git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/adpcmenc.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2001-2003 The FFmpeg project
   3  *
   4  * first version by Francois Revol (revol@free.fr)
   5  * fringe ADPCM codecs (e.g., DK3, DK4, Westwood)
   6  *   by Mike Melanson (melanson@pcisys.net)
   7  *
   8  * This file is part of FFmpeg.
   9  *
  10  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  11  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  12  * License as published by the Free Software Foundation; either
  13  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  14  *
  15  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  18  * Lesser General Public License for more details.
  19  *
  20  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  21  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  22  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  23  */
  24
  25 #include "libavutil/opt.h"
  26
  27 #include "avcodec.h"
  28 #include "put_bits.h"
  29 #include "bytestream.h"
  30 #include "adpcm.h"
  31 #include "adpcm_data.h"
  32 #include "internal.h"
  33
  34 /**
  35  * @file
  36  * ADPCM encoders
  37  * See ADPCM decoder reference documents for codec information.
  38  */
  39
  40 typedef struct TrellisPath {
  41     int nibble;
  42     int prev;
  43 } TrellisPath;
  44
  45 typedef struct TrellisNode {
  46     uint32_t ssd;
  47     int path;
  48     int sample1;
  49     int sample2;
  50     int step;
  51 } TrellisNode;
  52
  53 typedef struct ADPCMEncodeContext {
  54     AVClass *class;
  55     int block_size;
  56
  57     ADPCMChannelStatus status[6];
  58     TrellisPath *paths;
  59     TrellisNode *node_buf;
  60     TrellisNode **nodep_buf;
  61     uint8_t *trellis_hash;
  62 } ADPCMEncodeContext;
  63
  64 #define FREEZE_INTERVAL 128
  65
  66 static av_cold int adpcm_encode_init(AVCodecContext *avctx)
  67 {
  68     ADPCMEncodeContext *s = avctx->priv_data;
  69     uint8_t *extradata;
  70     int i;
  71
  72     if (avctx->channels > 2) {
  73         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "only stereo or mono is supported\n");
  74         return AVERROR(EINVAL);
  75     }
  76
  77     if (s->block_size & (s->block_size - 1)) {
  78         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "block size must be power of 2\n");
  79         return AVERROR(EINVAL);
  80     }
  81
  82     if (avctx->trellis) {
  83         int frontier, max_paths;
  84
  85         if ((unsigned)avctx->trellis > 16U) {
  86             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid trellis size\n");
  87             return AVERROR(EINVAL);
  88         }
  89
  90         if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_ADPCM_IMA_SSI ||
  91             avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_ADPCM_IMA_APM ||
  92             avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_ADPCM_ARGO) {
  93             /*
  94              * The current trellis implementation doesn't work for extended
  95              * runs of samples without periodic resets. Disallow it.
  96              */
  97             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "trellis not supported\n");
  98             return AVERROR_PATCHWELCOME;
  99         }
 100
 101         frontier  = 1 << avctx->trellis;
 102         max_paths =  frontier * FREEZE_INTERVAL;
 103         if (!FF_ALLOC_TYPED_ARRAY(s->paths,        max_paths)    ||
 104             !FF_ALLOC_TYPED_ARRAY(s->node_buf,     2 * frontier) ||
 105             !FF_ALLOC_TYPED_ARRAY(s->nodep_buf,    2 * frontier) ||
 106             !FF_ALLOC_TYPED_ARRAY(s->trellis_hash, 65536))
 107             return AVERROR(ENOMEM);
 108     }
 109
 110     avctx->bits_per_coded_sample = av_get_bits_per_sample(avctx->codec->id);
 111
 112     switch (avctx->codec->id) {
 113     case AV_CODEC_ID_ADPCM_IMA_WAV:
 114         /* each 16 bits sample gives one nibble
 115            and we have 4 bytes per channel overhead */
 116         avctx->frame_size = (s->block_size - 4 * avctx->channels) * 8 /
 117                             (4 * avctx->channels) + 1;
 118         /* seems frame_size isn't taken into account...
 119            have to buffer the samples :-( */
 120         avctx->block_align = s->block_size;
 121         avctx->bits_per_coded_sample = 4;
 122         break;
 123     case AV_CODEC_ID_ADPCM_IMA_QT:
 124         avctx->frame_size  = 64;
 125         avctx->block_align = 34 * avctx->channels;
 126         break;
 127     case AV_CODEC_ID_ADPCM_MS:
 128         /* each 16 bits sample gives one nibble
 129            and we have 7 bytes per channel overhead */
 130         avctx->frame_size = (s->block_size - 7 * avctx->channels) * 2 / avctx->channels + 2;
 131         avctx->bits_per_coded_sample = 4;
 132         avctx->block_align     = s->block_size;
 133         if (!(avctx->extradata = av_malloc(32 + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE)))
 134             return AVERROR(ENOMEM);
 135         avctx->extradata_size = 32;
 136         extradata = avctx->extradata;
 137         bytestream_put_le16(&extradata, avctx->frame_size);
 138         bytestream_put_le16(&extradata, 7); /* wNumCoef */
 139         for (i = 0; i < 7; i++) {
 140             bytestream_put_le16(&extradata, ff_adpcm_AdaptCoeff1[i] * 4);
 141             bytestream_put_le16(&extradata, ff_adpcm_AdaptCoeff2[i] * 4);
 142         }
 143         break;
 144     case AV_CODEC_ID_ADPCM_YAMAHA:
 145         avctx->frame_size  = s->block_size * 2 / avctx->channels;
 146         avctx->block_align = s->block_size;
 147         break;
 148     case AV_CODEC_ID_ADPCM_SWF:
 149         if (avctx->sample_rate != 11025 &&
 150             avctx->sample_rate != 22050 &&
 151             avctx->sample_rate != 44100) {
 152             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Sample rate must be 11025, "
 153                    "22050 or 44100\n");
 154             return AVERROR(EINVAL);
 155         }
 156         avctx->frame_size  = (s->block_size / 2) * (avctx->sample_rate / 11025);
 157         avctx->block_align = (2 + avctx->channels * (22 + 4 * (avctx->frame_size - 1)) + 7) / 8;
 158         break;
 159     case AV_CODEC_ID_ADPCM_IMA_SSI:
 160         avctx->frame_size  = s->block_size * 2 / avctx->channels;
 161         avctx->block_align = s->block_size;
 162         break;
 163     case AV_CODEC_ID_ADPCM_IMA_APM:
 164         avctx->frame_size  = s->block_size * 2 / avctx->channels;
 165         avctx->block_align = s->block_size;
 166
 167         if (!(avctx->extradata = av_mallocz(28 + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE)))
 168             return AVERROR(ENOMEM);
 169         avctx->extradata_size = 28;
 170         break;
 171     case AV_CODEC_ID_ADPCM_ARGO:
 172         avctx->frame_size = 32;
 173         avctx->block_align = 17 * avctx->channels;
 174         break;
 175     default:
 176         return AVERROR(EINVAL);
 177     }
 178
 179     return 0;
 180 }
 181
 182 static av_cold int adpcm_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 183 {
 184     ADPCMEncodeContext *s = avctx->priv_data;
 185     av_freep(&s->paths);
 186     av_freep(&s->node_buf);
 187     av_freep(&s->nodep_buf);
 188     av_freep(&s->trellis_hash);
 189
 190     return 0;
 191 }
 192
 193
 194 static inline uint8_t adpcm_ima_compress_sample(ADPCMChannelStatus *c,
 195                                                 int16_t sample)
 196 {
 197     int delta  = sample - c->prev_sample;
 198     int nibble = FFMIN(7, abs(delta) * 4 /
 199                        ff_adpcm_step_table[c->step_index]) + (delta < 0) * 8;
 200     c->prev_sample += ((ff_adpcm_step_table[c->step_index] *
 201                         ff_adpcm_yamaha_difflookup[nibble]) / 8);
 202     c->prev_sample = av_clip_int16(c->prev_sample);
 203     c->step_index  = av_clip(c->step_index + ff_adpcm_index_table[nibble], 0, 88);
 204     return nibble;
 205 }
 206
 207 static inline uint8_t adpcm_ima_qt_compress_sample(ADPCMChannelStatus *c,
 208                                                    int16_t sample)
 209 {
 210     int delta  = sample - c->prev_sample;
 211     int diff, step = ff_adpcm_step_table[c->step_index];
 212     int nibble = 8*(delta < 0);
 213
 214     delta= abs(delta);
 215     diff = delta + (step >> 3);
 216
 217     if (delta >= step) {
 218         nibble |= 4;
 219         delta  -= step;
 220     }
 221     step >>= 1;
 222     if (delta >= step) {
 223         nibble |= 2;
 224         delta  -= step;
 225     }
 226     step >>= 1;
 227     if (delta >= step) {
 228         nibble |= 1;
 229         delta  -= step;
 230     }
 231     diff -= delta;
 232
 233     if (nibble & 8)
 234         c->prev_sample -= diff;
 235     else
 236         c->prev_sample += diff;
 237
 238     c->prev_sample = av_clip_int16(c->prev_sample);
 239     c->step_index  = av_clip(c->step_index + ff_adpcm_index_table[nibble], 0, 88);
 240
 241     return nibble;
 242 }
 243
 244 static inline uint8_t adpcm_ms_compress_sample(ADPCMChannelStatus *c,
 245                                                int16_t sample)
 246 {
 247     int predictor, nibble, bias;
 248
 249     predictor = (((c->sample1) * (c->coeff1)) +
 250                 (( c->sample2) * (c->coeff2))) / 64;
 251
 252     nibble = sample - predictor;
 253     if (nibble >= 0)
 254         bias =  c->idelta / 2;
 255     else
 256         bias = -c->idelta / 2;
 257
 258     nibble = (nibble + bias) / c->idelta;
 259     nibble = av_clip_intp2(nibble, 3) & 0x0F;
 260
 261     predictor += ((nibble & 0x08) ? (nibble - 0x10) : nibble) * c->idelta;
 262
 263     c->sample2 = c->sample1;
 264     c->sample1 = av_clip_int16(predictor);
 265
 266     c->idelta = (ff_adpcm_AdaptationTable[nibble] * c->idelta) >> 8;
 267     if (c->idelta < 16)
 268         c->idelta = 16;
 269
 270     return nibble;
 271 }
 272
 273 static inline uint8_t adpcm_yamaha_compress_sample(ADPCMChannelStatus *c,
 274                                                    int16_t sample)
 275 {
 276     int nibble, delta;
 277
 278     if (!c->step) {
 279         c->predictor = 0;
 280         c->step      = 127;
 281     }
 282
 283     delta = sample - c->predictor;
 284
 285     nibble = FFMIN(7, abs(delta) * 4 / c->step) + (delta < 0) * 8;
 286
 287     c->predictor += ((c->step * ff_adpcm_yamaha_difflookup[nibble]) / 8);
 288     c->predictor = av_clip_int16(c->predictor);
 289     c->step = (c->step * ff_adpcm_yamaha_indexscale[nibble]) >> 8;
 290     c->step = av_clip(c->step, 127, 24576);
 291
 292     return nibble;
 293 }
 294
 295 static void adpcm_compress_trellis(AVCodecContext *avctx,
 296                                    const int16_t *samples, uint8_t *dst,
 297                                    ADPCMChannelStatus *c, int n, int stride)
 298 {
 299     //FIXME 6% faster if frontier is a compile-time constant
 300     ADPCMEncodeContext *s = avctx->priv_data;
 301     const int frontier = 1 << avctx->trellis;
 302     const int version  = avctx->codec->id;
 303     TrellisPath *paths       = s->paths, *p;
 304     TrellisNode *node_buf    = s->node_buf;
 305     TrellisNode **nodep_buf  = s->nodep_buf;
 306     TrellisNode **nodes      = nodep_buf; // nodes[] is always sorted by .ssd
 307     TrellisNode **nodes_next = nodep_buf + frontier;
 308     int pathn = 0, froze = -1, i, j, k, generation = 0;
 309     uint8_t *hash = s->trellis_hash;
 310     memset(hash, 0xff, 65536 * sizeof(*hash));
 311
 312     memset(nodep_buf, 0, 2 * frontier * sizeof(*nodep_buf));
 313     nodes[0]          = node_buf + frontier;
 314     nodes[0]->ssd     = 0;
 315     nodes[0]->path    = 0;
 316     nodes[0]->step    = c->step_index;
 317     nodes[0]->sample1 = c->sample1;
 318     nodes[0]->sample2 = c->sample2;
 319     if (version == AV_CODEC_ID_ADPCM_IMA_WAV ||
 320         version == AV_CODEC_ID_ADPCM_IMA_QT  ||
 321         version == AV_CODEC_ID_ADPCM_SWF)
 322         nodes[0]->sample1 = c->prev_sample;
 323     if (version == AV_CODEC_ID_ADPCM_MS)
 324         nodes[0]->step = c->idelta;
 325     if (version == AV_CODEC_ID_ADPCM_YAMAHA) {
 326         if (c->step == 0) {
 327             nodes[0]->step    = 127;
 328             nodes[0]->sample1 = 0;
 329         } else {
 330             nodes[0]->step    = c->step;
 331             nodes[0]->sample1 = c->predictor;
 332         }
 333     }
 334
 335     for (i = 0; i < n; i++) {
 336         TrellisNode *t = node_buf + frontier*(i&1);
 337         TrellisNode **u;
 338         int sample   = samples[i * stride];
 339         int heap_pos = 0;
 340         memset(nodes_next, 0, frontier * sizeof(TrellisNode*));
 341         for (j = 0; j < frontier && nodes[j]; j++) {
 342             // higher j have higher ssd already, so they're likely
 343             // to yield a suboptimal next sample too
 344             const int range = (j < frontier / 2) ? 1 : 0;
 345             const int step  = nodes[j]->step;
 346             int nidx;
 347             if (version == AV_CODEC_ID_ADPCM_MS) {
 348                 const int predictor = ((nodes[j]->sample1 * c->coeff1) +
 349                                        (nodes[j]->sample2 * c->coeff2)) / 64;
 350                 const int div  = (sample - predictor) / step;
 351                 const int nmin = av_clip(div-range, -8, 6);
 352                 const int nmax = av_clip(div+range, -7, 7);
 353                 for (nidx = nmin; nidx <= nmax; nidx++) {
 354                     const int nibble = nidx & 0xf;
 355                     int dec_sample   = predictor + nidx * step;
 356 #define STORE_NODE(NAME, STEP_INDEX)\
 357                     int d;\
 358                     uint32_t ssd;\
 359                     int pos;\
 360                     TrellisNode *u;\
 361                     uint8_t *h;\
 362                     dec_sample = av_clip_int16(dec_sample);\
 363                     d = sample - dec_sample;\
 364                     ssd = nodes[j]->ssd + d*(unsigned)d;\
 365                     /* Check for wraparound, skip such samples completely. \
 366                      * Note, changing ssd to a 64 bit variable would be \
 367                      * simpler, avoiding this check, but it's slower on \
 368                      * x86 32 bit at the moment. */\
 369                     if (ssd < nodes[j]->ssd)\
 370                         goto next_##NAME;\
 371                     /* Collapse any two states with the same previous sample value. \
 372                      * One could also distinguish states by step and by 2nd to last
 373                      * sample, but the effects of that are negligible.
 374                      * Since nodes in the previous generation are iterated
 375                      * through a heap, they're roughly ordered from better to
 376                      * worse, but not strictly ordered. Therefore, an earlier
 377                      * node with the same sample value is better in most cases
 378                      * (and thus the current is skipped), but not strictly
 379                      * in all cases. Only skipping samples where ssd >=
 380                      * ssd of the earlier node with the same sample gives
 381                      * slightly worse quality, though, for some reason. */ \
 382                     h = &hash[(uint16_t) dec_sample];\
 383                     if (*h == generation)\
 384                         goto next_##NAME;\
 385                     if (heap_pos < frontier) {\
 386                         pos = heap_pos++;\
 387                     } else {\
 388                         /* Try to replace one of the leaf nodes with the new \
 389                          * one, but try a different slot each time. */\
 390                         pos = (frontier >> 1) +\
 391                               (heap_pos & ((frontier >> 1) - 1));\
 392                         if (ssd > nodes_next[pos]->ssd)\
 393                             goto next_##NAME;\
 394                         heap_pos++;\
 395                     }\
 396                     *h = generation;\
 397                     u  = nodes_next[pos];\
 398                     if (!u) {\
 399                         av_assert1(pathn < FREEZE_INTERVAL << avctx->trellis);\
 400                         u = t++;\
 401                         nodes_next[pos] = u;\
 402                         u->path = pathn++;\
 403                     }\
 404                     u->ssd  = ssd;\
 405                     u->step = STEP_INDEX;\
 406                     u->sample2 = nodes[j]->sample1;\
 407                     u->sample1 = dec_sample;\
 408                     paths[u->path].nibble = nibble;\
 409                     paths[u->path].prev   = nodes[j]->path;\
 410                     /* Sift the newly inserted node up in the heap to \
 411                      * restore the heap property. */\
 412                     while (pos > 0) {\
 413                         int parent = (pos - 1) >> 1;\
 414                         if (nodes_next[parent]->ssd <= ssd)\
 415                             break;\
 416                         FFSWAP(TrellisNode*, nodes_next[parent], nodes_next[pos]);\
 417                         pos = parent;\
 418                     }\
 419                     next_##NAME:;
 420                     STORE_NODE(ms, FFMAX(16,
 421                                (ff_adpcm_AdaptationTable[nibble] * step) >> 8));
 422                 }
 423             } else if (version == AV_CODEC_ID_ADPCM_IMA_WAV ||
 424                        version == AV_CODEC_ID_ADPCM_IMA_QT  ||
 425                        version == AV_CODEC_ID_ADPCM_SWF) {
 426 #define LOOP_NODES(NAME, STEP_TABLE, STEP_INDEX)\
 427                 const int predictor = nodes[j]->sample1;\
 428                 const int div = (sample - predictor) * 4 / STEP_TABLE;\
 429                 int nmin = av_clip(div - range, -7, 6);\
 430                 int nmax = av_clip(div + range, -6, 7);\
 431                 if (nmin <= 0)\
 432                     nmin--; /* distinguish -0 from +0 */\
 433                 if (nmax < 0)\
 434                     nmax--;\
 435                 for (nidx = nmin; nidx <= nmax; nidx++) {\
 436                     const int nibble = nidx < 0 ? 7 - nidx : nidx;\
 437                     int dec_sample = predictor +\
 438                                     (STEP_TABLE *\
 439                                      ff_adpcm_yamaha_difflookup[nibble]) / 8;\
 440                     STORE_NODE(NAME, STEP_INDEX);\
 441                 }
 442                 LOOP_NODES(ima, ff_adpcm_step_table[step],
 443                            av_clip(step + ff_adpcm_index_table[nibble], 0, 88));
 444             } else { //AV_CODEC_ID_ADPCM_YAMAHA
 445                 LOOP_NODES(yamaha, step,
 446                            av_clip((step * ff_adpcm_yamaha_indexscale[nibble]) >> 8,
 447                                    127, 24576));
 448 #undef LOOP_NODES
 449 #undef STORE_NODE
 450             }
 451         }
 452
 453         u = nodes;
 454         nodes = nodes_next;
 455         nodes_next = u;
 456
 457         generation++;
 458         if (generation == 255) {
 459             memset(hash, 0xff, 65536 * sizeof(*hash));
 460             generation = 0;
 461         }
 462
 463         // prevent overflow
 464         if (nodes[0]->ssd > (1 << 28)) {
 465             for (j = 1; j < frontier && nodes[j]; j++)
 466                 nodes[j]->ssd -= nodes[0]->ssd;
 467             nodes[0]->ssd = 0;
 468         }
 469
 470         // merge old paths to save memory
 471         if (i == froze + FREEZE_INTERVAL) {
 472             p = &paths[nodes[0]->path];
 473             for (k = i; k > froze; k--) {
 474                 dst[k] = p->nibble;
 475                 p = &paths[p->prev];
 476             }
 477             froze = i;
 478             pathn = 0;
 479             // other nodes might use paths that don't coincide with the frozen one.
 480             // checking which nodes do so is too slow, so just kill them all.
 481             // this also slightly improves quality, but I don't know why.
 482             memset(nodes + 1, 0, (frontier - 1) * sizeof(TrellisNode*));
 483         }
 484     }
 485
 486     p = &paths[nodes[0]->path];
 487     for (i = n - 1; i > froze; i--) {
 488         dst[i] = p->nibble;
 489         p = &paths[p->prev];
 490     }
 491
 492     c->predictor  = nodes[0]->sample1;
 493     c->sample1    = nodes[0]->sample1;
 494     c->sample2    = nodes[0]->sample2;
 495     c->step_index = nodes[0]->step;
 496     c->step       = nodes[0]->step;
 497     c->idelta     = nodes[0]->step;
 498 }
 499
 500 static inline int adpcm_argo_compress_nibble(const ADPCMChannelStatus *cs, int16_t s,
 501                                              int shift, int flag)
 502 {
 503     int nibble;
 504
 505     if (flag)
 506         nibble = 4 * s - 8 * cs->sample1 + 4 * cs->sample2;
 507     else
 508         nibble = 4 * s - 4 * cs->sample1;
 509
 510     return (nibble >> shift) & 0x0F;
 511 }
 512
 513 static int64_t adpcm_argo_compress_block(ADPCMChannelStatus *cs, PutBitContext *pb,
 514                                          const int16_t *samples, int nsamples,
 515                                          int shift, int flag)
 516 {
 517     int64_t error = 0;
 518
 519     if (pb) {
 520         put_bits(pb, 4, shift - 2);
 521         put_bits(pb, 1, 0);
 522         put_bits(pb, 1, !!flag);
 523         put_bits(pb, 2, 0);
 524     }
 525
 526     for (int n = 0; n < nsamples; n++) {
 527         /* Compress the nibble, then expand it to see how much precision we've lost. */
 528         int nibble = adpcm_argo_compress_nibble(cs, samples[n], shift, flag);
 529         int16_t sample = ff_adpcm_argo_expand_nibble(cs, nibble, shift, flag);
 530
 531         error += abs(samples[n] - sample);
 532
 533         if (pb)
 534             put_bits(pb, 4, nibble);
 535     }
 536
 537     return error;
 538 }
 539
 540 static int adpcm_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
 541                               const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
 542 {
 543     int n, i, ch, st, pkt_size, ret;
 544     const int16_t *samples;
 545     int16_t **samples_p;
 546     uint8_t *dst;
 547     ADPCMEncodeContext *c = avctx->priv_data;
 548     uint8_t *buf;
 549
 550     samples = (const int16_t *)frame->data[0];
 551     samples_p = (int16_t **)frame->extended_data;
 552     st = avctx->channels == 2;
 553
 554     if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_ADPCM_IMA_SSI ||
 555         avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_ADPCM_IMA_APM)
 556         pkt_size = (frame->nb_samples * avctx->channels) / 2;
 557     else
 558         pkt_size = avctx->block_align;
 559     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, avpkt, pkt_size, 0)) < 0)
 560         return ret;
 561     dst = avpkt->data;
 562
 563     switch(avctx->codec->id) {
 564     case AV_CODEC_ID_ADPCM_IMA_WAV:
 565     {
 566         int blocks, j;
 567
 568         blocks = (frame->nb_samples - 1) / 8;
 569
 570         for (ch = 0; ch < avctx->channels; ch++) {
 571             ADPCMChannelStatus *status = &c->status[ch];
 572             status->prev_sample = samples_p[ch][0];
 573             /* status->step_index = 0;
 574                XXX: not sure how to init the state machine */
 575             bytestream_put_le16(&dst, status->prev_sample);
 576             *dst++ = status->step_index;
 577             *dst++ = 0; /* unknown */
 578         }
 579
 580         /* stereo: 4 bytes (8 samples) for left, 4 bytes for right */
 581         if (avctx->trellis > 0) {
 582             if (!FF_ALLOC_TYPED_ARRAY(buf, avctx->channels * blocks * 8))
 583                 return AVERROR(ENOMEM);
 584             for (ch = 0; ch < avctx->channels; ch++) {
 585                 adpcm_compress_trellis(avctx, &samples_p[ch][1],
 586                                        buf + ch * blocks * 8, &c->status[ch],
 587                                        blocks * 8, 1);
 588             }
 589             for (i = 0; i < blocks; i++) {
 590                 for (ch = 0; ch < avctx->channels; ch++) {
 591                     uint8_t *buf1 = buf + ch * blocks * 8 + i * 8;
 592                     for (j = 0; j < 8; j += 2)
 593                         *dst++ = buf1[j] | (buf1[j + 1] << 4);
 594                 }
 595             }
 596             av_free(buf);
 597         } else {
 598             for (i = 0; i < blocks; i++) {
 599                 for (ch = 0; ch < avctx->channels; ch++) {
 600                     ADPCMChannelStatus *status = &c->status[ch];
 601                     const int16_t *smp = &samples_p[ch][1 + i * 8];
 602                     for (j = 0; j < 8; j += 2) {
 603                         uint8_t v = adpcm_ima_compress_sample(status, smp[j    ]);
 604                         v        |= adpcm_ima_compress_sample(status, smp[j + 1]) << 4;
 605                         *dst++ = v;
 606                     }
 607                 }
 608             }
 609         }
 610         break;
 611     }
 612     case AV_CODEC_ID_ADPCM_IMA_QT:
 613     {
 614         PutBitContext pb;
 615         init_put_bits(&pb, dst, pkt_size);
 616
 617         for (ch = 0; ch < avctx->channels; ch++) {
 618             ADPCMChannelStatus *status = &c->status[ch];
 619             put_bits(&pb, 9, (status->prev_sample & 0xFFFF) >> 7);
 620             put_bits(&pb, 7,  status->step_index);
 621             if (avctx->trellis > 0) {
 622                 uint8_t buf[64];
 623                 adpcm_compress_trellis(avctx, &samples_p[ch][0], buf, status,
 624                                        64, 1);
 625                 for (i = 0; i < 64; i++)
 626                     put_bits(&pb, 4, buf[i ^ 1]);
 627                 status->prev_sample = status->predictor;
 628             } else {
 629                 for (i = 0; i < 64; i += 2) {
 630                     int t1, t2;
 631                     t1 = adpcm_ima_qt_compress_sample(status, samples_p[ch][i    ]);
 632                     t2 = adpcm_ima_qt_compress_sample(status, samples_p[ch][i + 1]);
 633                     put_bits(&pb, 4, t2);
 634                     put_bits(&pb, 4, t1);
 635                 }
 636             }
 637         }
 638
 639         flush_put_bits(&pb);
 640         break;
 641     }
 642     case AV_CODEC_ID_ADPCM_IMA_SSI:
 643     {
 644         PutBitContext pb;
 645         init_put_bits(&pb, dst, pkt_size);
 646
 647         av_assert0(avctx->trellis == 0);
 648
 649         for (i = 0; i < frame->nb_samples; i++) {
 650             for (ch = 0; ch < avctx->channels; ch++) {
 651                 put_bits(&pb, 4, adpcm_ima_qt_compress_sample(c->status + ch, *samples++));
 652             }
 653         }
 654
 655         flush_put_bits(&pb);
 656         break;
 657     }
 658     case AV_CODEC_ID_ADPCM_SWF:
 659     {
 660         PutBitContext pb;
 661         init_put_bits(&pb, dst, pkt_size);
 662
 663         n = frame->nb_samples - 1;
 664
 665         // store AdpcmCodeSize
 666         put_bits(&pb, 2, 2);    // set 4-bit flash adpcm format
 667
 668         // init the encoder state
 669         for (i = 0; i < avctx->channels; i++) {
 670             // clip step so it fits 6 bits
 671             c->status[i].step_index = av_clip_uintp2(c->status[i].step_index, 6);
 672             put_sbits(&pb, 16, samples[i]);
 673             put_bits(&pb, 6, c->status[i].step_index);
 674             c->status[i].prev_sample = samples[i];
 675         }
 676
 677         if (avctx->trellis > 0) {
 678             if (!(buf = av_malloc(2 * n)))
 679                 return AVERROR(ENOMEM);
 680             adpcm_compress_trellis(avctx, samples + avctx->channels, buf,
 681                                    &c->status[0], n, avctx->channels);
 682             if (avctx->channels == 2)
 683                 adpcm_compress_trellis(avctx, samples + avctx->channels + 1,
 684                                        buf + n, &c->status[1], n,
 685                                        avctx->channels);
 686             for (i = 0; i < n; i++) {
 687                 put_bits(&pb, 4, buf[i]);
 688                 if (avctx->channels == 2)
 689                     put_bits(&pb, 4, buf[n + i]);
 690             }
 691             av_free(buf);
 692         } else {
 693             for (i = 1; i < frame->nb_samples; i++) {
 694                 put_bits(&pb, 4, adpcm_ima_compress_sample(&c->status[0],
 695                          samples[avctx->channels * i]));
 696                 if (avctx->channels == 2)
 697                     put_bits(&pb, 4, adpcm_ima_compress_sample(&c->status[1],
 698                              samples[2 * i + 1]));
 699             }
 700         }
 701         flush_put_bits(&pb);
 702         break;
 703     }
 704     case AV_CODEC_ID_ADPCM_MS:
 705         for (i = 0; i < avctx->channels; i++) {
 706             int predictor = 0;
 707             *dst++ = predictor;
 708             c->status[i].coeff1 = ff_adpcm_AdaptCoeff1[predictor];
 709             c->status[i].coeff2 = ff_adpcm_AdaptCoeff2[predictor];
 710         }
 711         for (i = 0; i < avctx->channels; i++) {
 712             if (c->status[i].idelta < 16)
 713                 c->status[i].idelta = 16;
 714             bytestream_put_le16(&dst, c->status[i].idelta);
 715         }
 716         for (i = 0; i < avctx->channels; i++)
 717             c->status[i].sample2= *samples++;
 718         for (i = 0; i < avctx->channels; i++) {
 719             c->status[i].sample1 = *samples++;
 720             bytestream_put_le16(&dst, c->status[i].sample1);
 721         }
 722         for (i = 0; i < avctx->channels; i++)
 723             bytestream_put_le16(&dst, c->status[i].sample2);
 724
 725         if (avctx->trellis > 0) {
 726             n = avctx->block_align - 7 * avctx->channels;
 727             if (!(buf = av_malloc(2 * n)))
 728                 return AVERROR(ENOMEM);
 729             if (avctx->channels == 1) {
 730                 adpcm_compress_trellis(avctx, samples, buf, &c->status[0], n,
 731                                        avctx->channels);
 732                 for (i = 0; i < n; i += 2)
 733                     *dst++ = (buf[i] << 4) | buf[i + 1];
 734             } else {
 735                 adpcm_compress_trellis(avctx, samples,     buf,
 736                                        &c->status[0], n, avctx->channels);
 737                 adpcm_compress_trellis(avctx, samples + 1, buf + n,
 738                                        &c->status[1], n, avctx->channels);
 739                 for (i = 0; i < n; i++)
 740                     *dst++ = (buf[i] << 4) | buf[n + i];
 741             }
 742             av_free(buf);
 743         } else {
 744             for (i = 7 * avctx->channels; i < avctx->block_align; i++) {
 745                 int nibble;
 746                 nibble  = adpcm_ms_compress_sample(&c->status[ 0], *samples++) << 4;
 747                 nibble |= adpcm_ms_compress_sample(&c->status[st], *samples++);
 748                 *dst++  = nibble;
 749             }
 750         }
 751         break;
 752     case AV_CODEC_ID_ADPCM_YAMAHA:
 753         n = frame->nb_samples / 2;
 754         if (avctx->trellis > 0) {
 755             if (!(buf = av_malloc(2 * n * 2)))
 756                 return AVERROR(ENOMEM);
 757             n *= 2;
 758             if (avctx->channels == 1) {
 759                 adpcm_compress_trellis(avctx, samples, buf, &c->status[0], n,
 760                                        avctx->channels);
 761                 for (i = 0; i < n; i += 2)
 762                     *dst++ = buf[i] | (buf[i + 1] << 4);
 763             } else {
 764                 adpcm_compress_trellis(avctx, samples,     buf,
 765                                        &c->status[0], n, avctx->channels);
 766                 adpcm_compress_trellis(avctx, samples + 1, buf + n,
 767                                        &c->status[1], n, avctx->channels);
 768                 for (i = 0; i < n; i++)
 769                     *dst++ = buf[i] | (buf[n + i] << 4);
 770             }
 771             av_free(buf);
 772         } else
 773             for (n *= avctx->channels; n > 0; n--) {
 774                 int nibble;
 775                 nibble  = adpcm_yamaha_compress_sample(&c->status[ 0], *samples++);
 776                 nibble |= adpcm_yamaha_compress_sample(&c->status[st], *samples++) << 4;
 777                 *dst++  = nibble;
 778             }
 779         break;
 780     case AV_CODEC_ID_ADPCM_IMA_APM:
 781     {
 782         PutBitContext pb;
 783         init_put_bits(&pb, dst, pkt_size);
 784
 785         av_assert0(avctx->trellis == 0);
 786
 787         for (n = frame->nb_samples / 2; n > 0; n--) {
 788             for (ch = 0; ch < avctx->channels; ch++) {
 789                 put_bits(&pb, 4, adpcm_ima_qt_compress_sample(c->status + ch, *samples++));
 790                 put_bits(&pb, 4, adpcm_ima_qt_compress_sample(c->status + ch, samples[st]));
 791             }
 792             samples += avctx->channels;
 793         }
 794
 795         flush_put_bits(&pb);
 796         break;
 797     }
 798     case AV_CODEC_ID_ADPCM_ARGO:
 799     {
 800         PutBitContext pb;
 801         init_put_bits(&pb, dst, pkt_size);
 802
 803         av_assert0(frame->nb_samples == 32);
 804
 805         for (ch = 0; ch < avctx->channels; ch++) {
 806             int64_t error  = INT64_MAX, tmperr = INT64_MAX;
 807             int     shift  = 2, flag = 0;
 808             int     saved1 = c->status[ch].sample1;
 809             int     saved2 = c->status[ch].sample2;
 810
 811             /* Find the optimal coefficients, bail early if we find a perfect result. */
 812             for (int s = 2; s < 18 && tmperr != 0; s++) {
 813                 for (int f = 0; f < 2 && tmperr != 0; f++) {
 814                     c->status[ch].sample1 = saved1;
 815                     c->status[ch].sample2 = saved2;
 816                     tmperr = adpcm_argo_compress_block(c->status + ch, NULL, samples_p[ch],
 817                                                        frame->nb_samples, s, f);
 818                     if (tmperr < error) {
 819                         shift = s;
 820                         flag  = f;
 821                         error = tmperr;
 822                     }
 823                 }
 824             }
 825
 826             /* Now actually do the encode. */
 827             c->status[ch].sample1 = saved1;
 828             c->status[ch].sample2 = saved2;
 829             adpcm_argo_compress_block(c->status + ch, &pb, samples_p[ch],
 830                                       frame->nb_samples, shift, flag);
 831         }
 832
 833         flush_put_bits(&pb);
 834         break;
 835     }
 836     default:
 837         return AVERROR(EINVAL);
 838     }
 839
 840     avpkt->size = pkt_size;
 841     *got_packet_ptr = 1;
 842     return 0;
 843 }
 844
 845 static const enum AVSampleFormat sample_fmts[] = {
 846     AV_SAMPLE_FMT_S16, AV_SAMPLE_FMT_NONE
 847 };
 848
 849 static const enum AVSampleFormat sample_fmts_p[] = {
 850     AV_SAMPLE_FMT_S16P, AV_SAMPLE_FMT_NONE
 851 };
 852
 853 static const AVOption options[] = {
 854     {
 855         .name        = "block_size",
 856         .help        = "set the block size",
 857         .offset      = offsetof(ADPCMEncodeContext, block_size),
 858         .type        = AV_OPT_TYPE_INT,
 859         .default_val = {.i64 = 1024},
 860         .min         = 32,
 861         .max         = 8192, /* Is this a reasonable upper limit? */
 862         .flags       = AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM
 863     },
 864     { NULL }
 865 };
 866
 867 static const AVClass adpcm_encoder_class = {
 868     .class_name = "ADPCM Encoder",
 869     .item_name  = av_default_item_name,
 870     .option     = options,
 871     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 872 };
 873
 874 #define ADPCM_ENCODER(id_, name_, sample_fmts_, capabilities_, long_name_) \
 875 AVCodec ff_ ## name_ ## _encoder = {                                       \
 876     .name           = #name_,                                              \
 877     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL(long_name_),                    \
 878     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,                                  \
 879     .id             = id_,                                                 \
 880     .priv_data_size = sizeof(ADPCMEncodeContext),                          \
 881     .init           = adpcm_encode_init,                                   \
 882     .encode2        = adpcm_encode_frame,                                  \
 883     .close          = adpcm_encode_close,                                  \
 884     .sample_fmts    = sample_fmts_,                                        \
 885     .capabilities   = capabilities_,                                       \
 886     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,                           \
 887     .priv_class     = &adpcm_encoder_class,                                \
 888 }
 889
 890 ADPCM_ENCODER(AV_CODEC_ID_ADPCM_ARGO,    adpcm_argo,    sample_fmts_p, 0,                             "ADPCM Argonaut Games");
 891 ADPCM_ENCODER(AV_CODEC_ID_ADPCM_IMA_APM, adpcm_ima_apm, sample_fmts,   AV_CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME, "ADPCM IMA Ubisoft APM");
 892 ADPCM_ENCODER(AV_CODEC_ID_ADPCM_IMA_QT,  adpcm_ima_qt,  sample_fmts_p, 0,                             "ADPCM IMA QuickTime");
 893 ADPCM_ENCODER(AV_CODEC_ID_ADPCM_IMA_SSI, adpcm_ima_ssi, sample_fmts,   AV_CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME, "ADPCM IMA Simon & Schuster Interactive");
 894 ADPCM_ENCODER(AV_CODEC_ID_ADPCM_IMA_WAV, adpcm_ima_wav, sample_fmts_p, 0,                             "ADPCM IMA WAV");
 895 ADPCM_ENCODER(AV_CODEC_ID_ADPCM_MS,      adpcm_ms,      sample_fmts,   0,                             "ADPCM Microsoft");
 896 ADPCM_ENCODER(AV_CODEC_ID_ADPCM_SWF,     adpcm_swf,     sample_fmts,   0,                             "ADPCM Shockwave Flash");
 897 ADPCM_ENCODER(AV_CODEC_ID_ADPCM_YAMAHA,  adpcm_yamaha,  sample_fmts,   0,                             "ADPCM Yamaha");