * N                    AAC Error Resilience tools
  54  * N                    Error Resilience payload syntax
  55  * N                    Error Protection tool
  56  * N                    CELP
  57  * N                    Silence Compression
  58  * N                    HVXC
  59  * N                    HVXC 4kbits/s VR
  60  * N                    Structured Audio tools
  61  * N                    Structured Audio Sample Bank Format
  62  * N                    MIDI
  63  * N                    Harmonic and Individual Lines plus Noise
  64  * N                    Text-To-Speech Interface
  65  * N (in progress)      Spectral Band Replication
  66  * Y (not in this code) Layer-1
  67  * Y (not in this code) Layer-2
  68  * Y (not in this code) Layer-3
  69  * N                    SinuSoidal Coding (Transient, Sinusoid, Noise)
  70  * N (planned)          Parametric Stereo
  71  * N                    Direct Stream Transfer
  72  *
  73  * Note: - HE AAC v1 comprises LC AAC with Spectral Band Replication.
  74  *       - HE AAC v2 comprises LC AAC with Spectral Band Replication and
  75            Parametric Stereo.
  76  */
  77
  78
  79 #include "avcodec.h"
  80 #include "bitstream.h"
  81 #include "dsputil.h"
  82
  83 #include "aac.h"
  84 #include "aactab.h"
  85 #include "aacdectab.h"
  86 #include "mpeg4audio.h"
  87
  88 #include <assert.h>
  89 #include <errno.h>
  90 #include <math.h>
  91 #include <string.h>
  92
  93 static VLC vlc_scalefactors;
  94 static VLC vlc_spectral[11];
  95
  96
  97 /**
  98  * Configure output channel order based on the current program configuration element.
  99  *
 100  * @param   che_pos current channel position configuration
 101  * @param   new_che_pos New channel position configuration - we only do something if it differs from the current one.
 102  *
 103  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
 104  */
 105 static int output_configure(AACContext *ac, enum ChannelPosition che_pos[4][MAX_ELEM_ID],
 106         enum ChannelPosition new_che_pos[4][MAX_ELEM_ID]) {
 107     AVCodecContext *avctx = ac->avccontext;
 108     int i, type, channels = 0;
 109
 110     if(!memcmp(che_pos, new_che_pos, 4 * MAX_ELEM_ID * sizeof(new_che_pos[0][0])))
 111         return 0; /* no change */
 112
 113     memcpy(che_pos, new_che_pos, 4 * MAX_ELEM_ID * sizeof(new_che_pos[0][0]));
 114
 115     /* Allocate or free elements depending on if they are in the
 116      * current program configuration.
 117      *
 118      * Set up default 1:1 output mapping.
 119      *
 120      * For a 5.1 stream the output order will be:
 121      *    [ Center ] [ Front Left ] [ Front Right ] [ LFE ] [ Surround Left ] [ Surround Right ]
 122      */
 123
 124     for(i = 0; i < MAX_ELEM_ID; i++) {
 125         for(type = 0; type < 4; type++) {
 126             if(che_pos[type][i]) {
 127                 if(!ac->che[type][i] && !(ac->che[type][i] = av_mallocz(sizeof(ChannelElement))))
 128                     return AVERROR(ENOMEM);
 129                 if(type != TYPE_CCE) {
 130                     ac->output_data[channels++] = ac->che[type][i]->ch[0].ret;
 131                     if(type == TYPE_CPE) {
 132                         ac->output_data[channels++] = ac->che[type][i]->ch[1].ret;
 133                     }
 134                 }
 135             } else
 136                 av_freep(&ac->che[type][i]);
 137         }
 138     }
 139
 140     avctx->channels = channels;
 141     return 0;
 142 }
 143
 144 /**
 145  * Decode an array of 4 bit element IDs, optionally interleaved with a stereo/mono switching bit.
 146  *
 147  * @param cpe_map Stereo (Channel Pair Element) map, NULL if stereo bit is not present.
 148  * @param sce_map mono (Single Channel Element) map
 149  * @param type speaker type/position for these channels
 150  */
 151 static void decode_channel_map(enum ChannelPosition *cpe_map,
 152         enum ChannelPosition *sce_map, enum ChannelPosition type, GetBitContext * gb, int n) {
 153     while(n--) {
 154         enum ChannelPosition *map = cpe_map && get_bits1(gb) ? cpe_map : sce_map; // stereo or mono map
 155         map[get_bits(gb, 4)] = type;
 156     }
 157 }
 158
 159 /**
 160  * Decode program configuration element; reference: table 4.2.
 161  *
 162  * @param   new_che_pos New channel position configuration - we only do something if it differs from the current one.
 163  *
 164  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
 165  */
 166 static int decode_pce(AACContext * ac, enum ChannelPosition new_che_pos[4][MAX_ELEM_ID],
 167         GetBitContext * gb) {
 168     int num_front, num_side, num_back, num_lfe, num_assoc_data, num_cc;
 169
 170     skip_bits(gb, 2);  // object_type
 171
 172     ac->m4ac.sampling_index = get_bits(gb, 4);
 173     if(ac->m4ac.sampling_index > 11) {
 174         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "invalid sampling rate index %d\n", ac->m4ac.sampling_index);
 175         return -1;
 176     }
 177     ac->m4ac.sample_rate = ff_mpeg4audio_sample_rates[ac->m4ac.sampling_index];
 178     num_front       = get_bits(gb, 4);
 179     num_side        = get_bits(gb, 4);
 180     num_back        = get_bits(gb, 4);
 181     num_lfe         = get_bits(gb, 2);
 182     num_assoc_data  = get_bits(gb, 3);
 183     num_cc          = get_bits(gb, 4);
 184
 185     if (get_bits1(gb))
 186         skip_bits(gb, 4); // mono_mixdown_tag
 187     if (get_bits1(gb))
 188         skip_bits(gb, 4); // stereo_mixdown_tag
 189
 190     if (get_bits1(gb))
 191         skip_bits(gb, 3); // mixdown_coeff_index and pseudo_surround
 192
 193     decode_channel_map(new_che_pos[TYPE_CPE], new_che_pos[TYPE_SCE], AAC_CHANNEL_FRONT, gb, num_front);
 194     decode_channel_map(new_che_pos[TYPE_CPE], new_che_pos[TYPE_SCE], AAC_CHANNEL_SIDE,  gb, num_side );
 195     decode_channel_map(new_che_pos[TYPE_CPE], new_che_pos[TYPE_SCE], AAC_CHANNEL_BACK,  gb, num_back );
 196     decode_channel_map(NULL,                  new_che_pos[TYPE_LFE], AAC_CHANNEL_LFE,   gb, num_lfe  );
 197
 198     skip_bits_long(gb, 4 * num_assoc_data);
 199
 200     decode_channel_map(new_che_pos[TYPE_CCE], new_che_pos[TYPE_CCE], AAC_CHANNEL_CC,    gb, num_cc   );
 201
 202     align_get_bits(gb);
 203
 204     /* comment field, first byte is length */
 205     skip_bits_long(gb, 8 * get_bits(gb, 8));
 206     return 0;
 207 }
 208
 209 /**
 210  * Set up channel positions based on a default channel configuration
 211  * as specified in table 1.17.
 212  *
 213  * @param   new_che_pos New channel position configuration - we only do something if it differs from the current one.
 214  *
 215  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
 216  */
 217 static int set_default_channel_config(AACContext *ac, enum ChannelPosition new_che_pos[4][MAX_ELEM_ID],
 218         int channel_config)
 219 {
 220     if(channel_config < 1 || channel_config > 7) {
 221         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "invalid default channel configuration (%d)\n",
 222                channel_config);
 223         return -1;
 224     }
 225
 226     /* default channel configurations:
 227      *
 228      * 1ch : front center (mono)
 229      * 2ch : L + R (stereo)
 230      * 3ch : front center + L + R
 231      * 4ch : front center + L + R + back center
 232      * 5ch : front center + L + R + back stereo
 233      * 6ch : front center + L + R + back stereo + LFE
 234      * 7ch : front center + L + R + outer front left + outer front right + back stereo + LFE
 235      */
 236
 237     if(channel_config != 2)
 238         new_che_pos[TYPE_SCE][0] = AAC_CHANNEL_FRONT; // front center (or mono)
 239     if(channel_config > 1)
 240         new_che_pos[TYPE_CPE][0] = AAC_CHANNEL_FRONT; // L + R (or stereo)
 241     if(channel_config == 4)
 242         new_che_pos[TYPE_SCE][1] = AAC_CHANNEL_BACK;  // back center
 243     if(channel_config > 4)
 244         new_che_pos[TYPE_CPE][(channel_config == 7) + 1]
 245                                  = AAC_CHANNEL_BACK;  // back stereo
 246     if(channel_config > 5)
 247         new_che_pos[TYPE_LFE][0] = AAC_CHANNEL_LFE;   // LFE
 248     if(channel_config == 7)
 249         new_che_pos[TYPE_CPE][1] = AAC_CHANNEL_FRONT; // outer front left + outer front right
 250
 251     return 0;
 252 }
 253
 254 /**
 255  * Decode GA "General Audio" specific configuration; reference: table 4.1.
 256  *
 257  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
 258  */
 259 static int decode_ga_specific_config(AACContext * ac, GetBitContext * gb, int channel_config) {
 260     enum ChannelPosition new_che_pos[4][MAX_ELEM_ID];
 261     int extension_flag, ret;
 262
 263     if(get_bits1(gb)) {  // frameLengthFlag
 264         av_log_missing_feature(ac->avccontext, "960/120 MDCT window is", 1);
 265         return -1;
 266     }
 267
 268     if (get_bits1(gb))       // dependsOnCoreCoder
 269         skip_bits(gb, 14);   // coreCoderDelay
 270     extension_flag = get_bits1(gb);
 271
 272     if(ac->m4ac.object_type == AOT_AAC_SCALABLE ||
 273        ac->m4ac.object_type == AOT_ER_AAC_SCALABLE)
 274         skip_bits(gb, 3);     // layerNr
 275
 276     memset(new_che_pos, 0, 4 * MAX_ELEM_ID * sizeof(new_che_pos[0][0]));
 277     if (channel_config == 0) {
 278         skip_bits(gb, 4);  // element_instance_tag
 279         if((ret = decode_pce(ac, new_che_pos, gb)))
 280             return ret;
 281     } else {
 282         if((ret = set_default_channel_config(ac, new_che_pos, channel_config)))
 283             return ret;
 284     }
 285     if((ret = output_configure(ac, ac->che_pos, new_che_pos)))
 286         return ret;
 287
 288     if (extension_flag) {
 289         switch (ac->m4ac.object_type) {
 290             case AOT_ER_BSAC:
 291                 skip_bits(gb, 5);    // numOfSubFrame
 292                 skip_bits(gb, 11);   // layer_length
 293                 break;
 294             case AOT_ER_AAC_LC:
 295             case AOT_ER_AAC_LTP:
 296             case AOT_ER_AAC_SCALABLE:
 297             case AOT_ER_AAC_LD:
 298                 skip_bits(gb, 3);  /* aacSectionDataResilienceFlag
 299                                     * aacScalefactorDataResilienceFlag
 300                                     * aacSpectralDataResilienceFlag
 301                                     */
 302                 break;
 303         }
 304         skip_bits1(gb);    // extensionFlag3 (TBD in version 3)
 305     }
 306     return 0;
 307 }
 308
 309 /**
 310  * Decode audio specific configuration; reference: table 1.13.
 311  *
 312  * @param   data        pointer to AVCodecContext extradata
 313  * @param   data_size   size of AVCCodecContext extradata
 314  *
 315  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
 316  */
 317 static int decode_audio_specific_config(AACContext * ac, void *data, int data_size) {
 318     GetBitContext gb;
 319     int i;
 320
 321     init_get_bits(&gb, data, data_size * 8);
 322
 323     if((i = ff_mpeg4audio_get_config(&ac->m4ac, data, data_size)) < 0)
 324         return -1;
 325     if(ac->m4ac.sampling_index > 11) {
 326         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "invalid sampling rate index %d\n", ac->m4ac.sampling_index);
 327         return -1;
 328     }
 329
 330     skip_bits_long(&gb, i);
 331
 332     switch (ac->m4ac.object_type) {
 333     case AOT_AAC_LC:
 334         if (decode_ga_specific_config(ac, &gb, ac->m4ac.chan_config))
 335             return -1;
 336         break;
 337     default:
 338         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Audio object type %s%d is not supported.\n",
 339                ac->m4ac.sbr == 1? "SBR+" : "", ac->m4ac.object_type);
 340         return -1;
 341     }
 342     return 0;
 343 }
 344
 345 /**
 346  * linear congruential pseudorandom number generator
 347  *
 348  * @param   previous_val    pointer to the current state of the generator
 349  *
 350  * @return  Returns a 32-bit pseudorandom integer
 351  */
 352 static av_always_inline int lcg_random(int previous_val) {
 353     return previous_val * 1664525 + 1013904223;
 354 }
 355
 356 static av_cold int aac_decode_init(AVCodecContext * avccontext) {
 357     AACContext * ac = avccontext->priv_data;
 358     int i;
 359
 360     ac->avccontext = avccontext;
 361
 362     if (avccontext->extradata_size <= 0 ||
 363         decode_audio_specific_config(ac, avccontext->extradata, avccontext->extradata_size))
 364         return -1;
 365
 366     avccontext->sample_fmt  = SAMPLE_FMT_S16;
 367     avccontext->sample_rate = ac->m4ac.sample_rate;
 368     avccontext->frame_size  = 1024;
 369
 370     AAC_INIT_VLC_STATIC( 0, 144);
 371     AAC_INIT_VLC_STATIC( 1, 114);
 372     AAC_INIT_VLC_STATIC( 2, 188);
 373     AAC_INIT_VLC_STATIC( 3, 180);
 374     AAC_INIT_VLC_STATIC( 4, 172);
 375     AAC_INIT_VLC_STATIC( 5, 140);
 376     AAC_INIT_VLC_STATIC( 6, 168);
 377     AAC_INIT_VLC_STATIC( 7, 114);
 378     AAC_INIT_VLC_STATIC( 8, 262);
 379     AAC_INIT_VLC_STATIC( 9, 248);
 380     AAC_INIT_VLC_STATIC(10, 384);
 381
 382     dsputil_init(&ac->dsp, avccontext);
 383
 384     ac->random_state = 0x1f2e3d4c;
 385
 386     // -1024 - Compensate wrong IMDCT method.
 387     // 32768 - Required to scale values to the correct range for the bias method
 388     //         for float to int16 conversion.
 389
 390     if(ac->dsp.float_to_int16 == ff_float_to_int16_c) {
 391         ac->add_bias = 385.0f;
 392         ac->sf_scale = 1. / (-1024. * 32768.);
 393         ac->sf_offset = 0;
 394     } else {
 395         ac->add_bias = 0.0f;
 396         ac->sf_scale = 1. / -1024.;
 397         ac->sf_offset = 60;
 398     }
 399
 400 #ifndef CONFIG_HARDCODED_TABLES
 401     for (i = 0; i < 316; i++)
 402         ff_aac_pow2sf_tab[i] = pow(2, (i - 200)/4.);
 403 #endif /* CONFIG_HARDCODED_TABLES */
 404
 405     INIT_VLC_STATIC(&vlc_scalefactors, 7, sizeof(ff_aac_scalefactor_code)/sizeof(ff_aac_scalefactor_code[0]),
 406         ff_aac_scalefactor_bits, sizeof(ff_aac_scalefactor_bits[0]), sizeof(ff_aac_scalefactor_bits[0]),
 407         ff_aac_scalefactor_code, sizeof(ff_aac_scalefactor_code[0]), sizeof(ff_aac_scalefactor_code[0]),
 408         352);
 409
 410     ff_mdct_init(&ac->mdct, 11, 1);
 411     ff_mdct_init(&ac->mdct_small, 8, 1);
 412     // window initialization
 413     ff_kbd_window_init(ff_aac_kbd_long_1024, 4.0, 1024);
 414     ff_kbd_window_init(ff_aac_kbd_short_128, 6.0, 128);
 415     ff_sine_window_init(ff_sine_1024, 1024);
 416     ff_sine_window_init(ff_sine_128, 128);
 417
 418     return 0;
 419 }
 420
 421 /**
 422  * Skip data_stream_element; reference: table 4.10.
 423  */
 424 static void skip_data_stream_element(GetBitContext * gb) {
 425     int byte_align = get_bits1(gb);
 426     int count = get_bits(gb, 8);
 427     if (count == 255)
 428         count += get_bits(gb, 8);
 429     if (byte_align)
 430         align_get_bits(gb);
 431     skip_bits_long(gb, 8 * count);
 432 }
 433
 434 /**
 435  * Decode Individual Channel Stream info; reference: table 4.6.
 436  *
 437  * @param   common_window   Channels have independent [0], or shared [1], Individual Channel Stream information.
 438  */
 439 static int decode_ics_info(AACContext * ac, IndividualChannelStream * ics, GetBitContext * gb, int common_window) {
 440     if (get_bits1(gb)) {
 441         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Reserved bit set.\n");
 442         memset(ics, 0, sizeof(IndividualChannelStream));
 443         return -1;
 444     }
 445     ics->window_sequence[1] = ics->window_sequence[0];
 446     ics->window_sequence[0] = get_bits(gb, 2);
 447     ics->use_kb_window[1] = ics->use_kb_window[0];
 448     ics->use_kb_window[0] = get_bits1(gb);
 449     ics->num_window_groups = 1;
 450     ics->group_len[0] = 1;
 451     if (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
 452         int i;
 453         ics->max_sfb = get_bits(gb, 4);
 454         for (i = 0; i < 7; i++) {
 455             if (get_bits1(gb)) {
 456                 ics->group_len[ics->num_window_groups-1]++;
 457             } else {
 458                 ics->num_window_groups++;
 459                 ics->group_len[ics->num_window_groups-1] = 1;
 460             }
 461         }
 462         ics->num_windows   = 8;
 463         ics->swb_offset    =      swb_offset_128[ac->m4ac.sampling_index];
 464         ics->num_swb       =  ff_aac_num_swb_128[ac->m4ac.sampling_index];
 465         ics->tns_max_bands =   tns_max_bands_128[ac->m4ac.sampling_index];
 466     } else {
 467         ics->max_sfb       = get_bits(gb, 6);
 468         ics->num_windows   = 1;
 469         ics->swb_offset    =     swb_offset_1024[ac->m4ac.sampling_index];
 470         ics->num_swb       = ff_aac_num_swb_1024[ac->m4ac.sampling_index];
 471         ics->tns_max_bands =  tns_max_bands_1024[ac->m4ac.sampling_index];
 472         if (get_bits1(gb)) {
 473             av_log_missing_feature(ac->avccontext, "Predictor bit set but LTP is", 1);
 474             memset(ics, 0, sizeof(IndividualChannelStream));
 475             return -1;
 476         }
 477     }
 478
 479     if(ics->max_sfb > ics->num_swb) {
 480         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
 481             "Number of scalefactor bands in group (%d) exceeds limit (%d).\n",
 482             ics->max_sfb, ics->num_swb);
 483         memset(ics, 0, sizeof(IndividualChannelStream));
 484         return -1;
 485     }
 486
 487     return 0;
 488 }
 489
 490 /**
 491  * Decode band types (section_data payload); reference: table 4.46.
 492  *
 493  * @param   band_type           array of the used band type
 494  * @param   band_type_run_end   array of the last scalefactor band of a band type run
 495  *
 496  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
 497  */
 498 static int decode_band_types(AACContext * ac, enum BandType band_type[120],
 499         int band_type_run_end[120], GetBitContext * gb, IndividualChannelStream * ics) {
 500     int g, idx = 0;
 501     const int bits = (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) ? 3 : 5;
 502     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
 503         int k = 0;
 504         while (k < ics->max_sfb) {
 505             uint8_t sect_len = k;
 506             int sect_len_incr;
 507             int sect_band_type = get_bits(gb, 4);
 508             if (sect_band_type == 12) {
 509                 av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "invalid band type\n");
 510                 return -1;
 511             }
 512             while ((sect_len_incr = get_bits(gb, bits)) == (1 << bits)-1)
 513                 sect_len += sect_len_incr;
 514             sect_len += sect_len_incr;
 515             if (sect_len > ics->max_sfb) {
 516                 av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
 517                     "Number of bands (%d) exceeds limit (%d).\n",
 518                     sect_len, ics->max_sfb);
 519                 return -1;
 520             }
 521             for (; k < sect_len; k++) {
 522                 band_type        [idx]   = sect_band_type;
 523                 band_type_run_end[idx++] = sect_len;
 524             }
 525         }
 526     }
 527     return 0;
 528 }
 529
 530 /**
 531  * Decode scalefactors; reference: table 4.47.
 532  *
 533  * @param   global_gain         first scalefactor value as scalefactors are differentially coded
 534  * @param   band_type           array of the used band type
 535  * @param   band_type_run_end   array of the last scalefactor band of a band type run
 536  * @param   sf                  array of scalefactors or intensity stereo positions
 537  *
 538  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
 539  */
 540 static int decode_scalefactors(AACContext * ac, float sf[120], GetBitContext * gb,
 541         unsigned int global_gain, IndividualChannelStream * ics,
 542         enum BandType band_type[120], int band_type_run_end[120]) {
 543     const int sf_offset = ac->sf_offset + (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE ? 12 : 0);
 544     int g, i, idx = 0;
 545     int offset[3] = { global_gain, global_gain - 90, 100 };
 546     int noise_flag = 1;
 547     static const char *sf_str[3] = { "Global gain", "Noise gain", "Intensity stereo position" };
 548     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
 549         for (i = 0; i < ics->max_sfb;) {
 550             int run_end = band_type_run_end[idx];
 551             if (band_type[idx] == ZERO_BT) {
 552                 for(; i < run_end; i++, idx++)
 553                     sf[idx] = 0.;
 554             }else if((band_type[idx] == INTENSITY_BT) || (band_type[idx] == INTENSITY_BT2)) {
 555                 for(; i < run_end; i++, idx++) {
 556                     offset[2] += get_vlc2(gb, vlc_scalefactors.table, 7, 3) - 60;
 557                     if(offset[2] > 255U) {
 558                         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
 559                             "%s (%d) out of range.\n", sf_str[2], offset[2]);
 560                         return -1;
 561                     }
 562                     sf[idx]  = ff_aac_pow2sf_tab[-offset[2] + 300];
 563                 }
 564             }else if(band_type[idx] == NOISE_BT) {
 565                 for(; i < run_end; i++, idx++) {
 566                     if(noise_flag-- > 0)
 567                         offset[1] += get_bits(gb, 9) - 256;
 568                     else
 569                         offset[1] += get_vlc2(gb, vlc_scalefactors.table, 7, 3) - 60;
 570                     if(offset[1] > 255U) {
 571                         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
 572                             "%s (%d) out of range.\n", sf_str[1], offset[1]);
 573                         return -1;
 574                     }
 575                     sf[idx]  = -ff_aac_pow2sf_tab[ offset[1] + sf_offset];
 576                 }
 577             }else {
 578                 for(; i < run_end; i++, idx++) {
 579                     offset[0] += get_vlc2(gb, vlc_scalefactors.table, 7, 3) - 60;
 580                     if(offset[0] > 255U) {
 581                         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
 582                             "%s (%d) out of range.\n", sf_str[0], offset[0]);
 583                         return -1;
 584                     }
 585                     sf[idx] = -ff_aac_pow2sf_tab[ offset[0] + sf_offset];
 586                 }
 587             }
 588         }
 589     }
 590     return 0;
 591 }
 592
 593 /**
 594  * Decode pulse data; reference: table 4.7.
 595  */
 596 static void decode_pulses(Pulse * pulse, GetBitContext * gb, const uint16_t * swb_offset) {
 597     int i;
 598     pulse->num_pulse = get_bits(gb, 2) + 1;
 599     pulse->pos[0]    = get_bits(gb, 5) + swb_offset[get_bits(gb, 6)];
 600     pulse->amp[0]    = get_bits(gb, 4);
 601     for (i = 1; i < pulse->num_pulse; i++) {
 602         pulse->pos[i] = get_bits(gb, 5) + pulse->pos[i-1];
 603         pulse->amp[i] = get_bits(gb, 4);
 604     }
 605 }
 606
 607 /**
 608  * Decode Temporal Noise Shaping data; reference: table 4.48.
 609  *
 610  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
 611  */
 612 static int decode_tns(AACContext * ac, TemporalNoiseShaping * tns,
 613         GetBitContext * gb, const IndividualChannelStream * ics) {
 614     int w, filt, i, coef_len, coef_res, coef_compress;
 615     const int is8 = ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE;
 616     const int tns_max_order = is8 ? 7 : ac->m4ac.object_type == AOT_AAC_MAIN ? 20 : 12;
 617     for (w = 0; w < ics->num_windows; w++) {
 618         if ((tns->n_filt[w] = get_bits(gb, 2 - is8))) {
 619             coef_res = get_bits1(gb);
 620
 621             for (filt = 0; filt < tns->n_filt[w]; filt++) {
 622                 int tmp2_idx;
 623                 tns->length[w][filt] = get_bits(gb, 6 - 2*is8);
 624
 625                 if ((tns->order[w][filt] = get_bits(gb, 5 - 2*is8)) > tns_max_order) {
 626                     av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "TNS filter order %d is greater than maximum %d.",
 627                            tns->order[w][filt], tns_max_order);
 628                     tns->order[w][filt] = 0;
 629                     return -1;
 630                 }
 631                 tns->direction[w][filt] = get_bits1(gb);
 632                 coef_compress = get_bits1(gb);
 633                 coef_len = coef_res + 3 - coef_compress;
 634                 tmp2_idx = 2*coef_compress + coef_res;
 635
 636                 for (i = 0; i < tns->order[w][filt]; i++)
 637                     tns->coef[w][filt][i] = tns_tmp2_map[tmp2_idx][get_bits(gb, coef_len)];
 638             }
 639         }
 640     }
 641     return 0;
 642 }
 643
 644 /**
 645  * Decode Mid/Side data; reference: table 4.54.
 646  *
 647  * @param   ms_present  Indicates mid/side stereo presence. [0] mask is all 0s;
 648  *                      [1] mask is decoded from bitstream; [2] mask is all 1s;
 649  *                      [3] reserved for scalable AAC
 650  */
 651 static void decode_mid_side_stereo(ChannelElement * cpe, GetBitContext * gb,
 652         int ms_present) {
 653     int idx;
 654     if (ms_present == 1) {
 655         for (idx = 0; idx < cpe->ch[0].ics.num_window_groups * cpe->ch[0].ics.max_sfb; idx++)
 656             cpe->ms_mask[idx] = get_bits1(gb);
 657     } else if (ms_present == 2) {
 658         memset(cpe->ms_mask, 1, cpe->ch[0].ics.num_window_groups * cpe->ch[0].ics.max_sfb * sizeof(cpe->ms_mask[0]));
 659     }
 660 }
 661
 662 /**
 663  * Decode spectral data; reference: table 4.50.
 664  * Dequantize and scale spectral data; reference: 4.6.3.3.
 665  *
 666  * @param   coef            array of dequantized, scaled spectral data
 667  * @param   sf              array of scalefactors or intensity stereo positions
 668  * @param   pulse_present   set if pulses are present
 669  * @param   pulse           pointer to pulse data struct
 670  * @param   band_type       array of the used band type
 671  *
 672  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
 673  */
 674 static int decode_spectrum_and_dequant(AACContext * ac, float coef[1024], GetBitContext * gb, float sf[120],
 675         int pulse_present, const Pulse * pulse, const IndividualChannelStream * ics, enum BandType band_type[120]) {
 676     int i, k, g, idx = 0;
 677     const int c = 1024/ics->num_windows;
 678     const uint16_t * offsets = ics->swb_offset;
 679     float *coef_base = coef;
 680
 681     for (g = 0; g < ics->num_windows; g++)
 682         memset(coef + g * 128 + offsets[ics->max_sfb], 0, sizeof(float)*(c - offsets[ics->max_sfb]));
 683
 684     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
 685         for (i = 0; i < ics->max_sfb; i++, idx++) {
 686             const int cur_band_type = band_type[idx];
 687             const int dim = cur_band_type >= FIRST_PAIR_BT ? 2 : 4;
 688             const int is_cb_unsigned = IS_CODEBOOK_UNSIGNED(cur_band_type);
 689             int group;
 690             if (cur_band_type == ZERO_BT) {
 691                 for (group = 0; group < ics->group_len[g]; group++) {
 692                     memset(coef + group * 128 + offsets[i], 0, (offsets[i+1] - offsets[i])*sizeof(float));
 693                 }
 694             }else if (cur_band_type == NOISE_BT) {
 695                 const float scale = sf[idx] / ((offsets[i+1] - offsets[i]) * PNS_MEAN_ENERGY);
 696                 for (group = 0; group < ics->group_len[g]; group++) {
 697                     for (k = offsets[i]; k < offsets[i+1]; k++) {
 698                         ac->random_state  = lcg_random(ac->random_state);
 699                         coef[group*128+k] = ac->random_state * scale;
 700                     }
 701                 }
 702             }else if (cur_band_type != INTENSITY_BT2 && cur_band_type != INTENSITY_BT) {
 703                 for (group = 0; group < ics->group_len[g]; group++) {
 704                     for (k = offsets[i]; k < offsets[i+1]; k += dim) {
 705                         const int index = get_vlc2(gb, vlc_spectral[cur_band_type - 1].table, 6, 3);
 706                         const int coef_tmp_idx = (group << 7) + k;
 707                         const float *vq_ptr;
 708                         int j;
 709                         if(index >= ff_aac_spectral_sizes[cur_band_type - 1]) {
 710                             av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
 711                                 "Read beyond end of ff_aac_codebook_vectors[%d][]. index %d >= %d\n",
 712                                 cur_band_type - 1, index, ff_aac_spectral_sizes[cur_band_type - 1]);
 713                             return -1;
 714                         }
 715                         vq_ptr = &ff_aac_codebook_vectors[cur_band_type - 1][index * dim];
 716                         if (is_cb_unsigned) {
 717                             for (j = 0; j < dim; j++)
 718                                 if (vq_ptr[j])
 719                                     coef[coef_tmp_idx + j] = 1 - 2*(int)get_bits1(gb);
 720                         }else {
 721                             for (j = 0; j < dim; j++)
 722                                 coef[coef_tmp_idx + j] = 1.0f;
 723                         }
 724                         if (cur_band_type == ESC_BT) {
 725                             for (j = 0; j < 2; j++) {
 726                                 if (vq_ptr[j] == 64.0f) {
 727                                     int n = 4;
 728                                     /* The total length of escape_sequence must be < 22 bits according
 729                                        to the specification (i.e. max is 11111111110xxxxxxxxxx). */
 730                                     while (get_bits1(gb) && n < 15) n++;
 731                                     if(n == 15) {
 732                                         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "error in spectral data, ESC overflow\n");
 733                                         return -1;
 734                                     }
 735                                     n = (1<<n) + get_bits(gb, n);
 736                                     coef[coef_tmp_idx + j] *= cbrtf(fabsf(n)) * n;
 737                                 }else
 738                                     coef[coef_tmp_idx + j] *= vq_ptr[j];
 739                             }
 740                         }else
 741                             for (j = 0; j < dim; j++)
 742                                 coef[coef_tmp_idx + j] *= vq_ptr[j];
 743                         for (j = 0; j < dim; j++)
 744                             coef[coef_tmp_idx + j] *= sf[idx];
 745                     }
 746                 }
 747             }
 748         }
 749         coef += ics->group_len[g]<<7;
 750     }
 751
 752     if (pulse_present) {
 753         for(i = 0; i < pulse->num_pulse; i++){
 754             float co  = coef_base[ pulse->pos[i] ];
 755             float ico = co / sqrtf(sqrtf(fabsf(co))) + pulse->amp[i];
 756             coef_base[ pulse->pos[i] ] = cbrtf(fabsf(ico)) * ico;
 757         }
 758     }
 759     return 0;
 760 }
 761
 762 /**
 763  * Decode an individual_channel_stream payload; reference: table 4.44.
 764  *
 765  * @param   common_window   Channels have independent [0], or shared [1], Individual Channel Stream information.
 766  * @param   scale_flag      scalable [1] or non-scalable [0] AAC (Unused until scalable AAC is implemented.)
 767  *
 768  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
 769  */
 770 static int decode_ics(AACContext * ac, SingleChannelElement * sce, GetBitContext * gb, int common_window, int scale_flag) {
 771     Pulse pulse;
 772     TemporalNoiseShaping * tns = &sce->tns;
 773     IndividualChannelStream * ics = &sce->ics;
 774     float * out = sce->coeffs;
 775     int global_gain, pulse_present = 0;
 776
 777     /* This assignment is to silence a GCC warning about the variable being used
 778      * uninitialized when in fact it always is.
 779      */
 780     pulse.num_pulse = 0;
 781
 782     global_gain = get_bits(gb, 8);
 783
 784     if (!common_window && !scale_flag) {
 785         if (decode_ics_info(ac, ics, gb, 0) < 0)
 786             return -1;
 787     }
 788
 789     if (decode_band_types(ac, sce->band_type, sce->band_type_run_end, gb, ics) < 0)
 790         return -1;
 791     if (decode_scalefactors(ac, sce->sf, gb, global_gain, ics, sce->band_type, sce->band_type_run_end) < 0)
 792         return -1;
 793
 794     pulse_present = 0;
 795     if (!scale_flag) {
 796         if ((pulse_present = get_bits1(gb))) {
 797             if (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
 798                 av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Pulse tool not allowed in eight short sequence.\n");
 799                 return -1;
 800             }
 801             decode_pulses(&pulse, gb, ics->swb_offset);
 802         }
 803         if ((tns->present = get_bits1(gb)) && decode_tns(ac, tns, gb, ics))
 804             return -1;
 805         if (get_bits1(gb)) {
 806             av_log_missing_feature(ac->avccontext, "SSR", 1);
 807             return -1;
 808         }
 809     }
 810
 811     if (decode_spectrum_and_dequant(ac, out, gb, sce->sf, pulse_present, &pulse, ics, sce->band_type) < 0)
 812         return -1;
 813     return 0;
 814 }
 815
 816 /**
 817  * Mid/Side stereo decoding; reference: 4.6.8.1.3.
 818  */
 819 static void apply_mid_side_stereo(ChannelElement * cpe) {
 820     const IndividualChannelStream * ics = &cpe->ch[0].ics;
 821     float *ch0 = cpe->ch[0].coeffs;
 822     float *ch1 = cpe->ch[1].coeffs;
 823     int g, i, k, group, idx = 0;
 824     const uint16_t * offsets = ics->swb_offset;
 825     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
 826         for (i = 0; i < ics->max_sfb; i++, idx++) {
 827             if (cpe->ms_mask[idx] &&
 828                 cpe->ch[0].band_type[idx] < NOISE_BT && cpe->ch[1].band_type[idx] < NOISE_BT) {
 829                 for (group = 0; group < ics->group_len[g]; group++) {
 830                     for (k = offsets[i]; k < offsets[i+1]; k++) {
 831                         float tmp = ch0[group*128 + k] - ch1[group*128 + k];
 832                         ch0[group*128 + k] += ch1[group*128 + k];
 833                         ch1[group*128 + k] = tmp;
 834                     }
 835                 }
 836             }
 837         }
 838         ch0 += ics->group_len[g]*128;
 839         ch1 += ics->group_len[g]*128;
 840     }
 841 }
 842
 843 /**
 844  * intensity stereo decoding; reference: 4.6.8.2.3
 845  *
 846  * @param   ms_present  Indicates mid/side stereo presence. [0] mask is all 0s;
 847  *                      [1] mask is decoded from bitstream; [2] mask is all 1s;
 848  *                      [3] reserved for scalable AAC
 849  */
 850 static void apply_intensity_stereo(ChannelElement * cpe, int ms_present) {
 851     const IndividualChannelStream * ics = &cpe->ch[1].ics;
 852     SingleChannelElement * sce1 = &cpe->ch[1];
 853     float *coef0 = cpe->ch[0].coeffs, *coef1 = cpe->ch[1].coeffs;
 854     const uint16_t * offsets = ics->swb_offset;
 855     int g, group, i, k, idx = 0;
 856     int c;
 857     float scale;
 858     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
 859         for (i = 0; i < ics->max_sfb;) {
 860             if (sce1->band_type[idx] == INTENSITY_BT || sce1->band_type[idx] == INTENSITY_BT2) {
 861                 const int bt_run_end = sce1->band_type_run_end[idx];
 862                 for (; i < bt_run_end; i++, idx++) {
 863                     c = -1 + 2 * (sce1->band_type[idx] - 14);
 864                     if (ms_present)
 865                         c *= 1 - 2 * cpe->ms_mask[idx];
 866                     scale = c * sce1->sf[idx];
 867                     for (group = 0; group < ics->group_len[g]; group++)
 868                         for (k = offsets[i]; k < offsets[i+1]; k++)
 869                             coef1[group*128 + k] = scale * coef0[group*128 + k];
 870                 }
 871             } else {
 872                 int bt_run_end = sce1->band_type_run_end[idx];
 873                 idx += bt_run_end - i;
 874                 i    = bt_run_end;
 875             }
 876         }
 877         coef0 += ics->group_len[g]*128;
 878         coef1 += ics->group_len[g]*128;
 879     }
 880 }
 881
 882 /**
 883  * Decode a channel_pair_element; reference: table 4.4.
 884  *
 885  * @param   elem_id Identifies the instance of a syntax element.
 886  *
 887  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
 888  */
 889 static int decode_cpe(AACContext * ac, GetBitContext * gb, int elem_id) {
 890     int i, ret, common_window, ms_present = 0;
 891     ChannelElement * cpe;
 892
 893     cpe = ac->che[TYPE_CPE][elem_id];
 894     common_window = get_bits1(gb);
 895     if (common_window) {
 896         if (decode_ics_info(ac, &cpe->ch[0].ics, gb, 1))
 897             return -1;
 898         i = cpe->ch[1].ics.use_kb_window[0];
 899         cpe->ch[1].ics = cpe->ch[0].ics;
 900         cpe->ch[1].ics.use_kb_window[1] = i;
 901         ms_present = get_bits(gb, 2);
 902         if(ms_present == 3) {
 903             av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "ms_present = 3 is reserved.\n");
 904             return -1;
 905         } else if(ms_present)
 906             decode_mid_side_stereo(cpe, gb, ms_present);
 907     }
 908     if ((ret = decode_ics(ac, &cpe->ch[0], gb, common_window, 0)))
 909         return ret;
 910     if ((ret = decode_ics(ac, &cpe->ch[1], gb, common_window, 0)))
 911         return ret;
 912
 913     if (common_window && ms_present)
 914         apply_mid_side_stereo(cpe);
 915
 916     apply_intensity_stereo(cpe, ms_present);
 917     return 0;
 918 }
 919
 920 /**
 921  * Decode coupling_channel_element; reference: table 4.8.
 922  *
 923  * @param   elem_id Identifies the instance of a syntax element.
 924  *
 925  * @return  Returns error status. 0 - OK, !0 - error
 926  */
 927 static int decode_cce(AACContext * ac, GetBitContext * gb, ChannelElement * che) {
 928     int num_gain = 0;
 929     int c, g, sfb, ret, idx = 0;
 930     int sign;
 931     float scale;
 932     SingleChannelElement * sce = &che->ch[0];
 933     ChannelCoupling * coup     = &che->coup;
 934
 935     coup->coupling_point = 2*get_bits1(gb);
 936     coup->num_coupled = get_bits(gb, 3);
 937     for (c = 0; c <= coup->num_coupled; c++) {
 938         num_gain++;
 939         coup->type[c] = get_bits1(gb) ? TYPE_CPE : TYPE_SCE;
 940         coup->id_select[c] = get_bits(gb, 4);
 941         if (coup->type[c] == TYPE_CPE) {
 942             coup->ch_select[c] = get_bits(gb, 2);
 943             if (coup->ch_select[c] == 3)
 944                 num_gain++;
 945         } else
 946             coup->ch_select[c] = 1;
 947     }
 948     coup->coupling_point += get_bits1(gb);
 949
 950     if (coup->coupling_point == 2) {
 951         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
 952             "Independently switched CCE with 'invalid' domain signalled.\n");
 953         memset(coup, 0, sizeof(ChannelCoupling));
 954         return -1;
 955     }
 956
 957     sign = get_bits(gb, 1);
 958     scale = pow(2., pow(2., get_bits(gb, 2) - 3));
 959
 960     if ((ret = decode_ics(ac, sce, gb, 0, 0)))
 961         return ret;
 962
 963     for (c = 0; c < num_gain; c++) {
 964         int cge = 1;
 965         int gain = 0;
 966         float gain_cache = 1.;
 967         if (c) {
 968             cge = coup->coupling_point == AFTER_IMDCT ? 1 : get_bits1(gb);
 969             gain = cge ? get_vlc2(gb, vlc_scalefactors.table, 7, 3) - 60: 0;
 970             gain_cache = pow(scale, gain);
 971         }
 972         for (g = 0; g < sce->ics.num_window_groups; g++)
 973             for (sfb = 0; sfb < sce->ics.max_sfb; sfb++, idx++)
 974                 if (sce->band_type[idx] != ZERO_BT) {
 975                     if (!cge) {
 976                         int t = get_vlc2(gb, vlc_scalefactors.table, 7, 3) - 60;
 977                         if (t) {
 978                             int s = 1;
 979                             if (sign) {
 980                                 s  -= 2 * (t & 0x1);
 981                                 t >>= 1;
 982                             }
 983                             gain += t;
 984                             gain_cache = pow(scale, gain) * s;
 985                         }
 986                     }
 987                     coup->gain[c][idx] = gain_cache;
 988                 }
 989     }
 990     return 0;
 991 }
 992
 993 /**
 994  * Decode Spectral Band Replication extension data; reference: table 4.55.
 995  *
 996  * @param   crc flag indicating the presence of CRC checksum
 997  * @param   cnt length of TYPE_FIL syntactic element in bytes
 998  *
 999  * @return  Returns number of bytes consumed from the TYPE_FIL element.
1000  */
1001 static int decode_sbr_extension(AACContext * ac, GetBitContext * gb, int crc, int cnt) {
1002     // TODO : sbr_extension implementation
1003     av_log_missing_feature(ac->avccontext, "SBR", 0);
1004     skip_bits_long(gb, 8*cnt - 4); // -4 due to reading extension type
1005     return cnt;
1006 }
1007
1008 /**
1009  * Parse whether channels are to be excluded from Dynamic Range Compression; reference: table 4.53.
1010  *
1011  * @return  Returns number of bytes consumed.
1012  */
1013 static int decode_drc_channel_exclusions(DynamicRangeControl *che_drc, GetBitContext * gb) {
1014     int i;
1015     int num_excl_chan = 0;
1016
1017     do {
1018         for (i = 0; i < 7; i++)
1019             che_drc->exclude_mask[num_excl_chan++] = get_bits1(gb);
1020     } while (num_excl_chan < MAX_CHANNELS - 7 && get_bits1(gb));
1021
1022     return num_excl_chan / 7;
1023 }
1024
1025 /**
1026  * Decode dynamic range information; reference: table 4.52.
1027  *
1028  * @param   cnt length of TYPE_FIL syntactic element in bytes
1029  *
1030  * @return  Returns number of bytes consumed.
1031  */
1032 static int decode_dynamic_range(DynamicRangeControl *che_drc, GetBitContext * gb, int cnt) {
1033     int n = 1;
1034     int drc_num_bands = 1;
1035     int i;
1036
1037     /* pce_tag_present? */
1038     if(get_bits1(gb)) {
1039         che_drc->pce_instance_tag  = get_bits(gb, 4);
1040         skip_bits(gb, 4); // tag_reserved_bits
1041         n++;
1042     }
1043
1044     /* excluded_chns_present? */
1045     if(get_bits1(gb)) {
1046         n += decode_drc_channel_exclusions(che_drc, gb);
1047     }
1048
1049     /* drc_bands_present? */
1050     if (get_bits1(gb)) {
1051         che_drc->band_incr            = get_bits(gb, 4);
1052         che_drc->interpolation_scheme = get_bits(gb, 4);
1053         n++;
1054         drc_num_bands += che_drc->band_incr;
1055         for (i = 0; i < drc_num_bands; i++) {
1056             che_drc->band_top[i] = get_bits(gb, 8);
1057             n++;
1058         }
1059     }
1060
1061     /* prog_ref_level_present? */
1062     if (get_bits1(gb)) {
1063         che_drc->prog_ref_level = get_bits(gb, 7);
1064         skip_bits1(gb); // prog_ref_level_reserved_bits
1065         n++;
1066     }
1067
1068     for (i = 0; i < drc_num_bands; i++) {
1069         che_drc->dyn_rng_sgn[i] = get_bits1(gb);
1070         che_drc->dyn_rng_ctl[i] = get_bits(gb, 7);
1071         n++;
1072     }
1073
1074     return n;
1075 }
1076
1077 /**
1078  * Decode extension data (incomplete); reference: table 4.51.
1079  *
1080  * @param   cnt length of TYPE_FIL syntactic element in bytes
1081  *
1082  * @return Returns number of bytes consumed
1083  */
1084 static int decode_extension_payload(AACContext * ac, GetBitContext * gb, int cnt) {
1085     int crc_flag = 0;
1086     int res = cnt;
1087     switch (get_bits(gb, 4)) { // extension type
1088         case EXT_SBR_DATA_CRC:
1089             crc_flag++;
1090         case EXT_SBR_DATA:
1091             res = decode_sbr_extension(ac, gb, crc_flag, cnt);
1092             break;
1093         case EXT_DYNAMIC_RANGE:
1094             res = decode_dynamic_range(&ac->che_drc, gb, cnt);
1095             break;
1096         case EXT_FILL:
1097         case EXT_FILL_DATA:
1098         case EXT_DATA_ELEMENT:
1099         default:
1100             skip_bits_long(gb, 8*cnt - 4);
1101             break;
1102     };
1103     return res;
1104 }
1105
1106 /**
1107  * Decode Temporal Noise Shaping filter coefficients and apply all-pole filters; reference: 4.6.9.3.
1108  *
1109  * @param   decode  1 if tool is used normally, 0 if tool is used in LTP.
1110  * @param   coef    spectral coefficients
1111  */
1112 static void apply_tns(float coef[1024], TemporalNoiseShaping * tns, IndividualChannelStream * ics, int decode) {
1113     const int mmm = FFMIN(ics->tns_max_bands,  ics->max_sfb);
1114     int w, filt, m, i;
1115     int bottom, top, order, start, end, size, inc;
1116     float lpc[TNS_MAX_ORDER];
1117
1118     for (w = 0; w < ics->num_windows; w++) {
1119         bottom = ics->num_swb;
1120         for (filt = 0; filt < tns->n_filt[w]; filt++) {
1121             top    = bottom;
1122             bottom = FFMAX(0, top - tns->length[w][filt]);
1123             order  = tns->order[w][filt];
1124             if (order == 0)
1125                 continue;
1126
1127             /* tns_decode_coef
1128              * FIXME: This duplicates the functionality of some double code in lpc.c.
1129              */
1130             for (m = 0; m < order; m++) {
1131                 float tmp;
1132                 lpc[m] = tns->coef[w][filt][m];
1133                 for (i = 0; i < m/2; i++) {
1134                     tmp = lpc[i];
1135                     lpc[i]     += lpc[m] * lpc[m-1-i];
1136                     lpc[m-1-i] += lpc[m] * tmp;
1137                 }
1138                 if(m & 1)
1139                     lpc[i]     += lpc[m] * lpc[i];
1140             }
1141
1142             start = ics->swb_offset[FFMIN(bottom, mmm)];
1143             end   = ics->swb_offset[FFMIN(   top, mmm)];
1144             if ((size = end - start) <= 0)
1145                 continue;
1146             if (tns->direction[w][filt]) {
1147                 inc = -1; start = end - 1;
1148             } else {
1149                 inc = 1;
1150             }
1151             start += w * 128;
1152
1153             // ar filter
1154             for (m = 0; m < size; m++, start += inc)
1155                 for (i = 1; i <= FFMIN(m, order); i++)
1156                     coef[start] -= coef[start - i*inc] * lpc[i-1];
1157         }
1158     }
1159 }
1160
1161 /**
1162  * Conduct IMDCT and windowing.
1163  */
1164 static void imdct_and_windowing(AACContext * ac, SingleChannelElement * sce) {
1165     IndividualChannelStream * ics = &sce->ics;
1166     float * in = sce->coeffs;
1167     float * out = sce->ret;
1168     float * saved = sce->saved;
1169     const float * lwindow      = ics->use_kb_window[0] ? ff_aac_kbd_long_1024 : ff_sine_1024;
1170     const float * swindow      = ics->use_kb_window[0] ? ff_aac_kbd_short_128 : ff_sine_128;
1171     const float * lwindow_prev = ics->use_kb_window[1] ? ff_aac_kbd_long_1024 : ff_sine_1024;
1172     const float * swindow_prev = ics->use_kb_window[1] ? ff_aac_kbd_short_128 : ff_sine_128;
1173     float * buf = ac->buf_mdct;
1174     int i;
1175
1176     if (ics->window_sequence[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
1177         if (ics->window_sequence[1] == ONLY_LONG_SEQUENCE || ics->window_sequence[1] == LONG_STOP_SEQUENCE)
1178             av_log(ac->avccontext, AV_LOG_WARNING,
1179                    "Transition from an ONLY_LONG or LONG_STOP to an EIGHT_SHORT sequence detected. "
1180                    "If you heard an audible artifact, please submit the sample to the FFmpeg developers.\n");
1181         for (i = 0; i < 2048; i += 256) {
1182             ff_imdct_calc(&ac->mdct_small, buf + i, in + i/2);
1183             ac->dsp.vector_fmul_reverse(ac->revers + i/2, buf + i + 128, swindow, 128);
1184         }
1185         for (i = 0; i < 448; i++)   out[i] = saved[i] + ac->add_bias;
1186
1187         ac->dsp.vector_fmul_add_add(out + 448 + 0*128, buf + 0*128, swindow_prev, saved + 448 ,       ac->add_bias, 128, 1);
1188         ac->dsp.vector_fmul_add_add(out + 448 + 1*128, buf + 2*128, swindow,      ac->revers + 0*128, ac->add_bias, 128, 1);
1189         ac->dsp.vector_fmul_add_add(out + 448 + 2*128, buf + 4*128, swindow,      ac->revers + 1*128, ac->add_bias, 128, 1);
1190         ac->dsp.vector_fmul_add_add(out + 448 + 3*128, buf + 6*128, swindow,      ac->revers + 2*128, ac->add_bias, 128, 1);
1191         ac->dsp.vector_fmul_add_add(out + 448 + 4*128, buf + 8*128, swindow,      ac->revers + 3*128, ac->add_bias,  64, 1);
1192
1193 #if 0
1194         vector_fmul_add_add_add(&ac->dsp, out + 448 + 1*128, buf + 2*128, swindow,      saved + 448 + 1*128, ac->revers + 0*128, ac->add_bias, 128);
1195         vector_fmul_add_add_add(&ac->dsp, out + 448 + 2*128, buf + 4*128, swindow,      saved + 448 + 2*128, ac->revers + 1*128, ac->add_bias, 128);
1196         vector_fmul_add_add_add(&ac->dsp, out + 448 + 3*128, buf + 6*128, swindow,      saved + 448 + 3*128, ac->revers + 2*128, ac->add_bias, 128);
1197         vector_fmul_add_add_add(&ac->dsp, out + 448 + 4*128, buf + 8*128, swindow,      saved + 448 + 4*128, ac->revers + 3*128, ac->add_bias, 64);
1198 #endif
1199
1200         ac->dsp.vector_fmul_add_add(saved,       buf + 1024 + 64,    swindow + 64, ac->revers + 3*128+64,  0, 64, 1);
1201         ac->dsp.vector_fmul_add_add(saved + 64,  buf + 1024 + 2*128, swindow,      ac->revers + 4*128,     0, 128, 1);
1202         ac->dsp.vector_fmul_add_add(saved + 192, buf + 1024 + 4*128, swindow,      ac->revers + 5*128,     0, 128, 1);
1203         ac->dsp.vector_fmul_add_add(saved + 320, buf + 1024 + 6*128, swindow,      ac->revers + 6*128,     0, 128, 1);
1204         memcpy(                     saved + 448, ac->revers + 7*128, 128 * sizeof(float));
1205         memset(                     saved + 576, 0,                  448 * sizeof(float));
1206     } else {
1207         ff_imdct_calc(&ac->mdct, buf, in);
1208         if (ics->window_sequence[0] == LONG_STOP_SEQUENCE) {
1209             for (i = 0;   i < 448;  i++)   out[i] =          saved[i] + ac->add_bias;
1210             ac->dsp.vector_fmul_add_add(out + 448, buf + 448, swindow_prev, saved + 448, ac->add_bias, 128, 1);
1211             for (i = 576; i < 1024; i++)   out[i] = buf[i] + saved[i] + ac->add_bias;
1212         } else {
1213             ac->dsp.vector_fmul_add_add(out, buf, lwindow_prev, saved, ac->add_bias, 1024, 1);
1214         }
1215         if (ics->window_sequence[0] == LONG_START_SEQUENCE) {
1216             memcpy(saved, buf + 1024, 448 * sizeof(float));
1217             ac->dsp.vector_fmul_reverse(saved + 448, buf + 1024 + 448, swindow, 128);
1218             memset(saved + 576, 0, 448 * sizeof(float));
1219         } else {
1220             ac->dsp.vector_fmul_reverse(saved, buf + 1024, lwindow, 1024);
1221         }
1222     }
1223 }
1224
1225 /**
1226  * Apply dependent channel coupling (applied before IMDCT).
1227  *
1228  * @param   index   index into coupling gain array
1229  */
1230 static void apply_dependent_coupling(AACContext * ac, SingleChannelElement * sce, ChannelElement * cc, int index) {
1231     IndividualChannelStream * ics = &cc->ch[0].ics;
1232     const uint16_t * offsets = ics->swb_offset;
1233     float * dest = sce->coeffs;
1234     const float * src = cc->ch[0].coeffs;
1235     int g, i, group, k, idx = 0;
1236     if(ac->m4ac.object_type == AOT_AAC_LTP) {
1237         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
1238                "Dependent coupling is not supported together with LTP\n");
1239         return;
1240     }
1241     for (g = 0; g < ics->num_window_groups; g++) {
1242         for (i = 0; i < ics->max_sfb; i++, idx++) {
1243             if (cc->ch[0].band_type[idx] != ZERO_BT) {
1244                 for (group = 0; group < ics->group_len[g]; group++) {
1245                     for (k = offsets[i]; k < offsets[i+1]; k++) {
1246                         // XXX dsputil-ize
1247                         dest[group*128+k] += cc->coup.gain[index][idx] * src[group*128+k];
1248                     }
1249                 }
1250             }
1251         }
1252         dest += ics->group_len[g]*128;
1253         src  += ics->group_len[g]*128;
1254     }
1255 }
1256
1257 /**
1258  * Apply independent channel coupling (applied after IMDCT).
1259  *
1260  * @param   index   index into coupling gain array
1261  */
1262 static void apply_independent_coupling(AACContext * ac, SingleChannelElement * sce, ChannelElement * cc, int index) {
1263     int i;
1264     for (i = 0; i < 1024; i++)
1265         sce->ret[i] += cc->coup.gain[index][0] * (cc->ch[0].ret[i] - ac->add_bias);
1266 }
1267
1268 /**
1269  * channel coupling transformation interface
1270  *
1271  * @param   index   index into coupling gain array
1272  * @param   apply_coupling_method   pointer to (in)dependent coupling function
1273  */
1274 static void apply_channel_coupling(AACContext * ac, ChannelElement * cc,
1275         void (*apply_coupling_method)(AACContext * ac, SingleChannelElement * sce, ChannelElement * cc, int index))
1276 {
1277     int c;
1278     int index = 0;
1279     ChannelCoupling * coup = &cc->coup;
1280     for (c = 0; c <= coup->num_coupled; c++) {
1281         if (ac->che[coup->type[c]][coup->id_select[c]]) {
1282             if (coup->ch_select[c] != 2) {
1283                 apply_coupling_method(ac, &ac->che[coup->type[c]][coup->id_select[c]]->ch[0], cc, index);
1284                 if (coup->ch_select[c] != 0)
1285                     index++;
1286             }
1287             if (coup->ch_select[c] != 1)
1288                 apply_coupling_method(ac, &ac->che[coup->type[c]][coup->id_select[c]]->ch[1], cc, index++);
1289         } else {
1290             av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
1291                    "coupling target %sE[%d] not available\n",
1292                    coup->type[c] == TYPE_CPE ? "CP" : "SC", coup->id_select[c]);
1293             break;
1294         }
1295     }
1296 }
1297
1298 /**
1299  * Convert spectral data to float samples, applying all supported tools as appropriate.
1300  */
1301 static void spectral_to_sample(AACContext * ac) {
1302     int i, type;
1303     for (i = 0; i < MAX_ELEM_ID; i++) {
1304         for(type = 0; type < 4; type++) {
1305             ChannelElement *che = ac->che[type][i];
1306             if(che) {
1307                 if(che->coup.coupling_point == BEFORE_TNS)
1308                     apply_channel_coupling(ac, che, apply_dependent_coupling);
1309                 if(che->ch[0].tns.present)
1310                     apply_tns(che->ch[0].coeffs, &che->ch[0].tns, &che->ch[0].ics, 1);
1311                 if(che->ch[1].tns.present)
1312                     apply_tns(che->ch[1].coeffs, &che->ch[1].tns, &che->ch[1].ics, 1);
1313                 if(che->coup.coupling_point == BETWEEN_TNS_AND_IMDCT)
1314                     apply_channel_coupling(ac, che, apply_dependent_coupling);
1315                 imdct_and_windowing(ac, &che->ch[0]);
1316                 if(type == TYPE_CPE)
1317                     imdct_and_windowing(ac, &che->ch[1]);
1318                 if(che->coup.coupling_point == AFTER_IMDCT)
1319                     apply_channel_coupling(ac, che, apply_independent_coupling);
1320             }
1321         }
1322     }
1323 }
1324
1325 static int aac_decode_frame(AVCodecContext * avccontext, void * data, int * data_size, const uint8_t * buf, int buf_size) {
1326     AACContext * ac = avccontext->priv_data;
1327     GetBitContext gb;
1328     enum RawDataBlockType elem_type;
1329     int err, elem_id, data_size_tmp;
1330
1331     init_get_bits(&gb, buf, buf_size*8);
1332
1333     // parse
1334     while ((elem_type = get_bits(&gb, 3)) != TYPE_END) {
1335         elem_id = get_bits(&gb, 4);
1336         err = -1;
1337
1338         if(elem_type == TYPE_SCE && elem_id == 1 &&
1339                 !ac->che[TYPE_SCE][elem_id] && ac->che[TYPE_LFE][0]) {
1340             /* Some streams incorrectly code 5.1 audio as SCE[0] CPE[0] CPE[1] SCE[1]
1341                instead of SCE[0] CPE[0] CPE[0] LFE[0]. If we seem to have
1342                encountered such a stream, transfer the LFE[0] element to SCE[1] */
1343             ac->che[TYPE_SCE][elem_id] = ac->che[TYPE_LFE][0];
1344             ac->che[TYPE_LFE][0] = NULL;
1345         }
1346         if(elem_type && elem_type < TYPE_DSE) {
1347             if(!ac->che[elem_type][elem_id])
1348                 return -1;
1349             if(elem_type != TYPE_CCE)
1350                 ac->che[elem_type][elem_id]->coup.coupling_point = 4;
1351         }
1352
1353         switch (elem_type) {
1354
1355         case TYPE_SCE:
1356             err = decode_ics(ac, &ac->che[TYPE_SCE][elem_id]->ch[0], &gb, 0, 0);
1357             break;
1358
1359         case TYPE_CPE:
1360             err = decode_cpe(ac, &gb, elem_id);
1361             break;
1362
1363         case TYPE_CCE:
1364             err = decode_cce(ac, &gb, ac->che[TYPE_SCE][elem_id]);
1365             break;
1366
1367         case TYPE_LFE:
1368             err = decode_ics(ac, &ac->che[TYPE_LFE][elem_id]->ch[0], &gb, 0, 0);
1369             break;
1370
1371         case TYPE_DSE:
1372             skip_data_stream_element(&gb);
1373             err = 0;
1374             break;
1375
1376         case TYPE_PCE:
1377         {
1378             enum ChannelPosition new_che_pos[4][MAX_ELEM_ID];
1379             memset(new_che_pos, 0, 4 * MAX_ELEM_ID * sizeof(new_che_pos[0][0]));
1380             if((err = decode_pce(ac, new_che_pos, &gb)))
1381                 break;
1382             err = output_configure(ac, ac->che_pos, new_che_pos);
1383             break;
1384         }
1385
1386         case TYPE_FIL:
1387             if (elem_id == 15)
1388                 elem_id += get_bits(&gb, 8) - 1;
1389             while (elem_id > 0)
1390                 elem_id -= decode_extension_payload(ac, &gb, elem_id);
1391             err = 0; /* FIXME */
1392             break;
1393
1394         default:
1395             err = -1; /* should not happen, but keeps compiler happy */
1396             break;
1397         }
1398
1399         if(err)
1400             return err;
1401     }
1402
1403     spectral_to_sample(ac);
1404
1405     if (!ac->is_saved) {
1406         ac->is_saved = 1;
1407         *data_size = 0;
1408         return buf_size;
1409     }
1410
1411     data_size_tmp = 1024 * avccontext->channels * sizeof(int16_t);
1412     if(*data_size < data_size_tmp) {
1413         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR,
1414                "Output buffer too small (%d) or trying to output too many samples (%d) for this frame.\n",
1415                *data_size, data_size_tmp);
1416         return -1;
1417     }
1418     *data_size = data_size_tmp;
1419
1420     ac->dsp.float_to_int16_interleave(data, (const float **)ac->output_data, 1024, avccontext->channels);
1421
1422     return buf_size;
1423 }
1424
1425 static av_cold int aac_decode_close(AVCodecContext * avccontext) {
1426     AACContext * ac = avccontext->priv_data;
1427     int i, type;
1428
1429     for (i = 0; i < MAX_ELEM_ID; i++) {
1430         for(type = 0; type < 4; type++)
1431             av_freep(&ac->che[type][i]);
1432     }
1433
1434     ff_mdct_end(&ac->mdct);
1435     ff_mdct_end(&ac->mdct_small);
1436     return 0 ;
1437 }
1438
1439 AVCodec aac_decoder = {
1440     "aac",
1441     CODEC_TYPE_AUDIO,
1442     CODEC_ID_AAC,
1443     sizeof(AACContext),
1444     aac_decode_init,
1445     NULL,
1446     aac_decode_close,
1447     aac_decode_frame,
1448     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Advanced Audio Coding"),
1449     .sample_fmts = (enum SampleFormat[]){SAMPLE_FMT_S16,SAMPLE_FMT_NONE},
1450 };