]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/ac3enc.c
2bfb44ecce8abe15573bff27b52fb83501b03c2c
[ffmpeg] / libavcodec / ac3enc.c
1 /*
2  * The simplest AC-3 encoder
3  * Copyright (c) 2000 Fabrice Bellard
4  * Copyright (c) 2006-2010 Justin Ruggles <justin.ruggles@gmail.com>
5  * Copyright (c) 2006-2010 Prakash Punnoor <prakash@punnoor.de>
6  *
7  * This file is part of FFmpeg.
8  *
9  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
11  * License as published by the Free Software Foundation; either
12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
13  *
14  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
17  * Lesser General Public License for more details.
18  *
19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
20  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
22  */
23
24 /**
25  * @file
26  * The simplest AC-3 encoder.
27  */
28
29 //#define DEBUG
30
31 #include "libavcore/audioconvert.h"
32 #include "libavutil/crc.h"
33 #include "avcodec.h"
34 #include "put_bits.h"
35 #include "dsputil.h"
36 #include "ac3.h"
37 #include "audioconvert.h"
38
39
40 #define MDCT_NBITS 9
41 #define MDCT_SAMPLES (1 << MDCT_NBITS)
42
43 /** Maximum number of exponent groups. +1 for separate DC exponent. */
44 #define AC3_MAX_EXP_GROUPS 85
45
46 /** Scale a float value by 2^bits and convert to an integer. */
47 #define SCALE_FLOAT(a, bits) lrintf((a) * (float)(1 << (bits)))
48
49 /** Scale a float value by 2^15, convert to an integer, and clip to int16_t range. */
50 #define FIX15(a) av_clip_int16(SCALE_FLOAT(a, 15))
51
52
53 /**
54  * Compex number.
55  * Used in fixed-point MDCT calculation.
56  */
57 typedef struct IComplex {
58     int16_t re,im;
59 } IComplex;
60
61 typedef struct AC3MDCTContext {
62     AVCodecContext *avctx;                  ///< parent context for av_log()
63     int16_t *rot_tmp;                       ///< temp buffer for pre-rotated samples
64     IComplex *cplx_tmp;                     ///< temp buffer for complex pre-rotated samples
65 } AC3MDCTContext;
66
67 /**
68  * Data for a single audio block.
69  */
70 typedef struct AC3Block {
71     uint8_t  **bap;                             ///< bit allocation pointers (bap)
72     int32_t  **mdct_coef;                       ///< MDCT coefficients
73     uint8_t  **exp;                             ///< original exponents
74     uint8_t  **grouped_exp;                     ///< grouped exponents
75     int16_t  **psd;                             ///< psd per frequency bin
76     int16_t  **band_psd;                        ///< psd per critical band
77     int16_t  **mask;                            ///< masking curve
78     uint16_t **qmant;                           ///< quantized mantissas
79     uint8_t  exp_strategy[AC3_MAX_CHANNELS];    ///< exponent strategies
80     int8_t   exp_shift[AC3_MAX_CHANNELS];       ///< exponent shift values
81 } AC3Block;
82
83 /**
84  * AC-3 encoder private context.
85  */
86 typedef struct AC3EncodeContext {
87     PutBitContext pb;                       ///< bitstream writer context
88     DSPContext dsp;
89     AC3MDCTContext mdct;                    ///< MDCT context
90
91     AC3Block blocks[AC3_MAX_BLOCKS];        ///< per-block info
92
93     int bitstream_id;                       ///< bitstream id                           (bsid)
94     int bitstream_mode;                     ///< bitstream mode                         (bsmod)
95
96     int bit_rate;                           ///< target bit rate, in bits-per-second
97     int sample_rate;                        ///< sampling frequency, in Hz
98
99     int frame_size_min;                     ///< minimum frame size in case rounding is necessary
100     int frame_size;                         ///< current frame size in bytes
101     int frame_size_code;                    ///< frame size code                        (frmsizecod)
102     int bits_written;                       ///< bit count    (used to avg. bitrate)
103     int samples_written;                    ///< sample count (used to avg. bitrate)
104
105     int fbw_channels;                       ///< number of full-bandwidth channels      (nfchans)
106     int channels;                           ///< total number of channels               (nchans)
107     int lfe_on;                             ///< indicates if there is an LFE channel   (lfeon)
108     int lfe_channel;                        ///< channel index of the LFE channel
109     int channel_mode;                       ///< channel mode                           (acmod)
110     const uint8_t *channel_map;             ///< channel map used to reorder channels
111
112     int bandwidth_code[AC3_MAX_CHANNELS];   ///< bandwidth code (0 to 60)               (chbwcod)
113     int nb_coefs[AC3_MAX_CHANNELS];
114
115     /* bitrate allocation control */
116     int slow_gain_code;                     ///< slow gain code                         (sgaincod)
117     int slow_decay_code;                    ///< slow decay code                        (sdcycod)
118     int fast_decay_code;                    ///< fast decay code                        (fdcycod)
119     int db_per_bit_code;                    ///< dB/bit code                            (dbpbcod)
120     int floor_code;                         ///< floor code                             (floorcod)
121     AC3BitAllocParameters bit_alloc;        ///< bit allocation parameters
122     int coarse_snr_offset;                  ///< coarse SNR offsets                     (csnroffst)
123     int fast_gain_code[AC3_MAX_CHANNELS];   ///< fast gain codes (signal-to-mask ratio) (fgaincod)
124     int fine_snr_offset[AC3_MAX_CHANNELS];  ///< fine SNR offsets                       (fsnroffst)
125     int frame_bits_fixed;                   ///< number of non-coefficient bits for fixed parameters
126     int frame_bits;                         ///< all frame bits except exponents and mantissas
127     int exponent_bits;                      ///< number of bits used for exponents
128
129     /* mantissa encoding */
130     int mant1_cnt, mant2_cnt, mant4_cnt;    ///< mantissa counts for bap=1,2,4
131     uint16_t *qmant1_ptr, *qmant2_ptr, *qmant4_ptr; ///< mantissa pointers for bap=1,2,4
132
133     int16_t **planar_samples;
134     uint8_t *bap_buffer;
135     uint8_t *bap1_buffer;
136     int32_t *mdct_coef_buffer;
137     uint8_t *exp_buffer;
138     uint8_t *grouped_exp_buffer;
139     int16_t *psd_buffer;
140     int16_t *band_psd_buffer;
141     int16_t *mask_buffer;
142     uint16_t *qmant_buffer;
143
144     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, windowed_samples)[AC3_WINDOW_SIZE];
145 } AC3EncodeContext;
146
147
148 /** MDCT and FFT tables */
149 static int16_t costab[64];
150 static int16_t sintab[64];
151 static int16_t xcos1[128];
152 static int16_t xsin1[128];
153
154 /**
155  * LUT for number of exponent groups.
156  * exponent_group_tab[exponent strategy-1][number of coefficients]
157  */
158 uint8_t exponent_group_tab[3][256];
159
160
161 /**
162  * Adjust the frame size to make the average bit rate match the target bit rate.
163  * This is only needed for 11025, 22050, and 44100 sample rates.
164  */
165 static void adjust_frame_size(AC3EncodeContext *s)
166 {
167     while (s->bits_written >= s->bit_rate && s->samples_written >= s->sample_rate) {
168         s->bits_written    -= s->bit_rate;
169         s->samples_written -= s->sample_rate;
170     }
171     s->frame_size = s->frame_size_min +
172                     2 * (s->bits_written * s->sample_rate < s->samples_written * s->bit_rate);
173     s->bits_written    += s->frame_size * 8;
174     s->samples_written += AC3_FRAME_SIZE;
175 }
176
177
178 /**
179  * Deinterleave input samples.
180  * Channels are reordered from FFmpeg's default order to AC-3 order.
181  */
182 static void deinterleave_input_samples(AC3EncodeContext *s,
183                                        const int16_t *samples)
184 {
185     int ch, i;
186
187     /* deinterleave and remap input samples */
188     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
189         const int16_t *sptr;
190         int sinc;
191
192         /* copy last 256 samples of previous frame to the start of the current frame */
193         memcpy(&s->planar_samples[ch][0], &s->planar_samples[ch][AC3_FRAME_SIZE],
194                AC3_BLOCK_SIZE * sizeof(s->planar_samples[0][0]));
195
196         /* deinterleave */
197         sinc = s->channels;
198         sptr = samples + s->channel_map[ch];
199         for (i = AC3_BLOCK_SIZE; i < AC3_FRAME_SIZE+AC3_BLOCK_SIZE; i++) {
200             s->planar_samples[ch][i] = *sptr;
201             sptr += sinc;
202         }
203     }
204 }
205
206
207 /**
208  * Finalize MDCT and free allocated memory.
209  */
210 static av_cold void mdct_end(AC3MDCTContext *mdct)
211 {
212     av_freep(&mdct->rot_tmp);
213     av_freep(&mdct->cplx_tmp);
214 }
215
216
217
218 /**
219  * Initialize FFT tables.
220  * @param ln log2(FFT size)
221  */
222 static av_cold void fft_init(int ln)
223 {
224     int i, n, n2;
225     float alpha;
226
227     n  = 1 << ln;
228     n2 = n >> 1;
229
230     for (i = 0; i < n2; i++) {
231         alpha     = 2.0 * M_PI * i / n;
232         costab[i] = FIX15(cos(alpha));
233         sintab[i] = FIX15(sin(alpha));
234     }
235 }
236
237
238 /**
239  * Initialize MDCT tables.
240  * @param nbits log2(MDCT size)
241  */
242 static av_cold int mdct_init(AC3MDCTContext *mdct, int nbits)
243 {
244     int i, n, n4;
245
246     n  = 1 << nbits;
247     n4 = n >> 2;
248
249     fft_init(nbits - 2);
250
251     FF_ALLOC_OR_GOTO(mdct->avctx, mdct->rot_tmp,  n  * sizeof(*mdct->rot_tmp),
252                      mdct_alloc_fail);
253     FF_ALLOC_OR_GOTO(mdct->avctx, mdct->cplx_tmp, n4 * sizeof(*mdct->cplx_tmp),
254                      mdct_alloc_fail);
255
256     for (i = 0; i < n4; i++) {
257         float alpha = 2.0 * M_PI * (i + 1.0 / 8.0) / n;
258         xcos1[i] = FIX15(-cos(alpha));
259         xsin1[i] = FIX15(-sin(alpha));
260     }
261
262     return 0;
263 mdct_alloc_fail:
264     return AVERROR(ENOMEM);
265 }
266
267
268 /** Butterfly op */
269 #define BF(pre, pim, qre, qim, pre1, pim1, qre1, qim1)  \
270 {                                                       \
271   int ax, ay, bx, by;                                   \
272   bx  = pre1;                                           \
273   by  = pim1;                                           \
274   ax  = qre1;                                           \
275   ay  = qim1;                                           \
276   pre = (bx + ax) >> 1;                                 \
277   pim = (by + ay) >> 1;                                 \
278   qre = (bx - ax) >> 1;                                 \
279   qim = (by - ay) >> 1;                                 \
280 }
281
282
283 /** Complex multiply */
284 #define CMUL(pre, pim, are, aim, bre, bim)              \
285 {                                                       \
286    pre = (MUL16(are, bre) - MUL16(aim, bim)) >> 15;     \
287    pim = (MUL16(are, bim) + MUL16(bre, aim)) >> 15;     \
288 }
289
290
291 /**
292  * Calculate a 2^n point complex FFT on 2^ln points.
293  * @param z  complex input/output samples
294  * @param ln log2(FFT size)
295  */
296 static void fft(IComplex *z, int ln)
297 {
298     int j, l, np, np2;
299     int nblocks, nloops;
300     register IComplex *p,*q;
301     int tmp_re, tmp_im;
302
303     np = 1 << ln;
304
305     /* reverse */
306     for (j = 0; j < np; j++) {
307         int k = av_reverse[j] >> (8 - ln);
308         if (k < j)
309             FFSWAP(IComplex, z[k], z[j]);
310     }
311
312     /* pass 0 */
313
314     p = &z[0];
315     j = np >> 1;
316     do {
317         BF(p[0].re, p[0].im, p[1].re, p[1].im,
318            p[0].re, p[0].im, p[1].re, p[1].im);
319         p += 2;
320     } while (--j);
321
322     /* pass 1 */
323
324     p = &z[0];
325     j = np >> 2;
326     do {
327         BF(p[0].re, p[0].im, p[2].re,  p[2].im,
328            p[0].re, p[0].im, p[2].re,  p[2].im);
329         BF(p[1].re, p[1].im, p[3].re,  p[3].im,
330            p[1].re, p[1].im, p[3].im, -p[3].re);
331         p+=4;
332     } while (--j);
333
334     /* pass 2 .. ln-1 */
335
336     nblocks = np >> 3;
337     nloops  =  1 << 2;
338     np2     = np >> 1;
339     do {
340         p = z;
341         q = z + nloops;
342         for (j = 0; j < nblocks; j++) {
343             BF(p->re, p->im, q->re, q->im,
344                p->re, p->im, q->re, q->im);
345             p++;
346             q++;
347             for(l = nblocks; l < np2; l += nblocks) {
348                 CMUL(tmp_re, tmp_im, costab[l], -sintab[l], q->re, q->im);
349                 BF(p->re, p->im, q->re,  q->im,
350                    p->re, p->im, tmp_re, tmp_im);
351                 p++;
352                 q++;
353             }
354             p += nloops;
355             q += nloops;
356         }
357         nblocks = nblocks >> 1;
358         nloops  = nloops  << 1;
359     } while (nblocks);
360 }
361
362
363 /**
364  * Calculate a 512-point MDCT
365  * @param out 256 output frequency coefficients
366  * @param in  512 windowed input audio samples
367  */
368 static void mdct512(AC3MDCTContext *mdct, int32_t *out, int16_t *in)
369 {
370     int i, re, im;
371     int16_t *rot = mdct->rot_tmp;
372     IComplex *x  = mdct->cplx_tmp;
373
374     /* shift to simplify computations */
375     for (i = 0; i < MDCT_SAMPLES/4; i++)
376         rot[i] = -in[i + 3*MDCT_SAMPLES/4];
377     memcpy(&rot[MDCT_SAMPLES/4], &in[0], 3*MDCT_SAMPLES/4*sizeof(*in));
378
379     /* pre rotation */
380     for (i = 0; i < MDCT_SAMPLES/4; i++) {
381         re =  ((int)rot[               2*i] - (int)rot[MDCT_SAMPLES  -1-2*i]) >> 1;
382         im = -((int)rot[MDCT_SAMPLES/2+2*i] - (int)rot[MDCT_SAMPLES/2-1-2*i]) >> 1;
383         CMUL(x[i].re, x[i].im, re, im, -xcos1[i], xsin1[i]);
384     }
385
386     fft(x, MDCT_NBITS - 2);
387
388     /* post rotation */
389     for (i = 0; i < MDCT_SAMPLES/4; i++) {
390         re = x[i].re;
391         im = x[i].im;
392         CMUL(out[MDCT_SAMPLES/2-1-2*i], out[2*i], re, im, xsin1[i], xcos1[i]);
393     }
394 }
395
396
397 /**
398  * Apply KBD window to input samples prior to MDCT.
399  */
400 static void apply_window(int16_t *output, const int16_t *input,
401                          const int16_t *window, int n)
402 {
403     int i;
404     int n2 = n >> 1;
405
406     for (i = 0; i < n2; i++) {
407         output[i]     = MUL16(input[i],     window[i]) >> 15;
408         output[n-i-1] = MUL16(input[n-i-1], window[i]) >> 15;
409     }
410 }
411
412
413 /**
414  * Calculate the log2() of the maximum absolute value in an array.
415  * @param tab input array
416  * @param n   number of values in the array
417  * @return    log2(max(abs(tab[])))
418  */
419 static int log2_tab(int16_t *tab, int n)
420 {
421     int i, v;
422
423     v = 0;
424     for (i = 0; i < n; i++)
425         v |= abs(tab[i]);
426
427     return av_log2(v);
428 }
429
430
431 /**
432  * Left-shift each value in an array by a specified amount.
433  * @param tab    input array
434  * @param n      number of values in the array
435  * @param lshift left shift amount. a negative value means right shift.
436  */
437 static void lshift_tab(int16_t *tab, int n, int lshift)
438 {
439     int i;
440
441     if (lshift > 0) {
442         for (i = 0; i < n; i++)
443             tab[i] <<= lshift;
444     } else if (lshift < 0) {
445         lshift = -lshift;
446         for (i = 0; i < n; i++)
447             tab[i] >>= lshift;
448     }
449 }
450
451
452 /**
453  * Normalize the input samples to use the maximum available precision.
454  * This assumes signed 16-bit input samples. Exponents are reduced by 9 to
455  * match the 24-bit internal precision for MDCT coefficients.
456  *
457  * @return exponent shift
458  */
459 static int normalize_samples(AC3EncodeContext *s)
460 {
461     int v = 14 - log2_tab(s->windowed_samples, AC3_WINDOW_SIZE);
462     v = FFMAX(0, v);
463     lshift_tab(s->windowed_samples, AC3_WINDOW_SIZE, v);
464     return v - 9;
465 }
466
467
468 /**
469  * Apply the MDCT to input samples to generate frequency coefficients.
470  * This applies the KBD window and normalizes the input to reduce precision
471  * loss due to fixed-point calculations.
472  */
473 static void apply_mdct(AC3EncodeContext *s)
474 {
475     int blk, ch;
476
477     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
478         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
479             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
480             const int16_t *input_samples = &s->planar_samples[ch][blk * AC3_BLOCK_SIZE];
481
482             apply_window(s->windowed_samples, input_samples, ff_ac3_window, AC3_WINDOW_SIZE);
483
484             block->exp_shift[ch] = normalize_samples(s);
485
486             mdct512(&s->mdct, block->mdct_coef[ch], s->windowed_samples);
487         }
488     }
489 }
490
491
492 /**
493  * Initialize exponent tables.
494  */
495 static av_cold void exponent_init(AC3EncodeContext *s)
496 {
497     int i;
498     for (i = 73; i < 256; i++) {
499         exponent_group_tab[0][i] = (i - 1) /  3;
500         exponent_group_tab[1][i] = (i + 2) /  6;
501         exponent_group_tab[2][i] = (i + 8) / 12;
502     }
503 }
504
505
506 /**
507  * Extract exponents from the MDCT coefficients.
508  * This takes into account the normalization that was done to the input samples
509  * by adjusting the exponents by the exponent shift values.
510  */
511 static void extract_exponents(AC3EncodeContext *s)
512 {
513     int blk, ch, i;
514
515     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
516         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
517             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
518             for (i = 0; i < AC3_MAX_COEFS; i++) {
519                 int e;
520                 int v = abs(block->mdct_coef[ch][i]);
521                 if (v == 0)
522                     e = 24;
523                 else {
524                     e = 23 - av_log2(v) + block->exp_shift[ch];
525                     if (e >= 24) {
526                         e = 24;
527                         block->mdct_coef[ch][i] = 0;
528                     }
529                 }
530                 block->exp[ch][i] = e;
531             }
532         }
533     }
534 }
535
536
537 /**
538  * Exponent Difference Threshold.
539  * New exponents are sent if their SAD exceed this number.
540  */
541 #define EXP_DIFF_THRESHOLD 1000
542
543
544 /**
545  * Calculate exponent strategies for all blocks in a single channel.
546  */
547 static void compute_exp_strategy_ch(AC3EncodeContext *s, uint8_t *exp_strategy, uint8_t **exp)
548 {
549     int blk, blk1;
550     int exp_diff;
551
552     /* estimate if the exponent variation & decide if they should be
553        reused in the next frame */
554     exp_strategy[0] = EXP_NEW;
555     for (blk = 1; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
556         exp_diff = s->dsp.sad[0](NULL, exp[blk], exp[blk-1], 16, 16);
557         if (exp_diff > EXP_DIFF_THRESHOLD)
558             exp_strategy[blk] = EXP_NEW;
559         else
560             exp_strategy[blk] = EXP_REUSE;
561     }
562
563     /* now select the encoding strategy type : if exponents are often
564        recoded, we use a coarse encoding */
565     blk = 0;
566     while (blk < AC3_MAX_BLOCKS) {
567         blk1 = blk + 1;
568         while (blk1 < AC3_MAX_BLOCKS && exp_strategy[blk1] == EXP_REUSE)
569             blk1++;
570         switch (blk1 - blk) {
571         case 1:  exp_strategy[blk] = EXP_D45; break;
572         case 2:
573         case 3:  exp_strategy[blk] = EXP_D25; break;
574         default: exp_strategy[blk] = EXP_D15; break;
575         }
576         blk = blk1;
577     }
578 }
579
580
581 /**
582  * Calculate exponent strategies for all channels.
583  * Array arrangement is reversed to simplify the per-channel calculation.
584  */
585 static void compute_exp_strategy(AC3EncodeContext *s)
586 {
587     uint8_t *exp1[AC3_MAX_CHANNELS][AC3_MAX_BLOCKS];
588     uint8_t exp_str1[AC3_MAX_CHANNELS][AC3_MAX_BLOCKS];
589     int ch, blk;
590
591     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
592         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
593             exp1[ch][blk]     = s->blocks[blk].exp[ch];
594             exp_str1[ch][blk] = s->blocks[blk].exp_strategy[ch];
595         }
596
597         compute_exp_strategy_ch(s, exp_str1[ch], exp1[ch]);
598
599         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++)
600             s->blocks[blk].exp_strategy[ch] = exp_str1[ch][blk];
601     }
602     if (s->lfe_on) {
603         ch = s->lfe_channel;
604         s->blocks[0].exp_strategy[ch] = EXP_D15;
605         for (blk = 1; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++)
606             s->blocks[blk].exp_strategy[ch] = EXP_REUSE;
607     }
608 }
609
610
611 /**
612  * Set each encoded exponent in a block to the minimum of itself and the
613  * exponent in the same frequency bin of a following block.
614  * exp[i] = min(exp[i], exp1[i]
615  */
616 static void exponent_min(uint8_t *exp, uint8_t *exp1, int n)
617 {
618     int i;
619     for (i = 0; i < n; i++) {
620         if (exp1[i] < exp[i])
621             exp[i] = exp1[i];
622     }
623 }
624
625
626 /**
627  * Update the exponents so that they are the ones the decoder will decode.
628  */
629 static void encode_exponents_blk_ch(uint8_t *exp,
630                                     int nb_exps, int exp_strategy)
631 {
632     int nb_groups, i, k;
633
634     nb_groups = exponent_group_tab[exp_strategy-1][nb_exps] * 3;
635
636     /* for each group, compute the minimum exponent */
637     switch(exp_strategy) {
638     case EXP_D25:
639         for (i = 1, k = 1; i <= nb_groups; i++) {
640             uint8_t exp_min = exp[k];
641             if (exp[k+1] < exp_min)
642                 exp_min = exp[k+1];
643             exp[i] = exp_min;
644             k += 2;
645         }
646         break;
647     case EXP_D45:
648         for (i = 1, k = 1; i <= nb_groups; i++) {
649             uint8_t exp_min = exp[k];
650             if (exp[k+1] < exp_min)
651                 exp_min = exp[k+1];
652             if (exp[k+2] < exp_min)
653                 exp_min = exp[k+2];
654             if (exp[k+3] < exp_min)
655                 exp_min = exp[k+3];
656             exp[i] = exp_min;
657             k += 4;
658         }
659         break;
660     }
661
662     /* constraint for DC exponent */
663     if (exp[0] > 15)
664         exp[0] = 15;
665
666     /* decrease the delta between each groups to within 2 so that they can be
667        differentially encoded */
668     for (i = 1; i <= nb_groups; i++)
669         exp[i] = FFMIN(exp[i], exp[i-1] + 2);
670     i--;
671     while (--i >= 0)
672         exp[i] = FFMIN(exp[i], exp[i+1] + 2);
673
674     /* now we have the exponent values the decoder will see */
675     switch (exp_strategy) {
676     case EXP_D25:
677         for (i = nb_groups, k = nb_groups * 2; i > 0; i--) {
678             uint8_t exp1 = exp[i];
679             exp[k--] = exp1;
680             exp[k--] = exp1;
681         }
682         break;
683     case EXP_D45:
684         for (i = nb_groups, k = nb_groups * 4; i > 0; i--) {
685             exp[k] = exp[k-1] = exp[k-2] = exp[k-3] = exp[i];
686             k -= 4;
687         }
688         break;
689     }
690 }
691
692
693 /**
694  * Encode exponents from original extracted form to what the decoder will see.
695  * This copies and groups exponents based on exponent strategy and reduces
696  * deltas between adjacent exponent groups so that they can be differentially
697  * encoded.
698  */
699 static void encode_exponents(AC3EncodeContext *s)
700 {
701     int blk, blk1, blk2, ch;
702     AC3Block *block, *block1, *block2;
703
704     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
705         blk = 0;
706         block = &s->blocks[0];
707         while (blk < AC3_MAX_BLOCKS) {
708             blk1 = blk + 1;
709             block1 = block + 1;
710             /* for the EXP_REUSE case we select the min of the exponents */
711             while (blk1 < AC3_MAX_BLOCKS && block1->exp_strategy[ch] == EXP_REUSE) {
712                 exponent_min(block->exp[ch], block1->exp[ch], s->nb_coefs[ch]);
713                 blk1++;
714                 block1++;
715             }
716             encode_exponents_blk_ch(block->exp[ch], s->nb_coefs[ch],
717                                     block->exp_strategy[ch]);
718             /* copy encoded exponents for reuse case */
719             block2 = block + 1;
720             for (blk2 = blk+1; blk2 < blk1; blk2++, block2++) {
721                 memcpy(block2->exp[ch], block->exp[ch],
722                        s->nb_coefs[ch] * sizeof(uint8_t));
723             }
724             blk = blk1;
725             block = block1;
726         }
727     }
728 }
729
730
731 /**
732  * Group exponents.
733  * 3 delta-encoded exponents are in each 7-bit group. The number of groups
734  * varies depending on exponent strategy and bandwidth.
735  */
736 static void group_exponents(AC3EncodeContext *s)
737 {
738     int blk, ch, i;
739     int group_size, nb_groups, bit_count;
740     uint8_t *p;
741     int delta0, delta1, delta2;
742     int exp0, exp1;
743
744     bit_count = 0;
745     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
746         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
747         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
748             if (block->exp_strategy[ch] == EXP_REUSE) {
749                 continue;
750             }
751             group_size = block->exp_strategy[ch] + (block->exp_strategy[ch] == EXP_D45);
752             nb_groups = exponent_group_tab[block->exp_strategy[ch]-1][s->nb_coefs[ch]];
753             bit_count += 4 + (nb_groups * 7);
754             p = block->exp[ch];
755
756             /* DC exponent */
757             exp1 = *p++;
758             block->grouped_exp[ch][0] = exp1;
759
760             /* remaining exponents are delta encoded */
761             for (i = 1; i <= nb_groups; i++) {
762                 /* merge three delta in one code */
763                 exp0   = exp1;
764                 exp1   = p[0];
765                 p     += group_size;
766                 delta0 = exp1 - exp0 + 2;
767
768                 exp0   = exp1;
769                 exp1   = p[0];
770                 p     += group_size;
771                 delta1 = exp1 - exp0 + 2;
772
773                 exp0   = exp1;
774                 exp1   = p[0];
775                 p     += group_size;
776                 delta2 = exp1 - exp0 + 2;
777
778                 block->grouped_exp[ch][i] = ((delta0 * 5 + delta1) * 5) + delta2;
779             }
780         }
781     }
782
783     s->exponent_bits = bit_count;
784 }
785
786
787 /**
788  * Calculate final exponents from the supplied MDCT coefficients and exponent shift.
789  * Extract exponents from MDCT coefficients, calculate exponent strategies,
790  * and encode final exponents.
791  */
792 static void process_exponents(AC3EncodeContext *s)
793 {
794     extract_exponents(s);
795
796     compute_exp_strategy(s);
797
798     encode_exponents(s);
799
800     group_exponents(s);
801 }
802
803
804 /**
805  * Count frame bits that are based solely on fixed parameters.
806  * This only has to be run once when the encoder is initialized.
807  */
808 static void count_frame_bits_fixed(AC3EncodeContext *s)
809 {
810     static const int frame_bits_inc[8] = { 0, 0, 2, 2, 2, 4, 2, 4 };
811     int blk;
812     int frame_bits;
813
814     /* assumptions:
815      *   no dynamic range codes
816      *   no channel coupling
817      *   no rematrixing
818      *   bit allocation parameters do not change between blocks
819      *   SNR offsets do not change between blocks
820      *   no delta bit allocation
821      *   no skipped data
822      *   no auxilliary data
823      */
824
825     /* header size */
826     frame_bits = 65;
827     frame_bits += frame_bits_inc[s->channel_mode];
828
829     /* audio blocks */
830     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
831         frame_bits += s->fbw_channels * 2 + 2; /* blksw * c, dithflag * c, dynrnge, cplstre */
832         if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
833             frame_bits++; /* rematstr */
834             if (!blk)
835                 frame_bits += 4;
836         }
837         frame_bits += 2 * s->fbw_channels; /* chexpstr[2] * c */
838         if (s->lfe_on)
839             frame_bits++; /* lfeexpstr */
840         frame_bits++; /* baie */
841         frame_bits++; /* snr */
842         frame_bits += 2; /* delta / skip */
843     }
844     frame_bits++; /* cplinu for block 0 */
845     /* bit alloc info */
846     /* sdcycod[2], fdcycod[2], sgaincod[2], dbpbcod[2], floorcod[3] */
847     /* csnroffset[6] */
848     /* (fsnoffset[4] + fgaincod[4]) * c */
849     frame_bits += 2*4 + 3 + 6 + s->channels * (4 + 3);
850
851     /* auxdatae, crcrsv */
852     frame_bits += 2;
853
854     /* CRC */
855     frame_bits += 16;
856
857     s->frame_bits_fixed = frame_bits;
858 }
859
860
861 /**
862  * Initialize bit allocation.
863  * Set default parameter codes and calculate parameter values.
864  */
865 static void bit_alloc_init(AC3EncodeContext *s)
866 {
867     int ch;
868
869     /* init default parameters */
870     s->slow_decay_code = 2;
871     s->fast_decay_code = 1;
872     s->slow_gain_code  = 1;
873     s->db_per_bit_code = 2;
874     s->floor_code      = 4;
875     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
876         s->fast_gain_code[ch] = 4;
877
878     /* initial snr offset */
879     s->coarse_snr_offset = 40;
880
881     /* compute real values */
882     /* currently none of these values change during encoding, so we can just
883        set them once at initialization */
884     s->bit_alloc.slow_decay = ff_ac3_slow_decay_tab[s->slow_decay_code] >> s->bit_alloc.sr_shift;
885     s->bit_alloc.fast_decay = ff_ac3_fast_decay_tab[s->fast_decay_code] >> s->bit_alloc.sr_shift;
886     s->bit_alloc.slow_gain  = ff_ac3_slow_gain_tab[s->slow_gain_code];
887     s->bit_alloc.db_per_bit = ff_ac3_db_per_bit_tab[s->db_per_bit_code];
888     s->bit_alloc.floor      = ff_ac3_floor_tab[s->floor_code];
889
890     count_frame_bits_fixed(s);
891 }
892
893
894 /**
895  * Count the bits used to encode the frame, minus exponents and mantissas.
896  * Bits based on fixed parameters have already been counted, so now we just
897  * have to add the bits based on parameters that change during encoding.
898  */
899 static void count_frame_bits(AC3EncodeContext *s)
900 {
901     int blk, ch;
902     int frame_bits = 0;
903
904     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
905         uint8_t *exp_strategy = s->blocks[blk].exp_strategy;
906         for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
907             if (exp_strategy[ch] != EXP_REUSE)
908                 frame_bits += 6 + 2; /* chbwcod[6], gainrng[2] */
909         }
910     }
911     s->frame_bits = s->frame_bits_fixed + frame_bits;
912 }
913
914
915 /**
916  * Calculate the number of bits needed to encode a set of mantissas.
917  */
918 static int compute_mantissa_size(int mant_cnt[5], uint8_t *bap, int nb_coefs)
919 {
920     int bits, b, i;
921
922     bits = 0;
923     for (i = 0; i < nb_coefs; i++) {
924         b = bap[i];
925         if (b <= 4) {
926             // bap=1 to bap=4 will be counted in compute_mantissa_size_final
927             mant_cnt[b]++;
928         } else if (b <= 13) {
929             // bap=5 to bap=13 use (bap-1) bits
930             bits += b - 1;
931         } else {
932             // bap=14 uses 14 bits and bap=15 uses 16 bits
933             bits += (b == 14) ? 14 : 16;
934         }
935     }
936     return bits;
937 }
938
939
940 /**
941  * Finalize the mantissa bit count by adding in the grouped mantissas.
942  */
943 static int compute_mantissa_size_final(int mant_cnt[5])
944 {
945     // bap=1 : 3 mantissas in 5 bits
946     int bits = (mant_cnt[1] / 3) * 5;
947     // bap=2 : 3 mantissas in 7 bits
948     // bap=4 : 2 mantissas in 7 bits
949     bits += ((mant_cnt[2] / 3) + (mant_cnt[4] >> 1)) * 7;
950     // bap=3 : each mantissa is 3 bits
951     bits += mant_cnt[3] * 3;
952     return bits;
953 }
954
955
956 /**
957  * Calculate masking curve based on the final exponents.
958  * Also calculate the power spectral densities to use in future calculations.
959  */
960 static void bit_alloc_masking(AC3EncodeContext *s)
961 {
962     int blk, ch;
963
964     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
965         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
966         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
967             if (block->exp_strategy[ch] == EXP_REUSE) {
968                 AC3Block *block1 = &s->blocks[blk-1];
969                 memcpy(block->psd[ch],  block1->psd[ch],  AC3_MAX_COEFS*sizeof(block->psd[0][0]));
970                 memcpy(block->mask[ch], block1->mask[ch], AC3_CRITICAL_BANDS*sizeof(block->mask[0][0]));
971             } else {
972                 ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(block->exp[ch], 0,
973                                           s->nb_coefs[ch],
974                                           block->psd[ch], block->band_psd[ch]);
975                 ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(&s->bit_alloc, block->band_psd[ch],
976                                            0, s->nb_coefs[ch],
977                                            ff_ac3_fast_gain_tab[s->fast_gain_code[ch]],
978                                            ch == s->lfe_channel,
979                                            DBA_NONE, 0, NULL, NULL, NULL,
980                                            block->mask[ch]);
981             }
982         }
983     }
984 }
985
986
987 /**
988  * Ensure that bap for each block and channel point to the current bap_buffer.
989  * They may have been switched during the bit allocation search.
990  */
991 static void reset_block_bap(AC3EncodeContext *s)
992 {
993     int blk, ch;
994     if (s->blocks[0].bap[0] == s->bap_buffer)
995         return;
996     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
997         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
998             s->blocks[blk].bap[ch] = &s->bap_buffer[AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
999         }
1000     }
1001 }
1002
1003
1004 /**
1005  * Run the bit allocation with a given SNR offset.
1006  * This calculates the bit allocation pointers that will be used to determine
1007  * the quantization of each mantissa.
1008  * @return the number of bits needed for mantissas if the given SNR offset is
1009  *         is used.
1010  */
1011 static int bit_alloc(AC3EncodeContext *s,
1012                      int snr_offset)
1013 {
1014     int blk, ch;
1015     int mantissa_bits;
1016     int mant_cnt[5];
1017
1018     snr_offset = (snr_offset - 240) << 2;
1019
1020     reset_block_bap(s);
1021     mantissa_bits = 0;
1022     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1023         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1024         // initialize grouped mantissa counts. these are set so that they are
1025         // padded to the next whole group size when bits are counted in
1026         // compute_mantissa_size_final
1027         mant_cnt[0] = mant_cnt[3] = 0;
1028         mant_cnt[1] = mant_cnt[2] = 2;
1029         mant_cnt[4] = 1;
1030         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1031             /* Currently the only bit allocation parameters which vary across
1032                blocks within a frame are the exponent values.  We can take
1033                advantage of that by reusing the bit allocation pointers
1034                whenever we reuse exponents. */
1035             if (block->exp_strategy[ch] == EXP_REUSE) {
1036                 memcpy(block->bap[ch], s->blocks[blk-1].bap[ch], AC3_MAX_COEFS);
1037             } else {
1038             ff_ac3_bit_alloc_calc_bap(block->mask[ch], block->psd[ch], 0,
1039                                       s->nb_coefs[ch], snr_offset,
1040                                       s->bit_alloc.floor, ff_ac3_bap_tab,
1041                                       block->bap[ch]);
1042             }
1043             mantissa_bits += compute_mantissa_size(mant_cnt, block->bap[ch], s->nb_coefs[ch]);
1044         }
1045         mantissa_bits += compute_mantissa_size_final(mant_cnt);
1046     }
1047     return mantissa_bits;
1048 }
1049
1050
1051 /**
1052  * Constant bitrate bit allocation search.
1053  * Find the largest SNR offset that will allow data to fit in the frame.
1054  */
1055 static int cbr_bit_allocation(AC3EncodeContext *s)
1056 {
1057     int ch;
1058     int bits_left;
1059     int snr_offset;
1060
1061     bits_left = 8 * s->frame_size - (s->frame_bits + s->exponent_bits);
1062
1063     snr_offset = s->coarse_snr_offset << 4;
1064
1065     while (snr_offset >= 0 &&
1066            bit_alloc(s, snr_offset) > bits_left) {
1067         snr_offset -= 64;
1068     }
1069     if (snr_offset < 0)
1070         return AVERROR(EINVAL);
1071
1072     FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
1073     while (snr_offset + 64 <= 1023 &&
1074            bit_alloc(s, snr_offset + 64) <= bits_left) {
1075         snr_offset += 64;
1076         FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
1077     }
1078     while (snr_offset + 16 <= 1023 &&
1079            bit_alloc(s, snr_offset + 16) <= bits_left) {
1080         snr_offset += 16;
1081         FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
1082     }
1083     while (snr_offset + 4 <= 1023 &&
1084            bit_alloc(s, snr_offset + 4) <= bits_left) {
1085         snr_offset += 4;
1086         FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
1087     }
1088     while (snr_offset + 1 <= 1023 &&
1089            bit_alloc(s, snr_offset + 1) <= bits_left) {
1090         snr_offset++;
1091         FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
1092     }
1093     FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
1094     reset_block_bap(s);
1095
1096     s->coarse_snr_offset = snr_offset >> 4;
1097     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
1098         s->fine_snr_offset[ch] = snr_offset & 0xF;
1099
1100     return 0;
1101 }
1102
1103
1104 /**
1105  * Perform bit allocation search.
1106  * Finds the SNR offset value that maximizes quality and fits in the specified
1107  * frame size.  Output is the SNR offset and a set of bit allocation pointers
1108  * used to quantize the mantissas.
1109  */
1110 static int compute_bit_allocation(AC3EncodeContext *s)
1111 {
1112     count_frame_bits(s);
1113
1114     bit_alloc_masking(s);
1115
1116     return cbr_bit_allocation(s);
1117 }
1118
1119
1120 /**
1121  * Symmetric quantization on 'levels' levels.
1122  */
1123 static inline int sym_quant(int c, int e, int levels)
1124 {
1125     int v;
1126
1127     if (c >= 0) {
1128         v = (levels * (c << e)) >> 24;
1129         v = (v + 1) >> 1;
1130         v = (levels >> 1) + v;
1131     } else {
1132         v = (levels * ((-c) << e)) >> 24;
1133         v = (v + 1) >> 1;
1134         v = (levels >> 1) - v;
1135     }
1136     assert(v >= 0 && v < levels);
1137     return v;
1138 }
1139
1140
1141 /**
1142  * Asymmetric quantization on 2^qbits levels.
1143  */
1144 static inline int asym_quant(int c, int e, int qbits)
1145 {
1146     int lshift, m, v;
1147
1148     lshift = e + qbits - 24;
1149     if (lshift >= 0)
1150         v = c << lshift;
1151     else
1152         v = c >> (-lshift);
1153     /* rounding */
1154     v = (v + 1) >> 1;
1155     m = (1 << (qbits-1));
1156     if (v >= m)
1157         v = m - 1;
1158     assert(v >= -m);
1159     return v & ((1 << qbits)-1);
1160 }
1161
1162
1163 /**
1164  * Quantize a set of mantissas for a single channel in a single block.
1165  */
1166 static void quantize_mantissas_blk_ch(AC3EncodeContext *s,
1167                                       int32_t *mdct_coef, int8_t exp_shift,
1168                                       uint8_t *exp, uint8_t *bap,
1169                                       uint16_t *qmant, int n)
1170 {
1171     int i;
1172
1173     for (i = 0; i < n; i++) {
1174         int v;
1175         int c = mdct_coef[i];
1176         int e = exp[i] - exp_shift;
1177         int b = bap[i];
1178         switch (b) {
1179         case 0:
1180             v = 0;
1181             break;
1182         case 1:
1183             v = sym_quant(c, e, 3);
1184             switch (s->mant1_cnt) {
1185             case 0:
1186                 s->qmant1_ptr = &qmant[i];
1187                 v = 9 * v;
1188                 s->mant1_cnt = 1;
1189                 break;
1190             case 1:
1191                 *s->qmant1_ptr += 3 * v;
1192                 s->mant1_cnt = 2;
1193                 v = 128;
1194                 break;
1195             default:
1196                 *s->qmant1_ptr += v;
1197                 s->mant1_cnt = 0;
1198                 v = 128;
1199                 break;
1200             }
1201             break;
1202         case 2:
1203             v = sym_quant(c, e, 5);
1204             switch (s->mant2_cnt) {
1205             case 0:
1206                 s->qmant2_ptr = &qmant[i];
1207                 v = 25 * v;
1208                 s->mant2_cnt = 1;
1209                 break;
1210             case 1:
1211                 *s->qmant2_ptr += 5 * v;
1212                 s->mant2_cnt = 2;
1213                 v = 128;
1214                 break;
1215             default:
1216                 *s->qmant2_ptr += v;
1217                 s->mant2_cnt = 0;
1218                 v = 128;
1219                 break;
1220             }
1221             break;
1222         case 3:
1223             v = sym_quant(c, e, 7);
1224             break;
1225         case 4:
1226             v = sym_quant(c, e, 11);
1227             switch (s->mant4_cnt) {
1228             case 0:
1229                 s->qmant4_ptr = &qmant[i];
1230                 v = 11 * v;
1231                 s->mant4_cnt = 1;
1232                 break;
1233             default:
1234                 *s->qmant4_ptr += v;
1235                 s->mant4_cnt = 0;
1236                 v = 128;
1237                 break;
1238             }
1239             break;
1240         case 5:
1241             v = sym_quant(c, e, 15);
1242             break;
1243         case 14:
1244             v = asym_quant(c, e, 14);
1245             break;
1246         case 15:
1247             v = asym_quant(c, e, 16);
1248             break;
1249         default:
1250             v = asym_quant(c, e, b - 1);
1251             break;
1252         }
1253         qmant[i] = v;
1254     }
1255 }
1256
1257
1258 /**
1259  * Quantize mantissas using coefficients, exponents, and bit allocation pointers.
1260  */
1261 static void quantize_mantissas(AC3EncodeContext *s)
1262 {
1263     int blk, ch;
1264
1265
1266     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1267         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1268         s->mant1_cnt  = s->mant2_cnt  = s->mant4_cnt  = 0;
1269         s->qmant1_ptr = s->qmant2_ptr = s->qmant4_ptr = NULL;
1270
1271         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1272             quantize_mantissas_blk_ch(s, block->mdct_coef[ch], block->exp_shift[ch],
1273                                       block->exp[ch], block->bap[ch],
1274                                       block->qmant[ch], s->nb_coefs[ch]);
1275         }
1276     }
1277 }
1278
1279
1280 /**
1281  * Write the AC-3 frame header to the output bitstream.
1282  */
1283 static void output_frame_header(AC3EncodeContext *s)
1284 {
1285     put_bits(&s->pb, 16, 0x0b77);   /* frame header */
1286     put_bits(&s->pb, 16, 0);        /* crc1: will be filled later */
1287     put_bits(&s->pb, 2,  s->bit_alloc.sr_code);
1288     put_bits(&s->pb, 6,  s->frame_size_code + (s->frame_size - s->frame_size_min) / 2);
1289     put_bits(&s->pb, 5,  s->bitstream_id);
1290     put_bits(&s->pb, 3,  s->bitstream_mode);
1291     put_bits(&s->pb, 3,  s->channel_mode);
1292     if ((s->channel_mode & 0x01) && s->channel_mode != AC3_CHMODE_MONO)
1293         put_bits(&s->pb, 2, 1);     /* XXX -4.5 dB */
1294     if (s->channel_mode & 0x04)
1295         put_bits(&s->pb, 2, 1);     /* XXX -6 dB */
1296     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
1297         put_bits(&s->pb, 2, 0);     /* surround not indicated */
1298     put_bits(&s->pb, 1, s->lfe_on); /* LFE */
1299     put_bits(&s->pb, 5, 31);        /* dialog norm: -31 db */
1300     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no compression control word */
1301     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no lang code */
1302     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no audio production info */
1303     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no copyright */
1304     put_bits(&s->pb, 1, 1);         /* original bitstream */
1305     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no time code 1 */
1306     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no time code 2 */
1307     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no additional bit stream info */
1308 }
1309
1310
1311 /**
1312  * Write one audio block to the output bitstream.
1313  */
1314 static void output_audio_block(AC3EncodeContext *s,
1315                                int block_num)
1316 {
1317     int ch, i, baie, rbnd;
1318     AC3Block *block = &s->blocks[block_num];
1319
1320     /* block switching */
1321     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
1322         put_bits(&s->pb, 1, 0);
1323
1324     /* dither flags */
1325     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
1326         put_bits(&s->pb, 1, 1);
1327
1328     /* dynamic range codes */
1329     put_bits(&s->pb, 1, 0);
1330
1331     /* channel coupling */
1332     if (!block_num) {
1333         put_bits(&s->pb, 1, 1); /* coupling strategy present */
1334         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no coupling strategy */
1335     } else {
1336         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no new coupling strategy */
1337     }
1338
1339     /* stereo rematrixing */
1340     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
1341         if (!block_num) {
1342             /* first block must define rematrixing (rematstr) */
1343             put_bits(&s->pb, 1, 1);
1344
1345             /* dummy rematrixing rematflg(1:4)=0 */
1346             for (rbnd = 0; rbnd < 4; rbnd++)
1347                 put_bits(&s->pb, 1, 0);
1348         } else {
1349             /* no matrixing (but should be used in the future) */
1350             put_bits(&s->pb, 1, 0);
1351         }
1352     }
1353
1354     /* exponent strategy */
1355     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
1356         put_bits(&s->pb, 2, block->exp_strategy[ch]);
1357     if (s->lfe_on)
1358         put_bits(&s->pb, 1, block->exp_strategy[s->lfe_channel]);
1359
1360     /* bandwidth */
1361     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1362         if (block->exp_strategy[ch] != EXP_REUSE)
1363             put_bits(&s->pb, 6, s->bandwidth_code[ch]);
1364     }
1365
1366     /* exponents */
1367     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1368         int nb_groups;
1369
1370         if (block->exp_strategy[ch] == EXP_REUSE)
1371             continue;
1372
1373         /* DC exponent */
1374         put_bits(&s->pb, 4, block->grouped_exp[ch][0]);
1375
1376         /* exponent groups */
1377         nb_groups = exponent_group_tab[block->exp_strategy[ch]-1][s->nb_coefs[ch]];
1378         for (i = 1; i <= nb_groups; i++)
1379             put_bits(&s->pb, 7, block->grouped_exp[ch][i]);
1380
1381         /* gain range info */
1382         if (ch != s->lfe_channel)
1383             put_bits(&s->pb, 2, 0);
1384     }
1385
1386     /* bit allocation info */
1387     baie = (block_num == 0);
1388     put_bits(&s->pb, 1, baie);
1389     if (baie) {
1390         put_bits(&s->pb, 2, s->slow_decay_code);
1391         put_bits(&s->pb, 2, s->fast_decay_code);
1392         put_bits(&s->pb, 2, s->slow_gain_code);
1393         put_bits(&s->pb, 2, s->db_per_bit_code);
1394         put_bits(&s->pb, 3, s->floor_code);
1395     }
1396
1397     /* snr offset */
1398     put_bits(&s->pb, 1, baie);
1399     if (baie) {
1400         put_bits(&s->pb, 6, s->coarse_snr_offset);
1401         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1402             put_bits(&s->pb, 4, s->fine_snr_offset[ch]);
1403             put_bits(&s->pb, 3, s->fast_gain_code[ch]);
1404         }
1405     }
1406
1407     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no delta bit allocation */
1408     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no data to skip */
1409
1410     /* mantissas */
1411     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1412         int b, q;
1413         for (i = 0; i < s->nb_coefs[ch]; i++) {
1414             q = block->qmant[ch][i];
1415             b = block->bap[ch][i];
1416             switch (b) {
1417             case 0:                                         break;
1418             case 1: if (q != 128) put_bits(&s->pb,   5, q); break;
1419             case 2: if (q != 128) put_bits(&s->pb,   7, q); break;
1420             case 3:               put_bits(&s->pb,   3, q); break;
1421             case 4: if (q != 128) put_bits(&s->pb,   7, q); break;
1422             case 14:              put_bits(&s->pb,  14, q); break;
1423             case 15:              put_bits(&s->pb,  16, q); break;
1424             default:              put_bits(&s->pb, b-1, q); break;
1425             }
1426         }
1427     }
1428 }
1429
1430
1431 /** CRC-16 Polynomial */
1432 #define CRC16_POLY ((1 << 0) | (1 << 2) | (1 << 15) | (1 << 16))
1433
1434
1435 static unsigned int mul_poly(unsigned int a, unsigned int b, unsigned int poly)
1436 {
1437     unsigned int c;
1438
1439     c = 0;
1440     while (a) {
1441         if (a & 1)
1442             c ^= b;
1443         a = a >> 1;
1444         b = b << 1;
1445         if (b & (1 << 16))
1446             b ^= poly;
1447     }
1448     return c;
1449 }
1450
1451
1452 static unsigned int pow_poly(unsigned int a, unsigned int n, unsigned int poly)
1453 {
1454     unsigned int r;
1455     r = 1;
1456     while (n) {
1457         if (n & 1)
1458             r = mul_poly(r, a, poly);
1459         a = mul_poly(a, a, poly);
1460         n >>= 1;
1461     }
1462     return r;
1463 }
1464
1465
1466 /**
1467  * Fill the end of the frame with 0's and compute the two CRCs.
1468  */
1469 static void output_frame_end(AC3EncodeContext *s)
1470 {
1471     int frame_size, frame_size_58, pad_bytes, crc1, crc2, crc_inv;
1472     uint8_t *frame;
1473
1474     frame_size    = s->frame_size;
1475     frame_size_58 = ((frame_size >> 2) + (frame_size >> 4)) << 1;
1476
1477     /* pad the remainder of the frame with zeros */
1478     flush_put_bits(&s->pb);
1479     frame = s->pb.buf;
1480     pad_bytes = s->frame_size - (put_bits_ptr(&s->pb) - frame) - 2;
1481     assert(pad_bytes >= 0);
1482     if (pad_bytes > 0)
1483         memset(put_bits_ptr(&s->pb), 0, pad_bytes);
1484
1485     /* compute crc1 */
1486     /* this is not so easy because it is at the beginning of the data... */
1487     crc1 = av_bswap16(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0,
1488                              frame + 4, frame_size_58 - 4));
1489     /* XXX: could precompute crc_inv */
1490     crc_inv = pow_poly((CRC16_POLY >> 1), (8 * frame_size_58) - 16, CRC16_POLY);
1491     crc1    = mul_poly(crc_inv, crc1, CRC16_POLY);
1492     AV_WB16(frame + 2, crc1);
1493
1494     /* compute crc2 */
1495     crc2 = av_bswap16(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI), 0,
1496                              frame + frame_size_58,
1497                              frame_size - frame_size_58 - 2));
1498     AV_WB16(frame + frame_size - 2, crc2);
1499 }
1500
1501
1502 /**
1503  * Write the frame to the output bitstream.
1504  */
1505 static void output_frame(AC3EncodeContext *s,
1506                          unsigned char *frame)
1507 {
1508     int blk;
1509
1510     init_put_bits(&s->pb, frame, AC3_MAX_CODED_FRAME_SIZE);
1511
1512     output_frame_header(s);
1513
1514     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++)
1515         output_audio_block(s, blk);
1516
1517     output_frame_end(s);
1518 }
1519
1520
1521 /**
1522  * Encode a single AC-3 frame.
1523  */
1524 static int ac3_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
1525                             unsigned char *frame, int buf_size, void *data)
1526 {
1527     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1528     const int16_t *samples = data;
1529     int ret;
1530
1531     if (s->bit_alloc.sr_code == 1)
1532         adjust_frame_size(s);
1533
1534     deinterleave_input_samples(s, samples);
1535
1536     apply_mdct(s);
1537
1538     process_exponents(s);
1539
1540     ret = compute_bit_allocation(s);
1541     if (ret) {
1542         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Bit allocation failed. Try increasing the bitrate.\n");
1543         return ret;
1544     }
1545
1546     quantize_mantissas(s);
1547
1548     output_frame(s, frame);
1549
1550     return s->frame_size;
1551 }
1552
1553
1554 /**
1555  * Finalize encoding and free any memory allocated by the encoder.
1556  */
1557 static av_cold int ac3_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1558 {
1559     int blk, ch;
1560     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1561
1562     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
1563         av_freep(&s->planar_samples[ch]);
1564     av_freep(&s->planar_samples);
1565     av_freep(&s->bap_buffer);
1566     av_freep(&s->bap1_buffer);
1567     av_freep(&s->mdct_coef_buffer);
1568     av_freep(&s->exp_buffer);
1569     av_freep(&s->grouped_exp_buffer);
1570     av_freep(&s->psd_buffer);
1571     av_freep(&s->band_psd_buffer);
1572     av_freep(&s->mask_buffer);
1573     av_freep(&s->qmant_buffer);
1574     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1575         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1576         av_freep(&block->bap);
1577         av_freep(&block->mdct_coef);
1578         av_freep(&block->exp);
1579         av_freep(&block->grouped_exp);
1580         av_freep(&block->psd);
1581         av_freep(&block->band_psd);
1582         av_freep(&block->mask);
1583         av_freep(&block->qmant);
1584     }
1585
1586     mdct_end(&s->mdct);
1587
1588     av_freep(&avctx->coded_frame);
1589     return 0;
1590 }
1591
1592
1593 /**
1594  * Set channel information during initialization.
1595  */
1596 static av_cold int set_channel_info(AC3EncodeContext *s, int channels,
1597                                     int64_t *channel_layout)
1598 {
1599     int ch_layout;
1600
1601     if (channels < 1 || channels > AC3_MAX_CHANNELS)
1602         return AVERROR(EINVAL);
1603     if ((uint64_t)*channel_layout > 0x7FF)
1604         return AVERROR(EINVAL);
1605     ch_layout = *channel_layout;
1606     if (!ch_layout)
1607         ch_layout = avcodec_guess_channel_layout(channels, CODEC_ID_AC3, NULL);
1608     if (av_get_channel_layout_nb_channels(ch_layout) != channels)
1609         return AVERROR(EINVAL);
1610
1611     s->lfe_on       = !!(ch_layout & AV_CH_LOW_FREQUENCY);
1612     s->channels     = channels;
1613     s->fbw_channels = channels - s->lfe_on;
1614     s->lfe_channel  = s->lfe_on ? s->fbw_channels : -1;
1615     if (s->lfe_on)
1616         ch_layout -= AV_CH_LOW_FREQUENCY;
1617
1618     switch (ch_layout) {
1619     case AV_CH_LAYOUT_MONO:           s->channel_mode = AC3_CHMODE_MONO;   break;
1620     case AV_CH_LAYOUT_STEREO:         s->channel_mode = AC3_CHMODE_STEREO; break;
1621     case AV_CH_LAYOUT_SURROUND:       s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F;     break;
1622     case AV_CH_LAYOUT_2_1:            s->channel_mode = AC3_CHMODE_2F1R;   break;
1623     case AV_CH_LAYOUT_4POINT0:        s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F1R;   break;
1624     case AV_CH_LAYOUT_QUAD:
1625     case AV_CH_LAYOUT_2_2:            s->channel_mode = AC3_CHMODE_2F2R;   break;
1626     case AV_CH_LAYOUT_5POINT0:
1627     case AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK:   s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F2R;   break;
1628     default:
1629         return AVERROR(EINVAL);
1630     }
1631
1632     s->channel_map  = ff_ac3_enc_channel_map[s->channel_mode][s->lfe_on];
1633     *channel_layout = ch_layout;
1634     if (s->lfe_on)
1635         *channel_layout |= AV_CH_LOW_FREQUENCY;
1636
1637     return 0;
1638 }
1639
1640
1641 static av_cold int validate_options(AVCodecContext *avctx, AC3EncodeContext *s)
1642 {
1643     int i, ret;
1644
1645     /* validate channel layout */
1646     if (!avctx->channel_layout) {
1647         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "No channel layout specified. The "
1648                                       "encoder will guess the layout, but it "
1649                                       "might be incorrect.\n");
1650     }
1651     ret = set_channel_info(s, avctx->channels, &avctx->channel_layout);
1652     if (ret) {
1653         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid channel layout\n");
1654         return ret;
1655     }
1656
1657     /* validate sample rate */
1658     for (i = 0; i < 9; i++) {
1659         if ((ff_ac3_sample_rate_tab[i / 3] >> (i % 3)) == avctx->sample_rate)
1660             break;
1661     }
1662     if (i == 9) {
1663         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sample rate\n");
1664         return AVERROR(EINVAL);
1665     }
1666     s->sample_rate        = avctx->sample_rate;
1667     s->bit_alloc.sr_shift = i % 3;
1668     s->bit_alloc.sr_code  = i / 3;
1669
1670     /* validate bit rate */
1671     for (i = 0; i < 19; i++) {
1672         if ((ff_ac3_bitrate_tab[i] >> s->bit_alloc.sr_shift)*1000 == avctx->bit_rate)
1673             break;
1674     }
1675     if (i == 19) {
1676         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid bit rate\n");
1677         return AVERROR(EINVAL);
1678     }
1679     s->bit_rate        = avctx->bit_rate;
1680     s->frame_size_code = i << 1;
1681
1682     return 0;
1683 }
1684
1685
1686 /**
1687  * Set bandwidth for all channels.
1688  * The user can optionally supply a cutoff frequency. Otherwise an appropriate
1689  * default value will be used.
1690  */
1691 static av_cold void set_bandwidth(AC3EncodeContext *s, int cutoff)
1692 {
1693     int ch, bw_code;
1694
1695     if (cutoff) {
1696         /* calculate bandwidth based on user-specified cutoff frequency */
1697         int fbw_coeffs;
1698         cutoff         = av_clip(cutoff, 1, s->sample_rate >> 1);
1699         fbw_coeffs     = cutoff * 2 * AC3_MAX_COEFS / s->sample_rate;
1700         bw_code        = av_clip((fbw_coeffs - 73) / 3, 0, 60);
1701     } else {
1702         /* use default bandwidth setting */
1703         /* XXX: should compute the bandwidth according to the frame
1704            size, so that we avoid annoying high frequency artifacts */
1705         bw_code = 50;
1706     }
1707
1708     /* set number of coefficients for each channel */
1709     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1710         s->bandwidth_code[ch] = bw_code;
1711         s->nb_coefs[ch]       = bw_code * 3 + 73;
1712     }
1713     if (s->lfe_on)
1714         s->nb_coefs[s->lfe_channel] = 7; /* LFE channel always has 7 coefs */
1715 }
1716
1717
1718 static av_cold int allocate_buffers(AVCodecContext *avctx)
1719 {
1720     int blk, ch;
1721     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1722
1723     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->planar_samples, s->channels * sizeof(*s->planar_samples),
1724                      alloc_fail);
1725     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1726         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, s->planar_samples[ch],
1727                           (AC3_FRAME_SIZE+AC3_BLOCK_SIZE) * sizeof(**s->planar_samples),
1728                           alloc_fail);
1729     }
1730     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->bap_buffer,  AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1731                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->bap_buffer),  alloc_fail);
1732     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->bap1_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1733                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->bap1_buffer), alloc_fail);
1734     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->mdct_coef_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1735                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->mdct_coef_buffer), alloc_fail);
1736     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->exp_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1737                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->exp_buffer), alloc_fail);
1738     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->grouped_exp_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1739                      128 * sizeof(*s->grouped_exp_buffer), alloc_fail);
1740     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->psd_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1741                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->psd_buffer), alloc_fail);
1742     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->band_psd_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1743                      64 * sizeof(*s->band_psd_buffer), alloc_fail);
1744     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->mask_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1745                      64 * sizeof(*s->mask_buffer), alloc_fail);
1746     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->qmant_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1747                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->qmant_buffer), alloc_fail);
1748     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1749         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1750         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, block->bap, s->channels * sizeof(*block->bap),
1751                          alloc_fail);
1752         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->mdct_coef, s->channels * sizeof(*block->mdct_coef),
1753                           alloc_fail);
1754         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->exp, s->channels * sizeof(*block->exp),
1755                           alloc_fail);
1756         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->grouped_exp, s->channels * sizeof(*block->grouped_exp),
1757                           alloc_fail);
1758         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->psd, s->channels * sizeof(*block->psd),
1759                           alloc_fail);
1760         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->band_psd, s->channels * sizeof(*block->band_psd),
1761                           alloc_fail);
1762         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->mask, s->channels * sizeof(*block->mask),
1763                           alloc_fail);
1764         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->qmant, s->channels * sizeof(*block->qmant),
1765                           alloc_fail);
1766
1767         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1768             block->bap[ch]         = &s->bap_buffer        [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
1769             block->mdct_coef[ch]   = &s->mdct_coef_buffer  [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
1770             block->exp[ch]         = &s->exp_buffer        [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
1771             block->grouped_exp[ch] = &s->grouped_exp_buffer[128           * (blk * s->channels + ch)];
1772             block->psd[ch]         = &s->psd_buffer        [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
1773             block->band_psd[ch]    = &s->band_psd_buffer   [64            * (blk * s->channels + ch)];
1774             block->mask[ch]        = &s->mask_buffer       [64            * (blk * s->channels + ch)];
1775             block->qmant[ch]       = &s->qmant_buffer      [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
1776         }
1777     }
1778
1779     return 0;
1780 alloc_fail:
1781     return AVERROR(ENOMEM);
1782 }
1783
1784
1785 /**
1786  * Initialize the encoder.
1787  */
1788 static av_cold int ac3_encode_init(AVCodecContext *avctx)
1789 {
1790     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1791     int ret;
1792
1793     avctx->frame_size = AC3_FRAME_SIZE;
1794
1795     ac3_common_init();
1796
1797     ret = validate_options(avctx, s);
1798     if (ret)
1799         return ret;
1800
1801     s->bitstream_id   = 8 + s->bit_alloc.sr_shift;
1802     s->bitstream_mode = 0; /* complete main audio service */
1803
1804     s->frame_size_min  = 2 * ff_ac3_frame_size_tab[s->frame_size_code][s->bit_alloc.sr_code];
1805     s->bits_written    = 0;
1806     s->samples_written = 0;
1807     s->frame_size      = s->frame_size_min;
1808
1809     set_bandwidth(s, avctx->cutoff);
1810
1811     exponent_init(s);
1812
1813     bit_alloc_init(s);
1814
1815     s->mdct.avctx = avctx;
1816     ret = mdct_init(&s->mdct, 9);
1817     if (ret)
1818         goto init_fail;
1819
1820     ret = allocate_buffers(avctx);
1821     if (ret)
1822         goto init_fail;
1823
1824     avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
1825
1826     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
1827
1828     return 0;
1829 init_fail:
1830     ac3_encode_close(avctx);
1831     return ret;
1832 }
1833
1834
1835 #ifdef TEST
1836 /*************************************************************************/
1837 /* TEST */
1838
1839 #include "libavutil/lfg.h"
1840
1841 #define FN (MDCT_SAMPLES/4)
1842
1843
1844 static void fft_test(AVLFG *lfg)
1845 {
1846     IComplex in[FN], in1[FN];
1847     int k, n, i;
1848     float sum_re, sum_im, a;
1849
1850     for (i = 0; i < FN; i++) {
1851         in[i].re = av_lfg_get(lfg) % 65535 - 32767;
1852         in[i].im = av_lfg_get(lfg) % 65535 - 32767;
1853         in1[i]   = in[i];
1854     }
1855     fft(in, 7);
1856
1857     /* do it by hand */
1858     for (k = 0; k < FN; k++) {
1859         sum_re = 0;
1860         sum_im = 0;
1861         for (n = 0; n < FN; n++) {
1862             a = -2 * M_PI * (n * k) / FN;
1863             sum_re += in1[n].re * cos(a) - in1[n].im * sin(a);
1864             sum_im += in1[n].re * sin(a) + in1[n].im * cos(a);
1865         }
1866         av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "%3d: %6d,%6d %6.0f,%6.0f\n",
1867                k, in[k].re, in[k].im, sum_re / FN, sum_im / FN);
1868     }
1869 }
1870
1871
1872 static void mdct_test(AVLFG *lfg)
1873 {
1874     int16_t input[MDCT_SAMPLES];
1875     int32_t output[AC3_MAX_COEFS];
1876     float input1[MDCT_SAMPLES];
1877     float output1[AC3_MAX_COEFS];
1878     float s, a, err, e, emax;
1879     int i, k, n;
1880
1881     for (i = 0; i < MDCT_SAMPLES; i++) {
1882         input[i]  = (av_lfg_get(lfg) % 65535 - 32767) * 9 / 10;
1883         input1[i] = input[i];
1884     }
1885
1886     mdct512(output, input);
1887
1888     /* do it by hand */
1889     for (k = 0; k < AC3_MAX_COEFS; k++) {
1890         s = 0;
1891         for (n = 0; n < MDCT_SAMPLES; n++) {
1892             a = (2*M_PI*(2*n+1+MDCT_SAMPLES/2)*(2*k+1) / (4 * MDCT_SAMPLES));
1893             s += input1[n] * cos(a);
1894         }
1895         output1[k] = -2 * s / MDCT_SAMPLES;
1896     }
1897
1898     err  = 0;
1899     emax = 0;
1900     for (i = 0; i < AC3_MAX_COEFS; i++) {
1901         av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "%3d: %7d %7.0f\n", i, output[i], output1[i]);
1902         e = output[i] - output1[i];
1903         if (e > emax)
1904             emax = e;
1905         err += e * e;
1906     }
1907     av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "err2=%f emax=%f\n", err / AC3_MAX_COEFS, emax);
1908 }
1909
1910
1911 int main(void)
1912 {
1913     AVLFG lfg;
1914
1915     av_log_set_level(AV_LOG_DEBUG);
1916     mdct_init(9);
1917
1918     fft_test(&lfg);
1919     mdct_test(&lfg);
1920
1921     return 0;
1922 }
1923 #endif /* TEST */
1924
1925
1926 AVCodec ac3_encoder = {
1927     "ac3",
1928     AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1929     CODEC_ID_AC3,
1930     sizeof(AC3EncodeContext),
1931     ac3_encode_init,
1932     ac3_encode_frame,
1933     ac3_encode_close,
1934     NULL,
1935     .sample_fmts = (const enum AVSampleFormat[]){AV_SAMPLE_FMT_S16,AV_SAMPLE_FMT_NONE},
1936     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATSC A/52A (AC-3)"),
1937     .channel_layouts = (const int64_t[]){
1938         AV_CH_LAYOUT_MONO,
1939         AV_CH_LAYOUT_STEREO,
1940         AV_CH_LAYOUT_2_1,
1941         AV_CH_LAYOUT_SURROUND,
1942         AV_CH_LAYOUT_2_2,
1943         AV_CH_LAYOUT_QUAD,
1944         AV_CH_LAYOUT_4POINT0,
1945         AV_CH_LAYOUT_5POINT0,
1946         AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK,
1947        (AV_CH_LAYOUT_MONO     | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
1948        (AV_CH_LAYOUT_STEREO   | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
1949        (AV_CH_LAYOUT_2_1      | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
1950        (AV_CH_LAYOUT_SURROUND | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
1951        (AV_CH_LAYOUT_2_2      | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
1952        (AV_CH_LAYOUT_QUAD     | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
1953        (AV_CH_LAYOUT_4POINT0  | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
1954         AV_CH_LAYOUT_5POINT1,
1955         AV_CH_LAYOUT_5POINT1_BACK,
1956         0 },
1957 };