Fix bugs in previous commit that caused FTBFS in synfig and ETL FTBFS with older...
[synfig.git] / synfig-core / tags / synfig_0_61_04 / synfig-core / src / modules / mod_libavcodec / libavcodec / wmadec.c
1 /*
2  * WMA compatible decoder
3  * Copyright (c) 2002 The FFmpeg Project.
4  *
5  * This library is free software; you can redistribute it and/or
6  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
7  * License as published by the Free Software Foundation; either
8  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
9  *
10  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
13  * Lesser General Public License for more details.
14  *
15  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
16  * License along with this library; if not, write to the Free Software
17  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
18  */
19
20 /**
21  * @file wmadec.c
22  * WMA compatible decoder.
23  */
24
25 #include "avcodec.h"
26 #include "dsputil.h"
27
28 /* size of blocks */
29 #define BLOCK_MIN_BITS 7
30 #define BLOCK_MAX_BITS 11
31 #define BLOCK_MAX_SIZE (1 << BLOCK_MAX_BITS)
32
33 #define BLOCK_NB_SIZES (BLOCK_MAX_BITS - BLOCK_MIN_BITS + 1)
34
35 /* XXX: find exact max size */
36 #define HIGH_BAND_MAX_SIZE 16
37
38 #define NB_LSP_COEFS 10
39
40 /* XXX: is it a suitable value ? */
41 #define MAX_CODED_SUPERFRAME_SIZE 4096
42
43 #define MAX_CHANNELS 2
44
45 #define NOISE_TAB_SIZE 8192
46
47 #define LSP_POW_BITS 7
48
49 typedef struct WMADecodeContext {
50     GetBitContext gb;
51     int sample_rate;
52     int nb_channels;
53     int bit_rate;
54     int version; /* 1 = 0x160 (WMAV1), 2 = 0x161 (WMAV2) */
55     int block_align;
56     int use_bit_reservoir;
57     int use_variable_block_len;
58     int use_exp_vlc;  /* exponent coding: 0 = lsp, 1 = vlc + delta */
59     int use_noise_coding; /* true if perceptual noise is added */
60     int byte_offset_bits;
61     VLC exp_vlc;
62     int exponent_sizes[BLOCK_NB_SIZES];
63     uint16_t exponent_bands[BLOCK_NB_SIZES][25];
64     int high_band_start[BLOCK_NB_SIZES]; /* index of first coef in high band */
65     int coefs_start;               /* first coded coef */
66     int coefs_end[BLOCK_NB_SIZES]; /* max number of coded coefficients */
67     int exponent_high_sizes[BLOCK_NB_SIZES];
68     int exponent_high_bands[BLOCK_NB_SIZES][HIGH_BAND_MAX_SIZE]; 
69     VLC hgain_vlc;
70     
71     /* coded values in high bands */
72     int high_band_coded[MAX_CHANNELS][HIGH_BAND_MAX_SIZE];
73     int high_band_values[MAX_CHANNELS][HIGH_BAND_MAX_SIZE];
74
75     /* there are two possible tables for spectral coefficients */
76     VLC coef_vlc[2];
77     uint16_t *run_table[2];
78     uint16_t *level_table[2];
79     /* frame info */
80     int frame_len;       /* frame length in samples */
81     int frame_len_bits;  /* frame_len = 1 << frame_len_bits */
82     int nb_block_sizes;  /* number of block sizes */
83     /* block info */
84     int reset_block_lengths;
85     int block_len_bits; /* log2 of current block length */
86     int next_block_len_bits; /* log2 of next block length */
87     int prev_block_len_bits; /* log2 of prev block length */
88     int block_len; /* block length in samples */
89     int block_num; /* block number in current frame */
90     int block_pos; /* current position in frame */
91     uint8_t ms_stereo; /* true if mid/side stereo mode */
92     uint8_t channel_coded[MAX_CHANNELS]; /* true if channel is coded */
93     float exponents[MAX_CHANNELS][BLOCK_MAX_SIZE] __attribute__((aligned(16)));
94     float max_exponent[MAX_CHANNELS];
95     int16_t coefs1[MAX_CHANNELS][BLOCK_MAX_SIZE];
96     float coefs[MAX_CHANNELS][BLOCK_MAX_SIZE] __attribute__((aligned(16)));
97     MDCTContext mdct_ctx[BLOCK_NB_SIZES];
98     float *windows[BLOCK_NB_SIZES];
99     FFTSample mdct_tmp[BLOCK_MAX_SIZE] __attribute__((aligned(16))); /* temporary storage for imdct */
100     /* output buffer for one frame and the last for IMDCT windowing */
101     float frame_out[MAX_CHANNELS][BLOCK_MAX_SIZE * 2] __attribute__((aligned(16)));
102     /* last frame info */
103     uint8_t last_superframe[MAX_CODED_SUPERFRAME_SIZE + 4]; /* padding added */
104     int last_bitoffset;
105     int last_superframe_len;
106     float noise_table[NOISE_TAB_SIZE];
107     int noise_index;
108     float noise_mult; /* XXX: suppress that and integrate it in the noise array */
109     /* lsp_to_curve tables */
110     float lsp_cos_table[BLOCK_MAX_SIZE];
111     float lsp_pow_e_table[256];
112     float lsp_pow_m_table1[(1 << LSP_POW_BITS)];
113     float lsp_pow_m_table2[(1 << LSP_POW_BITS)];
114
115 #ifdef TRACE
116     int frame_count;
117 #endif
118 } WMADecodeContext;
119
120 typedef struct CoefVLCTable {
121     int n; /* total number of codes */
122     const uint32_t *huffcodes; /* VLC bit values */
123     const uint8_t *huffbits;   /* VLC bit size */
124     const uint16_t *levels; /* table to build run/level tables */
125 } CoefVLCTable;
126
127 static void wma_lsp_to_curve_init(WMADecodeContext *s, int frame_len);
128
129 #include "wmadata.h"
130
131 #ifdef TRACE
132 static void dump_shorts(const char *name, const short *tab, int n)
133 {
134     int i;
135
136     tprintf("%s[%d]:\n", name, n);
137     for(i=0;i<n;i++) {
138         if ((i & 7) == 0)
139             tprintf("%4d: ", i);
140         tprintf(" %5d.0", tab[i]);
141         if ((i & 7) == 7)
142             tprintf("\n");
143     }
144 }
145
146 static void dump_floats(const char *name, int prec, const float *tab, int n)
147 {
148     int i;
149
150     tprintf("%s[%d]:\n", name, n);
151     for(i=0;i<n;i++) {
152         if ((i & 7) == 0)
153             tprintf("%4d: ", i);
154         tprintf(" %8.*f", prec, tab[i]);
155         if ((i & 7) == 7)
156             tprintf("\n");
157     }
158     if ((i & 7) != 0)
159         tprintf("\n");
160 }
161 #endif
162
163 /* XXX: use same run/length optimization as mpeg decoders */
164 static void init_coef_vlc(VLC *vlc, 
165                           uint16_t **prun_table, uint16_t **plevel_table,
166                           const CoefVLCTable *vlc_table)
167 {
168     int n = vlc_table->n;
169     const uint8_t *table_bits = vlc_table->huffbits;
170     const uint32_t *table_codes = vlc_table->huffcodes;
171     const uint16_t *levels_table = vlc_table->levels;
172     uint16_t *run_table, *level_table;
173     const uint16_t *p;
174     int i, l, j, level;
175
176     init_vlc(vlc, 9, n, table_bits, 1, 1, table_codes, 4, 4);
177
178     run_table = av_malloc(n * sizeof(uint16_t));
179     level_table = av_malloc(n * sizeof(uint16_t));
180     p = levels_table;
181     i = 2;
182     level = 1;
183     while (i < n) {
184         l = *p++;
185         for(j=0;j<l;j++) {
186             run_table[i] = j;
187             level_table[i] = level;
188             i++;
189         }
190         level++;
191     }
192     *prun_table = run_table;
193     *plevel_table = level_table;
194 }
195
196 static int wma_decode_init(AVCodecContext * avctx)
197 {
198     WMADecodeContext *s = avctx->priv_data;
199     int i, flags1, flags2;
200     float *window;
201     uint8_t *extradata;
202     float bps1, high_freq, bps;
203     int sample_rate1;
204     int coef_vlc_table;
205     
206     s->sample_rate = avctx->sample_rate;
207     s->nb_channels = avctx->channels;
208     s->bit_rate = avctx->bit_rate;
209     s->block_align = avctx->block_align;
210
211     if (avctx->codec->id == CODEC_ID_WMAV1) {
212         s->version = 1;
213     } else {
214         s->version = 2;
215     }
216     
217     /* extract flag infos */
218     flags1 = 0;
219     flags2 = 0;
220     extradata = avctx->extradata;
221     if (s->version == 1 && avctx->extradata_size >= 4) {
222         flags1 = extradata[0] | (extradata[1] << 8);
223         flags2 = extradata[2] | (extradata[3] << 8);
224     } else if (s->version == 2 && avctx->extradata_size >= 6) {
225         flags1 = extradata[0] | (extradata[1] << 8) | 
226             (extradata[2] << 16) | (extradata[3] << 24);
227         flags2 = extradata[4] | (extradata[5] << 8);
228     }
229     s->use_exp_vlc = flags2 & 0x0001;
230     s->use_bit_reservoir = flags2 & 0x0002;
231     s->use_variable_block_len = flags2 & 0x0004;
232
233     /* compute MDCT block size */
234     if (s->sample_rate <= 16000) {
235         s->frame_len_bits = 9;
236     } else if (s->sample_rate <= 22050 || 
237                (s->sample_rate <= 32000 && s->version == 1)) {
238         s->frame_len_bits = 10;
239     } else {
240         s->frame_len_bits = 11;
241     }
242     s->frame_len = 1 << s->frame_len_bits;
243     if (s->use_variable_block_len) {
244         int nb_max, nb;
245         nb = ((flags2 >> 3) & 3) + 1;
246         if ((s->bit_rate / s->nb_channels) >= 32000)
247             nb += 2;
248         nb_max = s->frame_len_bits - BLOCK_MIN_BITS;
249         if (nb > nb_max)
250             nb = nb_max;
251         s->nb_block_sizes = nb + 1;
252     } else {
253         s->nb_block_sizes = 1;
254     }
255
256     /* init rate dependant parameters */
257     s->use_noise_coding = 1;
258     high_freq = s->sample_rate * 0.5;
259
260     /* if version 2, then the rates are normalized */
261     sample_rate1 = s->sample_rate;
262     if (s->version == 2) {
263         if (sample_rate1 >= 44100) 
264             sample_rate1 = 44100;
265         else if (sample_rate1 >= 22050) 
266             sample_rate1 = 22050;
267         else if (sample_rate1 >= 16000) 
268             sample_rate1 = 16000;
269         else if (sample_rate1 >= 11025) 
270             sample_rate1 = 11025;
271         else if (sample_rate1 >= 8000) 
272             sample_rate1 = 8000;
273     }
274
275     bps = (float)s->bit_rate / (float)(s->nb_channels * s->sample_rate);
276     s->byte_offset_bits = av_log2((int)(bps * s->frame_len / 8.0)) + 2;
277
278     /* compute high frequency value and choose if noise coding should
279        be activated */
280     bps1 = bps;
281     if (s->nb_channels == 2)
282         bps1 = bps * 1.6;
283     if (sample_rate1 == 44100) {
284         if (bps1 >= 0.61)
285             s->use_noise_coding = 0;
286         else
287             high_freq = high_freq * 0.4;
288     } else if (sample_rate1 == 22050) {
289         if (bps1 >= 1.16)
290             s->use_noise_coding = 0;
291         else if (bps1 >= 0.72) 
292             high_freq = high_freq * 0.7;
293         else
294             high_freq = high_freq * 0.6;
295     } else if (sample_rate1 == 16000) {
296         if (bps > 0.5)
297             high_freq = high_freq * 0.5;
298         else
299             high_freq = high_freq * 0.3;
300     } else if (sample_rate1 == 11025) {
301         high_freq = high_freq * 0.7;
302     } else if (sample_rate1 == 8000) {
303         if (bps <= 0.625) {
304             high_freq = high_freq * 0.5;
305         } else if (bps > 0.75) {
306             s->use_noise_coding = 0;
307         } else {
308             high_freq = high_freq * 0.65;
309         }
310     } else {
311         if (bps >= 0.8) {
312             high_freq = high_freq * 0.75;
313         } else if (bps >= 0.6) {
314             high_freq = high_freq * 0.6;
315         } else {
316             high_freq = high_freq * 0.5;
317         }
318     }
319     dprintf("flags1=0x%x flags2=0x%x\n", flags1, flags2);
320     dprintf("version=%d channels=%d sample_rate=%d bitrate=%d block_align=%d\n",
321            s->version, s->nb_channels, s->sample_rate, s->bit_rate, 
322            s->block_align);
323     dprintf("bps=%f bps1=%f high_freq=%f bitoffset=%d\n", 
324            bps, bps1, high_freq, s->byte_offset_bits);
325     dprintf("use_noise_coding=%d use_exp_vlc=%d nb_block_sizes=%d\n",
326            s->use_noise_coding, s->use_exp_vlc, s->nb_block_sizes);
327
328     /* compute the scale factor band sizes for each MDCT block size */
329     {
330         int a, b, pos, lpos, k, block_len, i, j, n;
331         const uint8_t *table;
332         
333         if (s->version == 1) {
334             s->coefs_start = 3;
335         } else {
336             s->coefs_start = 0;
337         }
338         for(k = 0; k < s->nb_block_sizes; k++) {
339             block_len = s->frame_len >> k;
340
341             if (s->version == 1) {
342                 lpos = 0;
343                 for(i=0;i<25;i++) {
344                     a = wma_critical_freqs[i];
345                     b = s->sample_rate;
346                     pos = ((block_len * 2 * a)  + (b >> 1)) / b;
347                     if (pos > block_len) 
348                         pos = block_len;
349                     s->exponent_bands[0][i] = pos - lpos;
350                     if (pos >= block_len) {
351                         i++;
352                         break;
353                     }
354                     lpos = pos;
355                 }
356                 s->exponent_sizes[0] = i;
357             } else {
358                 /* hardcoded tables */
359                 table = NULL;
360                 a = s->frame_len_bits - BLOCK_MIN_BITS - k;
361                 if (a < 3) {
362                     if (s->sample_rate >= 44100)
363                         table = exponent_band_44100[a];
364                     else if (s->sample_rate >= 32000)
365                         table = exponent_band_32000[a];
366                     else if (s->sample_rate >= 22050)
367                         table = exponent_band_22050[a];
368                 }
369                 if (table) {
370                     n = *table++;
371                     for(i=0;i<n;i++)
372                         s->exponent_bands[k][i] = table[i];
373                     s->exponent_sizes[k] = n;
374                 } else {
375                     j = 0;
376                     lpos = 0;
377                     for(i=0;i<25;i++) {
378                         a = wma_critical_freqs[i];
379                         b = s->sample_rate;
380                         pos = ((block_len * 2 * a)  + (b << 1)) / (4 * b);
381                         pos <<= 2;
382                         if (pos > block_len) 
383                             pos = block_len;
384                         if (pos > lpos)
385                             s->exponent_bands[k][j++] = pos - lpos;
386                         if (pos >= block_len)
387                             break;
388                         lpos = pos;
389                     }
390                     s->exponent_sizes[k] = j;
391                 }
392             }
393
394             /* max number of coefs */
395             s->coefs_end[k] = (s->frame_len - ((s->frame_len * 9) / 100)) >> k;
396             /* high freq computation */
397             s->high_band_start[k] = (int)((block_len * 2 * high_freq) / 
398                                           s->sample_rate + 0.5);
399             n = s->exponent_sizes[k];
400             j = 0;
401             pos = 0;
402             for(i=0;i<n;i++) {
403                 int start, end;
404                 start = pos;
405                 pos += s->exponent_bands[k][i];
406                 end = pos;
407                 if (start < s->high_band_start[k])
408                     start = s->high_band_start[k];
409                 if (end > s->coefs_end[k])
410                     end = s->coefs_end[k];
411                 if (end > start)
412                     s->exponent_high_bands[k][j++] = end - start;
413             }
414             s->exponent_high_sizes[k] = j;
415 #if 0
416             tprintf("%5d: coefs_end=%d high_band_start=%d nb_high_bands=%d: ",
417                   s->frame_len >> k, 
418                   s->coefs_end[k],
419                   s->high_band_start[k],
420                   s->exponent_high_sizes[k]);
421             for(j=0;j<s->exponent_high_sizes[k];j++)
422                 tprintf(" %d", s->exponent_high_bands[k][j]);
423             tprintf("\n");
424 #endif
425         }
426     }
427
428 #ifdef TRACE
429     {
430         int i, j;
431         for(i = 0; i < s->nb_block_sizes; i++) {
432             tprintf("%5d: n=%2d:", 
433                    s->frame_len >> i, 
434                    s->exponent_sizes[i]);
435             for(j=0;j<s->exponent_sizes[i];j++)
436                 tprintf(" %d", s->exponent_bands[i][j]);
437             tprintf("\n");
438         }
439     }
440 #endif
441
442     /* init MDCT */
443     for(i = 0; i < s->nb_block_sizes; i++)
444         ff_mdct_init(&s->mdct_ctx[i], s->frame_len_bits - i + 1, 1);
445     
446     /* init MDCT windows : simple sinus window */
447     for(i = 0; i < s->nb_block_sizes; i++) {
448         int n, j;
449         float alpha;
450         n = 1 << (s->frame_len_bits - i);
451         window = av_malloc(sizeof(float) * n);
452         alpha = M_PI / (2.0 * n);
453         for(j=0;j<n;j++) {
454             window[n - j - 1] = sin((j + 0.5) * alpha);
455         }
456         s->windows[i] = window;
457     }
458
459     s->reset_block_lengths = 1;
460     
461     if (s->use_noise_coding) {
462
463         /* init the noise generator */
464         if (s->use_exp_vlc)
465             s->noise_mult = 0.02;
466         else
467             s->noise_mult = 0.04;
468                
469 #ifdef TRACE
470         for(i=0;i<NOISE_TAB_SIZE;i++)
471             s->noise_table[i] = 1.0 * s->noise_mult;
472 #else
473         {
474             unsigned int seed;
475             float norm;
476             seed = 1;
477             norm = (1.0 / (float)(1LL << 31)) * sqrt(3) * s->noise_mult;
478             for(i=0;i<NOISE_TAB_SIZE;i++) {
479                 seed = seed * 314159 + 1;
480                 s->noise_table[i] = (float)((int)seed) * norm;
481             }
482         }
483 #endif
484         init_vlc(&s->hgain_vlc, 9, sizeof(hgain_huffbits), 
485                  hgain_huffbits, 1, 1,
486                  hgain_huffcodes, 2, 2);
487     }
488
489     if (s->use_exp_vlc) {
490         init_vlc(&s->exp_vlc, 9, sizeof(scale_huffbits), 
491                  scale_huffbits, 1, 1,
492                  scale_huffcodes, 4, 4);
493     } else {
494         wma_lsp_to_curve_init(s, s->frame_len);
495     }
496
497     /* choose the VLC tables for the coefficients */
498     coef_vlc_table = 2;
499     if (s->sample_rate >= 32000) {
500         if (bps1 < 0.72)
501             coef_vlc_table = 0;
502         else if (bps1 < 1.16)
503             coef_vlc_table = 1;
504     }
505
506     init_coef_vlc(&s->coef_vlc[0], &s->run_table[0], &s->level_table[0],
507                   &coef_vlcs[coef_vlc_table * 2]);
508     init_coef_vlc(&s->coef_vlc[1], &s->run_table[1], &s->level_table[1],
509                   &coef_vlcs[coef_vlc_table * 2 + 1]);
510     return 0;
511 }
512
513 /* interpolate values for a bigger or smaller block. The block must
514    have multiple sizes */
515 static void interpolate_array(float *scale, int old_size, int new_size)
516 {
517     int i, j, jincr, k;
518     float v;
519
520     if (new_size > old_size) {
521         jincr = new_size / old_size;
522         j = new_size;
523         for(i = old_size - 1; i >=0; i--) {
524             v = scale[i];
525             k = jincr;
526             do {
527                 scale[--j] = v;
528             } while (--k);
529         }
530     } else if (new_size < old_size) {
531         j = 0;
532         jincr = old_size / new_size;
533         for(i = 0; i < new_size; i++) {
534             scale[i] = scale[j];
535             j += jincr;
536         }
537     }
538 }
539
540 /* compute x^-0.25 with an exponent and mantissa table. We use linear
541    interpolation to reduce the mantissa table size at a small speed
542    expense (linear interpolation approximately doubles the number of
543    bits of precision). */
544 static inline float pow_m1_4(WMADecodeContext *s, float x)
545 {
546     union {
547         float f;
548         unsigned int v;
549     } u, t;
550     unsigned int e, m;
551     float a, b;
552
553     u.f = x;
554     e = u.v >> 23;
555     m = (u.v >> (23 - LSP_POW_BITS)) & ((1 << LSP_POW_BITS) - 1);
556     /* build interpolation scale: 1 <= t < 2. */
557     t.v = ((u.v << LSP_POW_BITS) & ((1 << 23) - 1)) | (127 << 23);
558     a = s->lsp_pow_m_table1[m];
559     b = s->lsp_pow_m_table2[m];
560     return s->lsp_pow_e_table[e] * (a + b * t.f);
561 }
562
563 static void wma_lsp_to_curve_init(WMADecodeContext *s, int frame_len)
564 {  
565     float wdel, a, b;
566     int i, e, m;
567
568     wdel = M_PI / frame_len;
569     for(i=0;i<frame_len;i++)
570         s->lsp_cos_table[i] = 2.0f * cos(wdel * i);
571
572     /* tables for x^-0.25 computation */
573     for(i=0;i<256;i++) {
574         e = i - 126;
575         s->lsp_pow_e_table[i] = pow(2.0, e * -0.25);
576     }
577
578     /* NOTE: these two tables are needed to avoid two operations in
579        pow_m1_4 */
580     b = 1.0;
581     for(i=(1 << LSP_POW_BITS) - 1;i>=0;i--) {
582         m = (1 << LSP_POW_BITS) + i;
583         a = (float)m * (0.5 / (1 << LSP_POW_BITS));
584         a = pow(a, -0.25);
585         s->lsp_pow_m_table1[i] = 2 * a - b;
586         s->lsp_pow_m_table2[i] = b - a;
587         b = a;
588     }
589 #if 0
590     for(i=1;i<20;i++) {
591         float v, r1, r2;
592         v = 5.0 / i;
593         r1 = pow_m1_4(s, v);
594         r2 = pow(v,-0.25);
595         printf("%f^-0.25=%f e=%f\n", v, r1, r2 - r1);
596     }
597 #endif
598 }
599
600 /* NOTE: We use the same code as Vorbis here */
601 /* XXX: optimize it further with SSE/3Dnow */
602 static void wma_lsp_to_curve(WMADecodeContext *s, 
603                              float *out, float *val_max_ptr, 
604                              int n, float *lsp)
605 {
606     int i, j;
607     float p, q, w, v, val_max;
608
609     val_max = 0;
610     for(i=0;i<n;i++) {
611         p = 0.5f;
612         q = 0.5f;
613         w = s->lsp_cos_table[i];
614         for(j=1;j<NB_LSP_COEFS;j+=2){
615             q *= w - lsp[j - 1];
616             p *= w - lsp[j];
617         }
618         p *= p * (2.0f - w);
619         q *= q * (2.0f + w);
620         v = p + q;
621         v = pow_m1_4(s, v);
622         if (v > val_max)
623             val_max = v;
624         out[i] = v;
625     }
626     *val_max_ptr = val_max;
627 }
628
629 /* decode exponents coded with LSP coefficients (same idea as Vorbis) */
630 static void decode_exp_lsp(WMADecodeContext *s, int ch)
631 {
632     float lsp_coefs[NB_LSP_COEFS];
633     int val, i;
634
635     for(i = 0; i < NB_LSP_COEFS; i++) {
636         if (i == 0 || i >= 8)
637             val = get_bits(&s->gb, 3);
638         else
639             val = get_bits(&s->gb, 4);
640         lsp_coefs[i] = lsp_codebook[i][val];
641     }
642
643     wma_lsp_to_curve(s, s->exponents[ch], &s->max_exponent[ch],
644                      s->block_len, lsp_coefs);
645 }
646
647 /* decode exponents coded with VLC codes */
648 static int decode_exp_vlc(WMADecodeContext *s, int ch)
649 {
650     int last_exp, n, code;
651     const uint16_t *ptr, *band_ptr;
652     float v, *q, max_scale, *q_end;
653     
654     band_ptr = s->exponent_bands[s->frame_len_bits - s->block_len_bits];
655     ptr = band_ptr;
656     q = s->exponents[ch];
657     q_end = q + s->block_len;
658     max_scale = 0;
659     if (s->version == 1) {
660         last_exp = get_bits(&s->gb, 5) + 10;
661         /* XXX: use a table */
662         v = pow(10, last_exp * (1.0 / 16.0));
663         max_scale = v;
664         n = *ptr++;
665         do {
666             *q++ = v;
667         } while (--n);
668     }
669     last_exp = 36;
670     while (q < q_end) {
671         code = get_vlc(&s->gb, &s->exp_vlc);
672         if (code < 0)
673             return -1;
674         /* NOTE: this offset is the same as MPEG4 AAC ! */
675         last_exp += code - 60;
676         /* XXX: use a table */
677         v = pow(10, last_exp * (1.0 / 16.0));
678         if (v > max_scale)
679             max_scale = v;
680         n = *ptr++;
681         do {
682             *q++ = v;
683         } while (--n);
684     }
685     s->max_exponent[ch] = max_scale;
686     return 0;
687 }
688
689 /* return 0 if OK. return 1 if last block of frame. return -1 if
690    unrecorrable error. */
691 static int wma_decode_block(WMADecodeContext *s)
692 {
693     int n, v, a, ch, code, bsize;
694     int coef_nb_bits, total_gain, parse_exponents;
695     float window[BLOCK_MAX_SIZE * 2];
696     int nb_coefs[MAX_CHANNELS];
697     float mdct_norm;
698
699 #ifdef TRACE
700     tprintf("***decode_block: %d:%d\n", s->frame_count - 1, s->block_num);
701 #endif
702
703     /* compute current block length */
704     if (s->use_variable_block_len) {
705         n = av_log2(s->nb_block_sizes - 1) + 1;
706     
707         if (s->reset_block_lengths) {
708             s->reset_block_lengths = 0;
709             v = get_bits(&s->gb, n);
710             if (v >= s->nb_block_sizes)
711                 return -1;
712             s->prev_block_len_bits = s->frame_len_bits - v;
713             v = get_bits(&s->gb, n);
714             if (v >= s->nb_block_sizes)
715                 return -1;
716             s->block_len_bits = s->frame_len_bits - v;
717         } else {
718             /* update block lengths */
719             s->prev_block_len_bits = s->block_len_bits;
720             s->block_len_bits = s->next_block_len_bits;
721         }
722         v = get_bits(&s->gb, n);
723         if (v >= s->nb_block_sizes)
724             return -1;
725         s->next_block_len_bits = s->frame_len_bits - v;
726     } else {
727         /* fixed block len */
728         s->next_block_len_bits = s->frame_len_bits;
729         s->prev_block_len_bits = s->frame_len_bits;
730         s->block_len_bits = s->frame_len_bits;
731     }
732
733     /* now check if the block length is coherent with the frame length */
734     s->block_len = 1 << s->block_len_bits;
735     if ((s->block_pos + s->block_len) > s->frame_len)
736         return -1;
737
738     if (s->nb_channels == 2) {
739         s->ms_stereo = get_bits(&s->gb, 1);
740     }
741     v = 0;
742     for(ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
743         a = get_bits(&s->gb, 1);
744         s->channel_coded[ch] = a;
745         v |= a;
746     }
747     /* if no channel coded, no need to go further */
748     /* XXX: fix potential framing problems */
749     if (!v)
750         goto next;
751
752     bsize = s->frame_len_bits - s->block_len_bits;
753
754     /* read total gain and extract corresponding number of bits for
755        coef escape coding */
756     total_gain = 1;
757     for(;;) {
758         a = get_bits(&s->gb, 7);
759         total_gain += a;
760         if (a != 127)
761             break;
762     }
763     
764     if (total_gain < 15)
765         coef_nb_bits = 13;
766     else if (total_gain < 32)
767         coef_nb_bits = 12;
768     else if (total_gain < 40)
769         coef_nb_bits = 11;
770     else if (total_gain < 45)
771         coef_nb_bits = 10;
772     else
773         coef_nb_bits = 9;
774
775     /* compute number of coefficients */
776     n = s->coefs_end[bsize] - s->coefs_start;
777     for(ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++)
778         nb_coefs[ch] = n;
779
780     /* complex coding */
781     if (s->use_noise_coding) {
782
783         for(ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
784             if (s->channel_coded[ch]) {
785                 int i, n, a;
786                 n = s->exponent_high_sizes[bsize];
787                 for(i=0;i<n;i++) {
788                     a = get_bits(&s->gb, 1);
789                     s->high_band_coded[ch][i] = a;
790                     /* if noise coding, the coefficients are not transmitted */
791                     if (a)
792                         nb_coefs[ch] -= s->exponent_high_bands[bsize][i];
793                 }
794             }
795         }
796         for(ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
797             if (s->channel_coded[ch]) {
798                 int i, n, val, code;
799
800                 n = s->exponent_high_sizes[bsize];
801                 val = (int)0x80000000;
802                 for(i=0;i<n;i++) {
803                     if (s->high_band_coded[ch][i]) {
804                         if (val == (int)0x80000000) {
805                             val = get_bits(&s->gb, 7) - 19;
806                         } else {
807                             code = get_vlc(&s->gb, &s->hgain_vlc);
808                             if (code < 0)
809                                 return -1;
810                             val += code - 18;
811                         }
812                         s->high_band_values[ch][i] = val;
813                     }
814                 }
815             }
816         }
817     }
818            
819     /* exposant can be interpolated in short blocks. */
820     parse_exponents = 1;
821     if (s->block_len_bits != s->frame_len_bits) {
822         parse_exponents = get_bits(&s->gb, 1);
823     }
824     
825     if (parse_exponents) {
826         for(ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
827             if (s->channel_coded[ch]) {
828                 if (s->use_exp_vlc) {
829                     if (decode_exp_vlc(s, ch) < 0)
830                         return -1;
831                 } else {
832                     decode_exp_lsp(s, ch);
833                 }
834             }
835         }
836     } else {
837         for(ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
838             if (s->channel_coded[ch]) {
839                 interpolate_array(s->exponents[ch], 1 << s->prev_block_len_bits, 
840                                   s->block_len);
841             }
842         }
843     }
844
845     /* parse spectral coefficients : just RLE encoding */
846     for(ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
847         if (s->channel_coded[ch]) {
848             VLC *coef_vlc;
849             int level, run, sign, tindex;
850             int16_t *ptr, *eptr;
851             const int16_t *level_table, *run_table;
852
853             /* special VLC tables are used for ms stereo because
854                there is potentially less energy there */
855             tindex = (ch == 1 && s->ms_stereo);
856             coef_vlc = &s->coef_vlc[tindex];
857             run_table = s->run_table[tindex];
858             level_table = s->level_table[tindex];
859             /* XXX: optimize */
860             ptr = &s->coefs1[ch][0];
861             eptr = ptr + nb_coefs[ch];
862             memset(ptr, 0, s->block_len * sizeof(int16_t));
863             for(;;) {
864                 code = get_vlc(&s->gb, coef_vlc);
865                 if (code < 0)
866                     return -1;
867                 if (code == 1) {
868                     /* EOB */
869                     break;
870                 } else if (code == 0) {
871                     /* escape */
872                     level = get_bits(&s->gb, coef_nb_bits);
873                     /* NOTE: this is rather suboptimal. reading
874                        block_len_bits would be better */
875                     run = get_bits(&s->gb, s->frame_len_bits);
876                 } else {
877                     /* normal code */
878                     run = run_table[code];
879                     level = level_table[code];
880                 }
881                 sign = get_bits(&s->gb, 1);
882                 if (!sign)
883                     level = -level;
884                 ptr += run;
885                 if (ptr >= eptr)
886                     return -1;
887                 *ptr++ = level;
888                 /* NOTE: EOB can be omitted */
889                 if (ptr >= eptr)
890                     break;
891             }
892         }
893         if (s->version == 1 && s->nb_channels >= 2) {
894             align_get_bits(&s->gb);
895         }
896     }
897      
898     /* normalize */
899     {
900         int n4 = s->block_len / 2;
901         mdct_norm = 1.0 / (float)n4;
902         if (s->version == 1) {
903             mdct_norm *= sqrt(n4);
904         }
905     }
906
907     /* finally compute the MDCT coefficients */
908     for(ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
909         if (s->channel_coded[ch]) {
910             int16_t *coefs1;
911             float *coefs, *exponents, mult, mult1, noise, *exp_ptr;
912             int i, j, n, n1, last_high_band;
913             float exp_power[HIGH_BAND_MAX_SIZE];
914
915             coefs1 = s->coefs1[ch];
916             exponents = s->exponents[ch];
917             mult = pow(10, total_gain * 0.05) / s->max_exponent[ch];
918             mult *= mdct_norm;
919             coefs = s->coefs[ch];
920             if (s->use_noise_coding) {
921                 mult1 = mult;
922                 /* very low freqs : noise */
923                 for(i = 0;i < s->coefs_start; i++) {
924                     *coefs++ = s->noise_table[s->noise_index] * (*exponents++) * mult1;
925                     s->noise_index = (s->noise_index + 1) & (NOISE_TAB_SIZE - 1);
926                 }
927                 
928                 n1 = s->exponent_high_sizes[bsize];
929
930                 /* compute power of high bands */
931                 exp_ptr = exponents + 
932                     s->high_band_start[bsize] - 
933                     s->coefs_start;
934                 last_high_band = 0; /* avoid warning */
935                 for(j=0;j<n1;j++) {
936                     n = s->exponent_high_bands[s->frame_len_bits - 
937                                               s->block_len_bits][j];
938                     if (s->high_band_coded[ch][j]) {
939                         float e2, v;
940                         e2 = 0;
941                         for(i = 0;i < n; i++) {
942                             v = exp_ptr[i];
943                             e2 += v * v;
944                         }
945                         exp_power[j] = e2 / n;
946                         last_high_band = j;
947                         tprintf("%d: power=%f (%d)\n", j, exp_power[j], n);
948                     }
949                     exp_ptr += n;
950                 }
951
952                 /* main freqs and high freqs */
953                 for(j=-1;j<n1;j++) {
954                     if (j < 0) {
955                         n = s->high_band_start[bsize] - 
956                             s->coefs_start;
957                     } else {
958                         n = s->exponent_high_bands[s->frame_len_bits - 
959                                                   s->block_len_bits][j];
960                     }
961                     if (j >= 0 && s->high_band_coded[ch][j]) {
962                         /* use noise with specified power */
963                         mult1 = sqrt(exp_power[j] / exp_power[last_high_band]);
964                         /* XXX: use a table */
965                         mult1 = mult1 * pow(10, s->high_band_values[ch][j] * 0.05);
966                         mult1 = mult1 / (s->max_exponent[ch] * s->noise_mult);
967                         mult1 *= mdct_norm;
968                         for(i = 0;i < n; i++) {
969                             noise = s->noise_table[s->noise_index];
970                             s->noise_index = (s->noise_index + 1) & (NOISE_TAB_SIZE - 1);
971                             *coefs++ = (*exponents++) * noise * mult1;
972                         }
973                     } else {
974                         /* coded values + small noise */
975                         for(i = 0;i < n; i++) {
976                             noise = s->noise_table[s->noise_index];
977                             s->noise_index = (s->noise_index + 1) & (NOISE_TAB_SIZE - 1);
978                             *coefs++ = ((*coefs1++) + noise) * (*exponents++) * mult;
979                         }
980                     }
981                 }
982
983                 /* very high freqs : noise */
984                 n = s->block_len - s->coefs_end[bsize];
985                 mult1 = mult * exponents[-1];
986                 for(i = 0; i < n; i++) {
987                     *coefs++ = s->noise_table[s->noise_index] * mult1;
988                     s->noise_index = (s->noise_index + 1) & (NOISE_TAB_SIZE - 1);
989                 }
990             } else {
991                 /* XXX: optimize more */
992                 for(i = 0;i < s->coefs_start; i++)
993                     *coefs++ = 0.0;
994                 n = nb_coefs[ch];
995                 for(i = 0;i < n; i++) {
996                     *coefs++ = coefs1[i] * exponents[i] * mult;
997                 }
998                 n = s->block_len - s->coefs_end[bsize];
999                 for(i = 0;i < n; i++)
1000                     *coefs++ = 0.0;
1001             }
1002         }
1003     }
1004
1005 #ifdef TRACE
1006     for(ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
1007         if (s->channel_coded[ch]) {
1008             dump_floats("exponents", 3, s->exponents[ch], s->block_len);
1009             dump_floats("coefs", 1, s->coefs[ch], s->block_len);
1010         }
1011     }
1012 #endif
1013     
1014     if (s->ms_stereo && s->channel_coded[1]) {
1015         float a, b;
1016         int i;
1017
1018         /* nominal case for ms stereo: we do it before mdct */
1019         /* no need to optimize this case because it should almost
1020            never happen */
1021         if (!s->channel_coded[0]) {
1022             tprintf("rare ms-stereo case happened\n");
1023             memset(s->coefs[0], 0, sizeof(float) * s->block_len);
1024             s->channel_coded[0] = 1;
1025         }
1026         
1027         for(i = 0; i < s->block_len; i++) {
1028             a = s->coefs[0][i];
1029             b = s->coefs[1][i];
1030             s->coefs[0][i] = a + b;
1031             s->coefs[1][i] = a - b;
1032         }
1033     }
1034
1035     /* build the window : we ensure that when the windows overlap
1036        their squared sum is always 1 (MDCT reconstruction rule) */
1037     /* XXX: merge with output */
1038     {
1039         int i, next_block_len, block_len, prev_block_len, n;
1040         float *wptr;
1041
1042         block_len = s->block_len;
1043         prev_block_len = 1 << s->prev_block_len_bits;
1044         next_block_len = 1 << s->next_block_len_bits;
1045
1046         /* right part */
1047         wptr = window + block_len;
1048         if (block_len <= next_block_len) {
1049             for(i=0;i<block_len;i++)
1050                 *wptr++ = s->windows[bsize][i];
1051         } else {
1052             /* overlap */
1053             n = (block_len / 2) - (next_block_len / 2);
1054             for(i=0;i<n;i++)
1055                 *wptr++ = 1.0;
1056             for(i=0;i<next_block_len;i++)
1057                 *wptr++ = s->windows[s->frame_len_bits - s->next_block_len_bits][i];
1058             for(i=0;i<n;i++)
1059                 *wptr++ = 0.0;
1060         }
1061
1062         /* left part */
1063         wptr = window + block_len;
1064         if (block_len <= prev_block_len) {
1065             for(i=0;i<block_len;i++)
1066                 *--wptr = s->windows[bsize][i];
1067         } else {
1068             /* overlap */
1069             n = (block_len / 2) - (prev_block_len / 2);
1070             for(i=0;i<n;i++)
1071                 *--wptr = 1.0;
1072             for(i=0;i<prev_block_len;i++)
1073                 *--wptr = s->windows[s->frame_len_bits - s->prev_block_len_bits][i];
1074             for(i=0;i<n;i++)
1075                 *--wptr = 0.0;
1076         }
1077     }
1078
1079     
1080     for(ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
1081         if (s->channel_coded[ch]) {
1082             FFTSample output[BLOCK_MAX_SIZE * 2] __attribute__((aligned(16)));
1083             float *ptr;
1084             int i, n4, index, n;
1085
1086             n = s->block_len;
1087             n4 = s->block_len / 2;
1088             ff_imdct_calc(&s->mdct_ctx[bsize], 
1089                           output, s->coefs[ch], s->mdct_tmp);
1090
1091             /* XXX: optimize all that by build the window and
1092                multipying/adding at the same time */
1093             /* multiply by the window */
1094             for(i=0;i<n * 2;i++) {
1095                 output[i] *= window[i];
1096             }
1097
1098             /* add in the frame */
1099             index = (s->frame_len / 2) + s->block_pos - n4;
1100             ptr = &s->frame_out[ch][index];
1101             for(i=0;i<n * 2;i++) {
1102                 *ptr += output[i];
1103                 ptr++;
1104             }
1105
1106             /* specific fast case for ms-stereo : add to second
1107                channel if it is not coded */
1108             if (s->ms_stereo && !s->channel_coded[1]) {
1109                 ptr = &s->frame_out[1][index];
1110                 for(i=0;i<n * 2;i++) {
1111                     *ptr += output[i];
1112                     ptr++;
1113                 }
1114             }
1115         }
1116     }
1117  next:
1118     /* update block number */
1119     s->block_num++;
1120     s->block_pos += s->block_len;
1121     if (s->block_pos >= s->frame_len)
1122         return 1;
1123     else
1124         return 0;
1125 }
1126
1127 /* decode a frame of frame_len samples */
1128 static int wma_decode_frame(WMADecodeContext *s, int16_t *samples)
1129 {
1130     int ret, i, n, a, ch, incr;
1131     int16_t *ptr;
1132     float *iptr;
1133
1134 #ifdef TRACE
1135     tprintf("***decode_frame: %d size=%d\n", s->frame_count++, s->frame_len);
1136 #endif
1137
1138     /* read each block */
1139     s->block_num = 0;
1140     s->block_pos = 0;
1141     for(;;) {
1142         ret = wma_decode_block(s);
1143         if (ret < 0) 
1144             return -1;
1145         if (ret)
1146             break;
1147     }
1148
1149     /* convert frame to integer */
1150     n = s->frame_len;
1151     incr = s->nb_channels;
1152     for(ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
1153         ptr = samples + ch;
1154         iptr = s->frame_out[ch];
1155
1156         for(i=0;i<n;i++) {
1157             a = lrintf(*iptr++);
1158             if (a > 32767)
1159                 a = 32767;
1160             else if (a < -32768)
1161                 a = -32768;
1162             *ptr = a;
1163             ptr += incr;
1164         }
1165         /* prepare for next block */
1166         memmove(&s->frame_out[ch][0], &s->frame_out[ch][s->frame_len],
1167                 s->frame_len * sizeof(float));
1168         /* XXX: suppress this */
1169         memset(&s->frame_out[ch][s->frame_len], 0, 
1170                s->frame_len * sizeof(float));
1171     }
1172
1173 #ifdef TRACE
1174     dump_shorts("samples", samples, n * s->nb_channels);
1175 #endif
1176     return 0;
1177 }
1178
1179 static int wma_decode_superframe(AVCodecContext *avctx, 
1180                                  void *data, int *data_size,
1181                                  uint8_t *buf, int buf_size)
1182 {
1183     WMADecodeContext *s = avctx->priv_data;
1184     int nb_frames, bit_offset, i, pos, len;
1185     uint8_t *q;
1186     int16_t *samples;
1187     
1188     tprintf("***decode_superframe:\n");
1189
1190     samples = data;
1191
1192     init_get_bits(&s->gb, buf, buf_size*8);
1193     
1194     if (s->use_bit_reservoir) {
1195         /* read super frame header */
1196         get_bits(&s->gb, 4); /* super frame index */
1197         nb_frames = get_bits(&s->gb, 4) - 1;
1198
1199         bit_offset = get_bits(&s->gb, s->byte_offset_bits + 3);
1200
1201         if (s->last_superframe_len > 0) {
1202             //        printf("skip=%d\n", s->last_bitoffset);
1203             /* add bit_offset bits to last frame */
1204             if ((s->last_superframe_len + ((bit_offset + 7) >> 3)) > 
1205                 MAX_CODED_SUPERFRAME_SIZE)
1206                 goto fail;
1207             q = s->last_superframe + s->last_superframe_len;
1208             len = bit_offset;
1209             while (len > 0) {
1210                 *q++ = (get_bits)(&s->gb, 8);
1211                 len -= 8;
1212             }
1213             if (len > 0) {
1214                 *q++ = (get_bits)(&s->gb, len) << (8 - len);
1215             }
1216             
1217             /* XXX: bit_offset bits into last frame */
1218             init_get_bits(&s->gb, s->last_superframe, MAX_CODED_SUPERFRAME_SIZE*8);
1219             /* skip unused bits */
1220             if (s->last_bitoffset > 0)
1221                 skip_bits(&s->gb, s->last_bitoffset);
1222             /* this frame is stored in the last superframe and in the
1223                current one */
1224             if (wma_decode_frame(s, samples) < 0)
1225                 goto fail;
1226             samples += s->nb_channels * s->frame_len;
1227         }
1228
1229         /* read each frame starting from bit_offset */
1230         pos = bit_offset + 4 + 4 + s->byte_offset_bits + 3;
1231         init_get_bits(&s->gb, buf + (pos >> 3), (MAX_CODED_SUPERFRAME_SIZE - (pos >> 3))*8);
1232         len = pos & 7;
1233         if (len > 0)
1234             skip_bits(&s->gb, len);
1235     
1236         s->reset_block_lengths = 1;
1237         for(i=0;i<nb_frames;i++) {
1238             if (wma_decode_frame(s, samples) < 0)
1239                 goto fail;
1240             samples += s->nb_channels * s->frame_len;
1241         }
1242
1243         /* we copy the end of the frame in the last frame buffer */
1244         pos = get_bits_count(&s->gb) + ((bit_offset + 4 + 4 + s->byte_offset_bits + 3) & ~7);
1245         s->last_bitoffset = pos & 7;
1246         pos >>= 3;
1247         len = buf_size - pos;
1248         if (len > MAX_CODED_SUPERFRAME_SIZE || len < 0) {
1249             goto fail;
1250         }
1251         s->last_superframe_len = len;
1252         memcpy(s->last_superframe, buf + pos, len);
1253     } else {
1254         /* single frame decode */
1255         if (wma_decode_frame(s, samples) < 0)
1256             goto fail;
1257         samples += s->nb_channels * s->frame_len;
1258     }
1259     *data_size = (int8_t *)samples - (int8_t *)data;
1260     return s->block_align;
1261  fail:
1262     /* when error, we reset the bit reservoir */
1263     s->last_superframe_len = 0;
1264     return -1;
1265 }
1266
1267 static int wma_decode_end(AVCodecContext *avctx)
1268 {
1269     WMADecodeContext *s = avctx->priv_data;
1270     int i;
1271
1272     for(i = 0; i < s->nb_block_sizes; i++)
1273         ff_mdct_end(&s->mdct_ctx[i]);
1274     for(i = 0; i < s->nb_block_sizes; i++)
1275         av_free(s->windows[i]);
1276
1277     if (s->use_exp_vlc) {
1278         free_vlc(&s->exp_vlc);
1279     }
1280     if (s->use_noise_coding) {
1281         free_vlc(&s->hgain_vlc);
1282     }
1283     for(i = 0;i < 2; i++) {
1284         free_vlc(&s->coef_vlc[i]);
1285         av_free(s->run_table[i]);
1286         av_free(s->level_table[i]);
1287     }
1288     
1289     return 0;
1290 }
1291
1292 AVCodec wmav1_decoder =
1293 {
1294     "wmav1",
1295     CODEC_TYPE_AUDIO,
1296     CODEC_ID_WMAV1,
1297     sizeof(WMADecodeContext),
1298     wma_decode_init,
1299     NULL,
1300     wma_decode_end,
1301     wma_decode_superframe,
1302 };
1303
1304 AVCodec wmav2_decoder =
1305 {
1306     "wmav2",
1307     CODEC_TYPE_AUDIO,
1308     CODEC_ID_WMAV2,
1309     sizeof(WMADecodeContext),
1310     wma_decode_init,
1311     NULL,
1312     wma_decode_end,
1313     wma_decode_superframe,
1314 };