git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - 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 //#define ASSERT_LEVEL 2
  31
  32 #include "libavutil/audioconvert.h"
  33 #include "libavutil/avassert.h"
  34 #include "libavutil/crc.h"
  35 #include "avcodec.h"
  36 #include "put_bits.h"
  37 #include "dsputil.h"
  38 #include "ac3dsp.h"
  39 #include "ac3.h"
  40 #include "audioconvert.h"
  41
  42
  43 #ifndef CONFIG_AC3ENC_FLOAT
  44 #define CONFIG_AC3ENC_FLOAT 0
  45 #endif
  46
  47
  48 /** Maximum number of exponent groups. +1 for separate DC exponent. */
  49 #define AC3_MAX_EXP_GROUPS 85
  50
  51 /* stereo rematrixing algorithms */
  52 #define AC3_REMATRIXING_IS_STATIC 0x1
  53 #define AC3_REMATRIXING_SUMS    0
  54 #define AC3_REMATRIXING_NONE    1
  55 #define AC3_REMATRIXING_ALWAYS  3
  56
  57 /** Scale a float value by 2^bits and convert to an integer. */
  58 #define SCALE_FLOAT(a, bits) lrintf((a) * (float)(1 << (bits)))
  59
  60
  61 #if CONFIG_AC3ENC_FLOAT
  62 #include "ac3enc_float.h"
  63 #else
  64 #include "ac3enc_fixed.h"
  65 #endif
  66
  67
  68 /**
  69  * Data for a single audio block.
  70  */
  71 typedef struct AC3Block {
  72     uint8_t  **bap;                             ///< bit allocation pointers (bap)
  73     CoefType **mdct_coef;                       ///< MDCT coefficients
  74     int32_t  **fixed_coef;                      ///< fixed-point MDCT coefficients
  75     uint8_t  **exp;                             ///< original exponents
  76     uint8_t  **grouped_exp;                     ///< grouped exponents
  77     int16_t  **psd;                             ///< psd per frequency bin
  78     int16_t  **band_psd;                        ///< psd per critical band
  79     int16_t  **mask;                            ///< masking curve
  80     uint16_t **qmant;                           ///< quantized mantissas
  81     uint8_t  coeff_shift[AC3_MAX_CHANNELS];     ///< fixed-point coefficient shift values
  82     uint8_t  new_rematrixing_strategy;          ///< send new rematrixing flags in this block
  83     uint8_t  rematrixing_flags[4];              ///< rematrixing flags
  84 } AC3Block;
  85
  86 /**
  87  * AC-3 encoder private context.
  88  */
  89 typedef struct AC3EncodeContext {
  90     PutBitContext pb;                       ///< bitstream writer context
  91     DSPContext dsp;
  92     AC3DSPContext ac3dsp;                   ///< AC-3 optimized functions
  93     AC3MDCTContext mdct;                    ///< MDCT context
  94
  95     AC3Block blocks[AC3_MAX_BLOCKS];        ///< per-block info
  96
  97     int bitstream_id;                       ///< bitstream id                           (bsid)
  98     int bitstream_mode;                     ///< bitstream mode                         (bsmod)
  99
 100     int bit_rate;                           ///< target bit rate, in bits-per-second
 101     int sample_rate;                        ///< sampling frequency, in Hz
 102
 103     int frame_size_min;                     ///< minimum frame size in case rounding is necessary
 104     int frame_size;                         ///< current frame size in bytes
 105     int frame_size_code;                    ///< frame size code                        (frmsizecod)
 106     uint16_t crc_inv[2];
 107     int bits_written;                       ///< bit count    (used to avg. bitrate)
 108     int samples_written;                    ///< sample count (used to avg. bitrate)
 109
 110     int fbw_channels;                       ///< number of full-bandwidth channels      (nfchans)
 111     int channels;                           ///< total number of channels               (nchans)
 112     int lfe_on;                             ///< indicates if there is an LFE channel   (lfeon)
 113     int lfe_channel;                        ///< channel index of the LFE channel
 114     int channel_mode;                       ///< channel mode                           (acmod)
 115     const uint8_t *channel_map;             ///< channel map used to reorder channels
 116
 117     int cutoff;                             ///< user-specified cutoff frequency, in Hz
 118     int bandwidth_code[AC3_MAX_CHANNELS];   ///< bandwidth code (0 to 60)               (chbwcod)
 119     int nb_coefs[AC3_MAX_CHANNELS];
 120
 121     int rematrixing;                        ///< determines how rematrixing strategy is calculated
 122     int num_rematrixing_bands;              ///< number of rematrixing bands
 123
 124     /* bitrate allocation control */
 125     int slow_gain_code;                     ///< slow gain code                         (sgaincod)
 126     int slow_decay_code;                    ///< slow decay code                        (sdcycod)
 127     int fast_decay_code;                    ///< fast decay code                        (fdcycod)
 128     int db_per_bit_code;                    ///< dB/bit code                            (dbpbcod)
 129     int floor_code;                         ///< floor code                             (floorcod)
 130     AC3BitAllocParameters bit_alloc;        ///< bit allocation parameters
 131     int coarse_snr_offset;                  ///< coarse SNR offsets                     (csnroffst)
 132     int fast_gain_code[AC3_MAX_CHANNELS];   ///< fast gain codes (signal-to-mask ratio) (fgaincod)
 133     int fine_snr_offset[AC3_MAX_CHANNELS];  ///< fine SNR offsets                       (fsnroffst)
 134     int frame_bits_fixed;                   ///< number of non-coefficient bits for fixed parameters
 135     int frame_bits;                         ///< all frame bits except exponents and mantissas
 136     int exponent_bits;                      ///< number of bits used for exponents
 137
 138     /* mantissa encoding */
 139     int mant1_cnt, mant2_cnt, mant4_cnt;    ///< mantissa counts for bap=1,2,4
 140     uint16_t *qmant1_ptr, *qmant2_ptr, *qmant4_ptr; ///< mantissa pointers for bap=1,2,4
 141
 142     SampleType **planar_samples;
 143     uint8_t *bap_buffer;
 144     uint8_t *bap1_buffer;
 145     CoefType *mdct_coef_buffer;
 146     int32_t *fixed_coef_buffer;
 147     uint8_t *exp_buffer;
 148     uint8_t *grouped_exp_buffer;
 149     int16_t *psd_buffer;
 150     int16_t *band_psd_buffer;
 151     int16_t *mask_buffer;
 152     uint16_t *qmant_buffer;
 153
 154     uint8_t exp_strategy[AC3_MAX_CHANNELS][AC3_MAX_BLOCKS]; ///< exponent strategies
 155
 156     DECLARE_ALIGNED(16, SampleType, windowed_samples)[AC3_WINDOW_SIZE];
 157 } AC3EncodeContext;
 158
 159
 160 /* prototypes for functions in ac3enc_fixed.c and ac3enc_float.c */
 161
 162 static av_cold void mdct_end(AC3MDCTContext *mdct);
 163
 164 static av_cold int mdct_init(AVCodecContext *avctx, AC3MDCTContext *mdct,
 165                              int nbits);
 166
 167 static void mdct512(AC3MDCTContext *mdct, CoefType *out, SampleType *in);
 168
 169 static void apply_window(DSPContext *dsp, SampleType *output, const SampleType *input,
 170                          const SampleType *window, int n);
 171
 172 static int normalize_samples(AC3EncodeContext *s);
 173
 174 static void scale_coefficients(AC3EncodeContext *s);
 175
 176
 177 /**
 178  * LUT for number of exponent groups.
 179  * exponent_group_tab[exponent strategy-1][number of coefficients]
 180  */
 181 static uint8_t exponent_group_tab[3][256];
 182
 183
 184 /**
 185  * List of supported channel layouts.
 186  */
 187 static const int64_t ac3_channel_layouts[] = {
 188      AV_CH_LAYOUT_MONO,
 189      AV_CH_LAYOUT_STEREO,
 190      AV_CH_LAYOUT_2_1,
 191      AV_CH_LAYOUT_SURROUND,
 192      AV_CH_LAYOUT_2_2,
 193      AV_CH_LAYOUT_QUAD,
 194      AV_CH_LAYOUT_4POINT0,
 195      AV_CH_LAYOUT_5POINT0,
 196      AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK,
 197     (AV_CH_LAYOUT_MONO     | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
 198     (AV_CH_LAYOUT_STEREO   | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
 199     (AV_CH_LAYOUT_2_1      | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
 200     (AV_CH_LAYOUT_SURROUND | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
 201     (AV_CH_LAYOUT_2_2      | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
 202     (AV_CH_LAYOUT_QUAD     | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
 203     (AV_CH_LAYOUT_4POINT0  | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
 204      AV_CH_LAYOUT_5POINT1,
 205      AV_CH_LAYOUT_5POINT1_BACK,
 206      0
 207 };
 208
 209
 210 /**
 211  * Adjust the frame size to make the average bit rate match the target bit rate.
 212  * This is only needed for 11025, 22050, and 44100 sample rates.
 213  */
 214 static void adjust_frame_size(AC3EncodeContext *s)
 215 {
 216     while (s->bits_written >= s->bit_rate && s->samples_written >= s->sample_rate) {
 217         s->bits_written    -= s->bit_rate;
 218         s->samples_written -= s->sample_rate;
 219     }
 220     s->frame_size = s->frame_size_min +
 221                     2 * (s->bits_written * s->sample_rate < s->samples_written * s->bit_rate);
 222     s->bits_written    += s->frame_size * 8;
 223     s->samples_written += AC3_FRAME_SIZE;
 224 }
 225
 226
 227 /**
 228  * Deinterleave input samples.
 229  * Channels are reordered from FFmpeg's default order to AC-3 order.
 230  */
 231 static void deinterleave_input_samples(AC3EncodeContext *s,
 232                                        const SampleType *samples)
 233 {
 234     int ch, i;
 235
 236     /* deinterleave and remap input samples */
 237     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 238         const SampleType *sptr;
 239         int sinc;
 240
 241         /* copy last 256 samples of previous frame to the start of the current frame */
 242         memcpy(&s->planar_samples[ch][0], &s->planar_samples[ch][AC3_FRAME_SIZE],
 243                AC3_BLOCK_SIZE * sizeof(s->planar_samples[0][0]));
 244
 245         /* deinterleave */
 246         sinc = s->channels;
 247         sptr = samples + s->channel_map[ch];
 248         for (i = AC3_BLOCK_SIZE; i < AC3_FRAME_SIZE+AC3_BLOCK_SIZE; i++) {
 249             s->planar_samples[ch][i] = *sptr;
 250             sptr += sinc;
 251         }
 252     }
 253 }
 254
 255
 256 /**
 257  * Apply the MDCT to input samples to generate frequency coefficients.
 258  * This applies the KBD window and normalizes the input to reduce precision
 259  * loss due to fixed-point calculations.
 260  */
 261 static void apply_mdct(AC3EncodeContext *s)
 262 {
 263     int blk, ch;
 264
 265     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 266         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 267             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 268             const SampleType *input_samples = &s->planar_samples[ch][blk * AC3_BLOCK_SIZE];
 269
 270             apply_window(&s->dsp, s->windowed_samples, input_samples, s->mdct.window, AC3_WINDOW_SIZE);
 271
 272             block->coeff_shift[ch] = normalize_samples(s);
 273
 274             mdct512(&s->mdct, block->mdct_coef[ch], s->windowed_samples);
 275         }
 276     }
 277 }
 278
 279
 280 /**
 281  * Initialize stereo rematrixing.
 282  * If the strategy does not change for each frame, set the rematrixing flags.
 283  */
 284 static void rematrixing_init(AC3EncodeContext *s)
 285 {
 286     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
 287         s->rematrixing = AC3_REMATRIXING_SUMS;
 288     else
 289         s->rematrixing = AC3_REMATRIXING_NONE;
 290     /* NOTE: AC3_REMATRIXING_ALWAYS might be used in
 291              the future in conjunction with channel coupling. */
 292
 293     if (s->rematrixing & AC3_REMATRIXING_IS_STATIC) {
 294         int flag = (s->rematrixing == AC3_REMATRIXING_ALWAYS);
 295         s->blocks[0].new_rematrixing_strategy = 1;
 296         memset(s->blocks[0].rematrixing_flags, flag,
 297                sizeof(s->blocks[0].rematrixing_flags));
 298     }
 299 }
 300
 301
 302 /**
 303  * Determine rematrixing flags for each block and band.
 304  */
 305 static void compute_rematrixing_strategy(AC3EncodeContext *s)
 306 {
 307     int nb_coefs;
 308     int blk, bnd, i;
 309     AC3Block *block, *block0;
 310
 311     s->num_rematrixing_bands = 4;
 312
 313     if (s->rematrixing & AC3_REMATRIXING_IS_STATIC)
 314         return;
 315
 316     nb_coefs = FFMIN(s->nb_coefs[0], s->nb_coefs[1]);
 317
 318     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 319         block = &s->blocks[blk];
 320         block->new_rematrixing_strategy = !blk;
 321         for (bnd = 0; bnd < s->num_rematrixing_bands; bnd++) {
 322             /* calculate calculate sum of squared coeffs for one band in one block */
 323             int start = ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd];
 324             int end   = FFMIN(nb_coefs, ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd+1]);
 325             CoefSumType sum[4] = {0,};
 326             for (i = start; i < end; i++) {
 327                 CoefType lt = block->mdct_coef[0][i];
 328                 CoefType rt = block->mdct_coef[1][i];
 329                 CoefType md = lt + rt;
 330                 CoefType sd = lt - rt;
 331                 MAC_COEF(sum[0], lt, lt);
 332                 MAC_COEF(sum[1], rt, rt);
 333                 MAC_COEF(sum[2], md, md);
 334                 MAC_COEF(sum[3], sd, sd);
 335             }
 336
 337             /* compare sums to determine if rematrixing will be used for this band */
 338             if (FFMIN(sum[2], sum[3]) < FFMIN(sum[0], sum[1]))
 339                 block->rematrixing_flags[bnd] = 1;
 340             else
 341                 block->rematrixing_flags[bnd] = 0;
 342
 343             /* determine if new rematrixing flags will be sent */
 344             if (blk &&
 345                 block->rematrixing_flags[bnd] != block0->rematrixing_flags[bnd]) {
 346                 block->new_rematrixing_strategy = 1;
 347             }
 348         }
 349         block0 = block;
 350     }
 351 }
 352
 353
 354 /**
 355  * Apply stereo rematrixing to coefficients based on rematrixing flags.
 356  */
 357 static void apply_rematrixing(AC3EncodeContext *s)
 358 {
 359     int nb_coefs;
 360     int blk, bnd, i;
 361     int start, end;
 362     uint8_t *flags;
 363
 364     if (s->rematrixing == AC3_REMATRIXING_NONE)
 365         return;
 366
 367     nb_coefs = FFMIN(s->nb_coefs[0], s->nb_coefs[1]);
 368
 369     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 370         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 371         if (block->new_rematrixing_strategy)
 372             flags = block->rematrixing_flags;
 373         for (bnd = 0; bnd < s->num_rematrixing_bands; bnd++) {
 374             if (flags[bnd]) {
 375                 start = ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd];
 376                 end   = FFMIN(nb_coefs, ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd+1]);
 377                 for (i = start; i < end; i++) {
 378                     int32_t lt = block->fixed_coef[0][i];
 379                     int32_t rt = block->fixed_coef[1][i];
 380                     block->fixed_coef[0][i] = (lt + rt) >> 1;
 381                     block->fixed_coef[1][i] = (lt - rt) >> 1;
 382                 }
 383             }
 384         }
 385     }
 386 }
 387
 388
 389 /**
 390  * Initialize exponent tables.
 391  */
 392 static av_cold void exponent_init(AC3EncodeContext *s)
 393 {
 394     int i;
 395     for (i = 73; i < 256; i++) {
 396         exponent_group_tab[0][i] = (i - 1) /  3;
 397         exponent_group_tab[1][i] = (i + 2) /  6;
 398         exponent_group_tab[2][i] = (i + 8) / 12;
 399     }
 400     /* LFE */
 401     exponent_group_tab[0][7] = 2;
 402 }
 403
 404
 405 /**
 406  * Extract exponents from the MDCT coefficients.
 407  * This takes into account the normalization that was done to the input samples
 408  * by adjusting the exponents by the exponent shift values.
 409  */
 410 static void extract_exponents(AC3EncodeContext *s)
 411 {
 412     int blk, ch, i;
 413
 414     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 415         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 416             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 417             uint8_t *exp   = block->exp[ch];
 418             int32_t *coef = block->fixed_coef[ch];
 419             for (i = 0; i < AC3_MAX_COEFS; i++) {
 420                 int e;
 421                 int v = abs(coef[i]);
 422                 if (v == 0)
 423                     e = 24;
 424                 else {
 425                     e = 23 - av_log2(v);
 426                     if (e >= 24) {
 427                         e = 24;
 428                         coef[i] = 0;
 429                     }
 430                     av_assert2(e >= 0);
 431                 }
 432                 exp[i] = e;
 433             }
 434         }
 435     }
 436 }
 437
 438
 439 /**
 440  * Exponent Difference Threshold.
 441  * New exponents are sent if their SAD exceed this number.
 442  */
 443 #define EXP_DIFF_THRESHOLD 500
 444
 445
 446 /**
 447  * Calculate exponent strategies for all blocks in a single channel.
 448  */
 449 static void compute_exp_strategy_ch(AC3EncodeContext *s, uint8_t *exp_strategy,
 450                                     uint8_t *exp)
 451 {
 452     int blk, blk1;
 453     int exp_diff;
 454
 455     /* estimate if the exponent variation & decide if they should be
 456        reused in the next frame */
 457     exp_strategy[0] = EXP_NEW;
 458     exp += AC3_MAX_COEFS;
 459     for (blk = 1; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 460         exp_diff = s->dsp.sad[0](NULL, exp, exp - AC3_MAX_COEFS, 16, 16);
 461         if (exp_diff > EXP_DIFF_THRESHOLD)
 462             exp_strategy[blk] = EXP_NEW;
 463         else
 464             exp_strategy[blk] = EXP_REUSE;
 465         exp += AC3_MAX_COEFS;
 466     }
 467
 468     /* now select the encoding strategy type : if exponents are often
 469        recoded, we use a coarse encoding */
 470     blk = 0;
 471     while (blk < AC3_MAX_BLOCKS) {
 472         blk1 = blk + 1;
 473         while (blk1 < AC3_MAX_BLOCKS && exp_strategy[blk1] == EXP_REUSE)
 474             blk1++;
 475         switch (blk1 - blk) {
 476         case 1:  exp_strategy[blk] = EXP_D45; break;
 477         case 2:
 478         case 3:  exp_strategy[blk] = EXP_D25; break;
 479         default: exp_strategy[blk] = EXP_D15; break;
 480         }
 481         blk = blk1;
 482     }
 483 }
 484
 485
 486 /**
 487  * Calculate exponent strategies for all channels.
 488  * Array arrangement is reversed to simplify the per-channel calculation.
 489  */
 490 static void compute_exp_strategy(AC3EncodeContext *s)
 491 {
 492     int ch, blk;
 493
 494     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
 495         compute_exp_strategy_ch(s, s->exp_strategy[ch], s->blocks[0].exp[ch]);
 496     }
 497     if (s->lfe_on) {
 498         ch = s->lfe_channel;
 499         s->exp_strategy[ch][0] = EXP_D15;
 500         for (blk = 1; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++)
 501             s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_REUSE;
 502     }
 503 }
 504
 505
 506 /**
 507  * Update the exponents so that they are the ones the decoder will decode.
 508  */
 509 static void encode_exponents_blk_ch(uint8_t *exp, int nb_exps, int exp_strategy)
 510 {
 511     int nb_groups, i, k;
 512
 513     nb_groups = exponent_group_tab[exp_strategy-1][nb_exps] * 3;
 514
 515     /* for each group, compute the minimum exponent */
 516     switch(exp_strategy) {
 517     case EXP_D25:
 518         for (i = 1, k = 1; i <= nb_groups; i++) {
 519             uint8_t exp_min = exp[k];
 520             if (exp[k+1] < exp_min)
 521                 exp_min = exp[k+1];
 522             exp[i] = exp_min;
 523             k += 2;
 524         }
 525         break;
 526     case EXP_D45:
 527         for (i = 1, k = 1; i <= nb_groups; i++) {
 528             uint8_t exp_min = exp[k];
 529             if (exp[k+1] < exp_min)
 530                 exp_min = exp[k+1];
 531             if (exp[k+2] < exp_min)
 532                 exp_min = exp[k+2];
 533             if (exp[k+3] < exp_min)
 534                 exp_min = exp[k+3];
 535             exp[i] = exp_min;
 536             k += 4;
 537         }
 538         break;
 539     }
 540
 541     /* constraint for DC exponent */
 542     if (exp[0] > 15)
 543         exp[0] = 15;
 544
 545     /* decrease the delta between each groups to within 2 so that they can be
 546        differentially encoded */
 547     for (i = 1; i <= nb_groups; i++)
 548         exp[i] = FFMIN(exp[i], exp[i-1] + 2);
 549     i--;
 550     while (--i >= 0)
 551         exp[i] = FFMIN(exp[i], exp[i+1] + 2);
 552
 553     /* now we have the exponent values the decoder will see */
 554     switch (exp_strategy) {
 555     case EXP_D25:
 556         for (i = nb_groups, k = nb_groups * 2; i > 0; i--) {
 557             uint8_t exp1 = exp[i];
 558             exp[k--] = exp1;
 559             exp[k--] = exp1;
 560         }
 561         break;
 562     case EXP_D45:
 563         for (i = nb_groups, k = nb_groups * 4; i > 0; i--) {
 564             exp[k] = exp[k-1] = exp[k-2] = exp[k-3] = exp[i];
 565             k -= 4;
 566         }
 567         break;
 568     }
 569 }
 570
 571
 572 /**
 573  * Encode exponents from original extracted form to what the decoder will see.
 574  * This copies and groups exponents based on exponent strategy and reduces
 575  * deltas between adjacent exponent groups so that they can be differentially
 576  * encoded.
 577  */
 578 static void encode_exponents(AC3EncodeContext *s)
 579 {
 580     int blk, blk1, ch;
 581     uint8_t *exp, *exp1, *exp_strategy;
 582     int nb_coefs, num_reuse_blocks;
 583
 584     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 585         exp          = s->blocks[0].exp[ch];
 586         exp_strategy = s->exp_strategy[ch];
 587         nb_coefs     = s->nb_coefs[ch];
 588
 589         blk = 0;
 590         while (blk < AC3_MAX_BLOCKS) {
 591             blk1 = blk + 1;
 592
 593             /* count the number of EXP_REUSE blocks after the current block */
 594             while (blk1 < AC3_MAX_BLOCKS && exp_strategy[blk1] == EXP_REUSE)
 595                 blk1++;
 596             num_reuse_blocks = blk1 - blk - 1;
 597
 598             /* for the EXP_REUSE case we select the min of the exponents */
 599             s->ac3dsp.ac3_exponent_min(exp, num_reuse_blocks, nb_coefs);
 600
 601             encode_exponents_blk_ch(exp, nb_coefs, exp_strategy[blk]);
 602
 603             /* copy encoded exponents for reuse case */
 604             exp1 = exp + AC3_MAX_COEFS;
 605             while (blk < blk1-1) {
 606                 memcpy(exp1, exp, nb_coefs * sizeof(*exp));
 607                 exp1 += AC3_MAX_COEFS;
 608                 blk++;
 609             }
 610             blk = blk1;
 611             exp = exp1;
 612         }
 613     }
 614 }
 615
 616
 617 /**
 618  * Group exponents.
 619  * 3 delta-encoded exponents are in each 7-bit group. The number of groups
 620  * varies depending on exponent strategy and bandwidth.
 621  */
 622 static void group_exponents(AC3EncodeContext *s)
 623 {
 624     int blk, ch, i;
 625     int group_size, nb_groups, bit_count;
 626     uint8_t *p;
 627     int delta0, delta1, delta2;
 628     int exp0, exp1;
 629
 630     bit_count = 0;
 631     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 632         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 633         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 634             int exp_strategy = s->exp_strategy[ch][blk];
 635             if (exp_strategy == EXP_REUSE)
 636                 continue;
 637             group_size = exp_strategy + (exp_strategy == EXP_D45);
 638             nb_groups = exponent_group_tab[exp_strategy-1][s->nb_coefs[ch]];
 639             bit_count += 4 + (nb_groups * 7);
 640             p = block->exp[ch];
 641
 642             /* DC exponent */
 643             exp1 = *p++;
 644             block->grouped_exp[ch][0] = exp1;
 645
 646             /* remaining exponents are delta encoded */
 647             for (i = 1; i <= nb_groups; i++) {
 648                 /* merge three delta in one code */
 649                 exp0   = exp1;
 650                 exp1   = p[0];
 651                 p     += group_size;
 652                 delta0 = exp1 - exp0 + 2;
 653                 av_assert2(delta0 >= 0 && delta0 <= 4);
 654
 655                 exp0   = exp1;
 656                 exp1   = p[0];
 657                 p     += group_size;
 658                 delta1 = exp1 - exp0 + 2;
 659                 av_assert2(delta1 >= 0 && delta1 <= 4);
 660
 661                 exp0   = exp1;
 662                 exp1   = p[0];
 663                 p     += group_size;
 664                 delta2 = exp1 - exp0 + 2;
 665                 av_assert2(delta2 >= 0 && delta2 <= 4);
 666
 667                 block->grouped_exp[ch][i] = ((delta0 * 5 + delta1) * 5) + delta2;
 668             }
 669         }
 670     }
 671
 672     s->exponent_bits = bit_count;
 673 }
 674
 675
 676 /**
 677  * Calculate final exponents from the supplied MDCT coefficients and exponent shift.
 678  * Extract exponents from MDCT coefficients, calculate exponent strategies,
 679  * and encode final exponents.
 680  */
 681 static void process_exponents(AC3EncodeContext *s)
 682 {
 683     extract_exponents(s);
 684
 685     compute_exp_strategy(s);
 686
 687     encode_exponents(s);
 688
 689     group_exponents(s);
 690
 691     emms_c();
 692 }
 693
 694
 695 /**
 696  * Count frame bits that are based solely on fixed parameters.
 697  * This only has to be run once when the encoder is initialized.
 698  */
 699 static void count_frame_bits_fixed(AC3EncodeContext *s)
 700 {
 701     static const int frame_bits_inc[8] = { 0, 0, 2, 2, 2, 4, 2, 4 };
 702     int blk;
 703     int frame_bits;
 704
 705     /* assumptions:
 706      *   no dynamic range codes
 707      *   no channel coupling
 708      *   bit allocation parameters do not change between blocks
 709      *   SNR offsets do not change between blocks
 710      *   no delta bit allocation
 711      *   no skipped data
 712      *   no auxilliary data
 713      */
 714
 715     /* header size */
 716     frame_bits = 65;
 717     frame_bits += frame_bits_inc[s->channel_mode];
 718
 719     /* audio blocks */
 720     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 721         frame_bits += s->fbw_channels * 2 + 2; /* blksw * c, dithflag * c, dynrnge, cplstre */
 722         if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
 723             frame_bits++; /* rematstr */
 724         }
 725         frame_bits += 2 * s->fbw_channels; /* chexpstr[2] * c */
 726         if (s->lfe_on)
 727             frame_bits++; /* lfeexpstr */
 728         frame_bits++; /* baie */
 729         frame_bits++; /* snr */
 730         frame_bits += 2; /* delta / skip */
 731     }
 732     frame_bits++; /* cplinu for block 0 */
 733     /* bit alloc info */
 734     /* sdcycod[2], fdcycod[2], sgaincod[2], dbpbcod[2], floorcod[3] */
 735     /* csnroffset[6] */
 736     /* (fsnoffset[4] + fgaincod[4]) * c */
 737     frame_bits += 2*4 + 3 + 6 + s->channels * (4 + 3);
 738
 739     /* auxdatae, crcrsv */
 740     frame_bits += 2;
 741
 742     /* CRC */
 743     frame_bits += 16;
 744
 745     s->frame_bits_fixed = frame_bits;
 746 }
 747
 748
 749 /**
 750  * Initialize bit allocation.
 751  * Set default parameter codes and calculate parameter values.
 752  */
 753 static void bit_alloc_init(AC3EncodeContext *s)
 754 {
 755     int ch;
 756
 757     /* init default parameters */
 758     s->slow_decay_code = 2;
 759     s->fast_decay_code = 1;
 760     s->slow_gain_code  = 1;
 761     s->db_per_bit_code = 3;
 762     s->floor_code      = 7;
 763     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
 764         s->fast_gain_code[ch] = 4;
 765
 766     /* initial snr offset */
 767     s->coarse_snr_offset = 40;
 768
 769     /* compute real values */
 770     /* currently none of these values change during encoding, so we can just
 771        set them once at initialization */
 772     s->bit_alloc.slow_decay = ff_ac3_slow_decay_tab[s->slow_decay_code] >> s->bit_alloc.sr_shift;
 773     s->bit_alloc.fast_decay = ff_ac3_fast_decay_tab[s->fast_decay_code] >> s->bit_alloc.sr_shift;
 774     s->bit_alloc.slow_gain  = ff_ac3_slow_gain_tab[s->slow_gain_code];
 775     s->bit_alloc.db_per_bit = ff_ac3_db_per_bit_tab[s->db_per_bit_code];
 776     s->bit_alloc.floor      = ff_ac3_floor_tab[s->floor_code];
 777
 778     count_frame_bits_fixed(s);
 779 }
 780
 781
 782 /**
 783  * Count the bits used to encode the frame, minus exponents and mantissas.
 784  * Bits based on fixed parameters have already been counted, so now we just
 785  * have to add the bits based on parameters that change during encoding.
 786  */
 787 static void count_frame_bits(AC3EncodeContext *s)
 788 {
 789     int blk, ch;
 790     int frame_bits = 0;
 791
 792     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 793         /* stereo rematrixing */
 794         if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO &&
 795             s->blocks[blk].new_rematrixing_strategy) {
 796             frame_bits += s->num_rematrixing_bands;
 797         }
 798
 799         for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
 800             if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE)
 801                 frame_bits += 6 + 2; /* chbwcod[6], gainrng[2] */
 802         }
 803     }
 804     s->frame_bits = s->frame_bits_fixed + frame_bits;
 805 }
 806
 807
 808 /**
 809  * Calculate the number of bits needed to encode a set of mantissas.
 810  */
 811 static int compute_mantissa_size(int mant_cnt[5], uint8_t *bap, int nb_coefs)
 812 {
 813     int bits, b, i;
 814
 815     bits = 0;
 816     for (i = 0; i < nb_coefs; i++) {
 817         b = bap[i];
 818         if (b <= 4) {
 819             // bap=1 to bap=4 will be counted in compute_mantissa_size_final
 820             mant_cnt[b]++;
 821         } else if (b <= 13) {
 822             // bap=5 to bap=13 use (bap-1) bits
 823             bits += b - 1;
 824         } else {
 825             // bap=14 uses 14 bits and bap=15 uses 16 bits
 826             bits += (b == 14) ? 14 : 16;
 827         }
 828     }
 829     return bits;
 830 }
 831
 832
 833 /**
 834  * Finalize the mantissa bit count by adding in the grouped mantissas.
 835  */
 836 static int compute_mantissa_size_final(int mant_cnt[5])
 837 {
 838     // bap=1 : 3 mantissas in 5 bits
 839     int bits = (mant_cnt[1] / 3) * 5;
 840     // bap=2 : 3 mantissas in 7 bits
 841     // bap=4 : 2 mantissas in 7 bits
 842     bits += ((mant_cnt[2] / 3) + (mant_cnt[4] >> 1)) * 7;
 843     // bap=3 : each mantissa is 3 bits
 844     bits += mant_cnt[3] * 3;
 845     return bits;
 846 }
 847
 848
 849 /**
 850  * Calculate masking curve based on the final exponents.
 851  * Also calculate the power spectral densities to use in future calculations.
 852  */
 853 static void bit_alloc_masking(AC3EncodeContext *s)
 854 {
 855     int blk, ch;
 856
 857     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 858         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 859         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 860             /* We only need psd and mask for calculating bap.
 861                Since we currently do not calculate bap when exponent
 862                strategy is EXP_REUSE we do not need to calculate psd or mask. */
 863             if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE) {
 864                 ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(block->exp[ch], 0,
 865                                           s->nb_coefs[ch],
 866                                           block->psd[ch], block->band_psd[ch]);
 867                 ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(&s->bit_alloc, block->band_psd[ch],
 868                                            0, s->nb_coefs[ch],
 869                                            ff_ac3_fast_gain_tab[s->fast_gain_code[ch]],
 870                                            ch == s->lfe_channel,
 871                                            DBA_NONE, 0, NULL, NULL, NULL,
 872                                            block->mask[ch]);
 873             }
 874         }
 875     }
 876 }
 877
 878
 879 /**
 880  * Ensure that bap for each block and channel point to the current bap_buffer.
 881  * They may have been switched during the bit allocation search.
 882  */
 883 static void reset_block_bap(AC3EncodeContext *s)
 884 {
 885     int blk, ch;
 886     if (s->blocks[0].bap[0] == s->bap_buffer)
 887         return;
 888     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 889         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 890             s->blocks[blk].bap[ch] = &s->bap_buffer[AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
 891         }
 892     }
 893 }
 894
 895
 896 /**
 897  * Run the bit allocation with a given SNR offset.
 898  * This calculates the bit allocation pointers that will be used to determine
 899  * the quantization of each mantissa.
 900  * @return the number of bits needed for mantissas if the given SNR offset is
 901  *         is used.
 902  */
 903 static int bit_alloc(AC3EncodeContext *s, int snr_offset)
 904 {
 905     int blk, ch;
 906     int mantissa_bits;
 907     int mant_cnt[5];
 908
 909     snr_offset = (snr_offset - 240) << 2;
 910
 911     reset_block_bap(s);
 912     mantissa_bits = 0;
 913     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 914         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 915         // initialize grouped mantissa counts. these are set so that they are
 916         // padded to the next whole group size when bits are counted in
 917         // compute_mantissa_size_final
 918         mant_cnt[0] = mant_cnt[3] = 0;
 919         mant_cnt[1] = mant_cnt[2] = 2;
 920         mant_cnt[4] = 1;
 921         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 922             /* Currently the only bit allocation parameters which vary across
 923                blocks within a frame are the exponent values.  We can take
 924                advantage of that by reusing the bit allocation pointers
 925                whenever we reuse exponents. */
 926             if (s->exp_strategy[ch][blk] == EXP_REUSE) {
 927                 memcpy(block->bap[ch], s->blocks[blk-1].bap[ch], AC3_MAX_COEFS);
 928             } else {
 929                 ff_ac3_bit_alloc_calc_bap(block->mask[ch], block->psd[ch], 0,
 930                                           s->nb_coefs[ch], snr_offset,
 931                                           s->bit_alloc.floor, ff_ac3_bap_tab,
 932                                           block->bap[ch]);
 933             }
 934             mantissa_bits += compute_mantissa_size(mant_cnt, block->bap[ch], s->nb_coefs[ch]);
 935         }
 936         mantissa_bits += compute_mantissa_size_final(mant_cnt);
 937     }
 938     return mantissa_bits;
 939 }
 940
 941
 942 /**
 943  * Constant bitrate bit allocation search.
 944  * Find the largest SNR offset that will allow data to fit in the frame.
 945  */
 946 static int cbr_bit_allocation(AC3EncodeContext *s)
 947 {
 948     int ch;
 949     int bits_left;
 950     int snr_offset, snr_incr;
 951
 952     bits_left = 8 * s->frame_size - (s->frame_bits + s->exponent_bits);
 953     av_assert2(bits_left >= 0);
 954
 955     snr_offset = s->coarse_snr_offset << 4;
 956
 957     /* if previous frame SNR offset was 1023, check if current frame can also
 958        use SNR offset of 1023. if so, skip the search. */
 959     if ((snr_offset | s->fine_snr_offset[0]) == 1023) {
 960         if (bit_alloc(s, 1023) <= bits_left)
 961             return 0;
 962     }
 963
 964     while (snr_offset >= 0 &&
 965            bit_alloc(s, snr_offset) > bits_left) {
 966         snr_offset -= 64;
 967     }
 968     if (snr_offset < 0)
 969         return AVERROR(EINVAL);
 970
 971     FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
 972     for (snr_incr = 64; snr_incr > 0; snr_incr >>= 2) {
 973         while (snr_offset + snr_incr <= 1023 &&
 974                bit_alloc(s, snr_offset + snr_incr) <= bits_left) {
 975             snr_offset += snr_incr;
 976             FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
 977         }
 978     }
 979     FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
 980     reset_block_bap(s);
 981
 982     s->coarse_snr_offset = snr_offset >> 4;
 983     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
 984         s->fine_snr_offset[ch] = snr_offset & 0xF;
 985
 986     return 0;
 987 }
 988
 989
 990 /**
 991  * Downgrade exponent strategies to reduce the bits used by the exponents.
 992  * This is a fallback for when bit allocation fails with the normal exponent
 993  * strategies.  Each time this function is run it only downgrades the
 994  * strategy in 1 channel of 1 block.
 995  * @return non-zero if downgrade was unsuccessful
 996  */
 997 static int downgrade_exponents(AC3EncodeContext *s)
 998 {
 999     int ch, blk;
1000
1001     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1002         for (blk = AC3_MAX_BLOCKS-1; blk >= 0; blk--) {
1003             if (s->exp_strategy[ch][blk] == EXP_D15) {
1004                 s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_D25;
1005                 return 0;
1006             }
1007         }
1008     }
1009     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1010         for (blk = AC3_MAX_BLOCKS-1; blk >= 0; blk--) {
1011             if (s->exp_strategy[ch][blk] == EXP_D25) {
1012                 s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_D45;
1013                 return 0;
1014             }
1015         }
1016     }
1017     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1018         /* block 0 cannot reuse exponents, so only downgrade D45 to REUSE if
1019            the block number > 0 */
1020         for (blk = AC3_MAX_BLOCKS-1; blk > 0; blk--) {
1021             if (s->exp_strategy[ch][blk] > EXP_REUSE) {
1022                 s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_REUSE;
1023                 return 0;
1024             }
1025         }
1026     }
1027     return -1;
1028 }
1029
1030
1031 /**
1032  * Reduce the bandwidth to reduce the number of bits used for a given SNR offset.
1033  * This is a second fallback for when bit allocation still fails after exponents
1034  * have been downgraded.
1035  * @return non-zero if bandwidth reduction was unsuccessful
1036  */
1037 static int reduce_bandwidth(AC3EncodeContext *s, int min_bw_code)
1038 {
1039     int ch;
1040
1041     if (s->bandwidth_code[0] > min_bw_code) {
1042         for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1043             s->bandwidth_code[ch]--;
1044             s->nb_coefs[ch] = s->bandwidth_code[ch] * 3 + 73;
1045         }
1046         return 0;
1047     }
1048     return -1;
1049 }
1050
1051
1052 /**
1053  * Perform bit allocation search.
1054  * Finds the SNR offset value that maximizes quality and fits in the specified
1055  * frame size.  Output is the SNR offset and a set of bit allocation pointers
1056  * used to quantize the mantissas.
1057  */
1058 static int compute_bit_allocation(AC3EncodeContext *s)
1059 {
1060     int ret;
1061
1062     count_frame_bits(s);
1063
1064     bit_alloc_masking(s);
1065
1066     ret = cbr_bit_allocation(s);
1067     while (ret) {
1068         /* fallback 1: downgrade exponents */
1069         if (!downgrade_exponents(s)) {
1070             extract_exponents(s);
1071             encode_exponents(s);
1072             group_exponents(s);
1073             ret = compute_bit_allocation(s);
1074             continue;
1075         }
1076
1077         /* fallback 2: reduce bandwidth */
1078         /* only do this if the user has not specified a specific cutoff
1079            frequency */
1080         if (!s->cutoff && !reduce_bandwidth(s, 0)) {
1081             process_exponents(s);
1082             ret = compute_bit_allocation(s);
1083             continue;
1084         }
1085
1086         /* fallbacks were not enough... */
1087         break;
1088     }
1089
1090     return ret;
1091 }
1092
1093
1094 /**
1095  * Symmetric quantization on 'levels' levels.
1096  */
1097 static inline int sym_quant(int c, int e, int levels)
1098 {
1099     int v = ((((levels * c) >> (24 - e)) + 1) >> 1) + (levels >> 1);
1100     av_assert2(v >= 0 && v < levels);
1101     return v;
1102 }
1103
1104
1105 /**
1106  * Asymmetric quantization on 2^qbits levels.
1107  */
1108 static inline int asym_quant(int c, int e, int qbits)
1109 {
1110     int lshift, m, v;
1111
1112     lshift = e + qbits - 24;
1113     if (lshift >= 0)
1114         v = c << lshift;
1115     else
1116         v = c >> (-lshift);
1117     /* rounding */
1118     v = (v + 1) >> 1;
1119     m = (1 << (qbits-1));
1120     if (v >= m)
1121         v = m - 1;
1122     av_assert2(v >= -m);
1123     return v & ((1 << qbits)-1);
1124 }
1125
1126
1127 /**
1128  * Quantize a set of mantissas for a single channel in a single block.
1129  */
1130 static void quantize_mantissas_blk_ch(AC3EncodeContext *s, int32_t *fixed_coef,
1131                                       uint8_t *exp,
1132                                       uint8_t *bap, uint16_t *qmant, int n)
1133 {
1134     int i;
1135
1136     for (i = 0; i < n; i++) {
1137         int v;
1138         int c = fixed_coef[i];
1139         int e = exp[i];
1140         int b = bap[i];
1141         switch (b) {
1142         case 0:
1143             v = 0;
1144             break;
1145         case 1:
1146             v = sym_quant(c, e, 3);
1147             switch (s->mant1_cnt) {
1148             case 0:
1149                 s->qmant1_ptr = &qmant[i];
1150                 v = 9 * v;
1151                 s->mant1_cnt = 1;
1152                 break;
1153             case 1:
1154                 *s->qmant1_ptr += 3 * v;
1155                 s->mant1_cnt = 2;
1156                 v = 128;
1157                 break;
1158             default:
1159                 *s->qmant1_ptr += v;
1160                 s->mant1_cnt = 0;
1161                 v = 128;
1162                 break;
1163             }
1164             break;
1165         case 2:
1166             v = sym_quant(c, e, 5);
1167             switch (s->mant2_cnt) {
1168             case 0:
1169                 s->qmant2_ptr = &qmant[i];
1170                 v = 25 * v;
1171                 s->mant2_cnt = 1;
1172                 break;
1173             case 1:
1174                 *s->qmant2_ptr += 5 * v;
1175                 s->mant2_cnt = 2;
1176                 v = 128;
1177                 break;
1178             default:
1179                 *s->qmant2_ptr += v;
1180                 s->mant2_cnt = 0;
1181                 v = 128;
1182                 break;
1183             }
1184             break;
1185         case 3:
1186             v = sym_quant(c, e, 7);
1187             break;
1188         case 4:
1189             v = sym_quant(c, e, 11);
1190             switch (s->mant4_cnt) {
1191             case 0:
1192                 s->qmant4_ptr = &qmant[i];
1193                 v = 11 * v;
1194                 s->mant4_cnt = 1;
1195                 break;
1196             default:
1197                 *s->qmant4_ptr += v;
1198                 s->mant4_cnt = 0;
1199                 v = 128;
1200                 break;
1201             }
1202             break;
1203         case 5:
1204             v = sym_quant(c, e, 15);
1205             break;
1206         case 14:
1207             v = asym_quant(c, e, 14);
1208             break;
1209         case 15:
1210             v = asym_quant(c, e, 16);
1211             break;
1212         default:
1213             v = asym_quant(c, e, b - 1);
1214             break;
1215         }
1216         qmant[i] = v;
1217     }
1218 }
1219
1220
1221 /**
1222  * Quantize mantissas using coefficients, exponents, and bit allocation pointers.
1223  */
1224 static void quantize_mantissas(AC3EncodeContext *s)
1225 {
1226     int blk, ch;
1227
1228
1229     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1230         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1231         s->mant1_cnt  = s->mant2_cnt  = s->mant4_cnt  = 0;
1232         s->qmant1_ptr = s->qmant2_ptr = s->qmant4_ptr = NULL;
1233
1234         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1235             quantize_mantissas_blk_ch(s, block->fixed_coef[ch],
1236                                       block->exp[ch], block->bap[ch],
1237                                       block->qmant[ch], s->nb_coefs[ch]);
1238         }
1239     }
1240 }
1241
1242
1243 /**
1244  * Write the AC-3 frame header to the output bitstream.
1245  */
1246 static void output_frame_header(AC3EncodeContext *s)
1247 {
1248     put_bits(&s->pb, 16, 0x0b77);   /* frame header */
1249     put_bits(&s->pb, 16, 0);        /* crc1: will be filled later */
1250     put_bits(&s->pb, 2,  s->bit_alloc.sr_code);
1251     put_bits(&s->pb, 6,  s->frame_size_code + (s->frame_size - s->frame_size_min) / 2);
1252     put_bits(&s->pb, 5,  s->bitstream_id);
1253     put_bits(&s->pb, 3,  s->bitstream_mode);
1254     put_bits(&s->pb, 3,  s->channel_mode);
1255     if ((s->channel_mode & 0x01) && s->channel_mode != AC3_CHMODE_MONO)
1256         put_bits(&s->pb, 2, 1);     /* XXX -4.5 dB */
1257     if (s->channel_mode & 0x04)
1258         put_bits(&s->pb, 2, 1);     /* XXX -6 dB */
1259     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
1260         put_bits(&s->pb, 2, 0);     /* surround not indicated */
1261     put_bits(&s->pb, 1, s->lfe_on); /* LFE */
1262     put_bits(&s->pb, 5, 31);        /* dialog norm: -31 db */
1263     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no compression control word */
1264     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no lang code */
1265     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no audio production info */
1266     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no copyright */
1267     put_bits(&s->pb, 1, 1);         /* original bitstream */
1268     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no time code 1 */
1269     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no time code 2 */
1270     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no additional bit stream info */
1271 }
1272
1273
1274 /**
1275  * Write one audio block to the output bitstream.
1276  */
1277 static void output_audio_block(AC3EncodeContext *s, int blk)
1278 {
1279     int ch, i, baie, rbnd;
1280     AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1281
1282     /* block switching */
1283     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
1284         put_bits(&s->pb, 1, 0);
1285
1286     /* dither flags */
1287     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
1288         put_bits(&s->pb, 1, 1);
1289
1290     /* dynamic range codes */
1291     put_bits(&s->pb, 1, 0);
1292
1293     /* channel coupling */
1294     if (!blk) {
1295         put_bits(&s->pb, 1, 1); /* coupling strategy present */
1296         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no coupling strategy */
1297     } else {
1298         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no new coupling strategy */
1299     }
1300
1301     /* stereo rematrixing */
1302     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
1303         put_bits(&s->pb, 1, block->new_rematrixing_strategy);
1304         if (block->new_rematrixing_strategy) {
1305             /* rematrixing flags */
1306             for (rbnd = 0; rbnd < s->num_rematrixing_bands; rbnd++)
1307                 put_bits(&s->pb, 1, block->rematrixing_flags[rbnd]);
1308         }
1309     }
1310
1311     /* exponent strategy */
1312     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
1313         put_bits(&s->pb, 2, s->exp_strategy[ch][blk]);
1314     if (s->lfe_on)
1315         put_bits(&s->pb, 1, s->exp_strategy[s->lfe_channel][blk]);
1316
1317     /* bandwidth */
1318     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1319         if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE)
1320             put_bits(&s->pb, 6, s->bandwidth_code[ch]);
1321     }
1322
1323     /* exponents */
1324     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1325         int nb_groups;
1326
1327         if (s->exp_strategy[ch][blk] == EXP_REUSE)
1328             continue;
1329
1330         /* DC exponent */
1331         put_bits(&s->pb, 4, block->grouped_exp[ch][0]);
1332
1333         /* exponent groups */
1334         nb_groups = exponent_group_tab[s->exp_strategy[ch][blk]-1][s->nb_coefs[ch]];
1335         for (i = 1; i <= nb_groups; i++)
1336             put_bits(&s->pb, 7, block->grouped_exp[ch][i]);
1337
1338         /* gain range info */
1339         if (ch != s->lfe_channel)
1340             put_bits(&s->pb, 2, 0);
1341     }
1342
1343     /* bit allocation info */
1344     baie = (blk == 0);
1345     put_bits(&s->pb, 1, baie);
1346     if (baie) {
1347         put_bits(&s->pb, 2, s->slow_decay_code);
1348         put_bits(&s->pb, 2, s->fast_decay_code);
1349         put_bits(&s->pb, 2, s->slow_gain_code);
1350         put_bits(&s->pb, 2, s->db_per_bit_code);
1351         put_bits(&s->pb, 3, s->floor_code);
1352     }
1353
1354     /* snr offset */
1355     put_bits(&s->pb, 1, baie);
1356     if (baie) {
1357         put_bits(&s->pb, 6, s->coarse_snr_offset);
1358         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1359             put_bits(&s->pb, 4, s->fine_snr_offset[ch]);
1360             put_bits(&s->pb, 3, s->fast_gain_code[ch]);
1361         }
1362     }
1363
1364     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no delta bit allocation */
1365     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no data to skip */
1366
1367     /* mantissas */
1368     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1369         int b, q;
1370         for (i = 0; i < s->nb_coefs[ch]; i++) {
1371             q = block->qmant[ch][i];
1372             b = block->bap[ch][i];
1373             switch (b) {
1374             case 0:                                         break;
1375             case 1: if (q != 128) put_bits(&s->pb,   5, q); break;
1376             case 2: if (q != 128) put_bits(&s->pb,   7, q); break;
1377             case 3:               put_bits(&s->pb,   3, q); break;
1378             case 4: if (q != 128) put_bits(&s->pb,   7, q); break;
1379             case 14:              put_bits(&s->pb,  14, q); break;
1380             case 15:              put_bits(&s->pb,  16, q); break;
1381             default:              put_bits(&s->pb, b-1, q); break;
1382             }
1383         }
1384     }
1385 }
1386
1387
1388 /** CRC-16 Polynomial */
1389 #define CRC16_POLY ((1 << 0) | (1 << 2) | (1 << 15) | (1 << 16))
1390
1391
1392 static unsigned int mul_poly(unsigned int a, unsigned int b, unsigned int poly)
1393 {
1394     unsigned int c;
1395
1396     c = 0;
1397     while (a) {
1398         if (a & 1)
1399             c ^= b;
1400         a = a >> 1;
1401         b = b << 1;
1402         if (b & (1 << 16))
1403             b ^= poly;
1404     }
1405     return c;
1406 }
1407
1408
1409 static unsigned int pow_poly(unsigned int a, unsigned int n, unsigned int poly)
1410 {
1411     unsigned int r;
1412     r = 1;
1413     while (n) {
1414         if (n & 1)
1415             r = mul_poly(r, a, poly);
1416         a = mul_poly(a, a, poly);
1417         n >>= 1;
1418     }
1419     return r;
1420 }
1421
1422
1423 /**
1424  * Fill the end of the frame with 0's and compute the two CRCs.
1425  */
1426 static void output_frame_end(AC3EncodeContext *s)
1427 {
1428     const AVCRC *crc_ctx = av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI);
1429     int frame_size_58, pad_bytes, crc1, crc2_partial, crc2, crc_inv;
1430     uint8_t *frame;
1431
1432     frame_size_58 = ((s->frame_size >> 2) + (s->frame_size >> 4)) << 1;
1433
1434     /* pad the remainder of the frame with zeros */
1435     av_assert2(s->frame_size * 8 - put_bits_count(&s->pb) >= 18);
1436     flush_put_bits(&s->pb);
1437     frame = s->pb.buf;
1438     pad_bytes = s->frame_size - (put_bits_ptr(&s->pb) - frame) - 2;
1439     av_assert2(pad_bytes >= 0);
1440     if (pad_bytes > 0)
1441         memset(put_bits_ptr(&s->pb), 0, pad_bytes);
1442
1443     /* compute crc1 */
1444     /* this is not so easy because it is at the beginning of the data... */
1445     crc1    = av_bswap16(av_crc(crc_ctx, 0, frame + 4, frame_size_58 - 4));
1446     crc_inv = s->crc_inv[s->frame_size > s->frame_size_min];
1447     crc1    = mul_poly(crc_inv, crc1, CRC16_POLY);
1448     AV_WB16(frame + 2, crc1);
1449
1450     /* compute crc2 */
1451     crc2_partial = av_crc(crc_ctx, 0, frame + frame_size_58,
1452                           s->frame_size - frame_size_58 - 3);
1453     crc2 = av_crc(crc_ctx, crc2_partial, frame + s->frame_size - 3, 1);
1454     /* ensure crc2 does not match sync word by flipping crcrsv bit if needed */
1455     if (crc2 == 0x770B) {
1456         frame[s->frame_size - 3] ^= 0x1;
1457         crc2 = av_crc(crc_ctx, crc2_partial, frame + s->frame_size - 3, 1);
1458     }
1459     crc2 = av_bswap16(crc2);
1460     AV_WB16(frame + s->frame_size - 2, crc2);
1461 }
1462
1463
1464 /**
1465  * Write the frame to the output bitstream.
1466  */
1467 static void output_frame(AC3EncodeContext *s, unsigned char *frame)
1468 {
1469     int blk;
1470
1471     init_put_bits(&s->pb, frame, AC3_MAX_CODED_FRAME_SIZE);
1472
1473     output_frame_header(s);
1474
1475     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++)
1476         output_audio_block(s, blk);
1477
1478     output_frame_end(s);
1479 }
1480
1481
1482 /**
1483  * Encode a single AC-3 frame.
1484  */
1485 static int ac3_encode_frame(AVCodecContext *avctx, unsigned char *frame,
1486                             int buf_size, void *data)
1487 {
1488     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1489     const SampleType *samples = data;
1490     int ret;
1491
1492     if (s->bit_alloc.sr_code == 1)
1493         adjust_frame_size(s);
1494
1495     deinterleave_input_samples(s, samples);
1496
1497     apply_mdct(s);
1498
1499     scale_coefficients(s);
1500
1501     compute_rematrixing_strategy(s);
1502
1503     apply_rematrixing(s);
1504
1505     process_exponents(s);
1506
1507     ret = compute_bit_allocation(s);
1508     if (ret) {
1509         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Bit allocation failed. Try increasing the bitrate.\n");
1510         return ret;
1511     }
1512
1513     quantize_mantissas(s);
1514
1515     output_frame(s, frame);
1516
1517     return s->frame_size;
1518 }
1519
1520
1521 /**
1522  * Finalize encoding and free any memory allocated by the encoder.
1523  */
1524 static av_cold int ac3_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1525 {
1526     int blk, ch;
1527     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1528
1529     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
1530         av_freep(&s->planar_samples[ch]);
1531     av_freep(&s->planar_samples);
1532     av_freep(&s->bap_buffer);
1533     av_freep(&s->bap1_buffer);
1534     av_freep(&s->mdct_coef_buffer);
1535     av_freep(&s->fixed_coef_buffer);
1536     av_freep(&s->exp_buffer);
1537     av_freep(&s->grouped_exp_buffer);
1538     av_freep(&s->psd_buffer);
1539     av_freep(&s->band_psd_buffer);
1540     av_freep(&s->mask_buffer);
1541     av_freep(&s->qmant_buffer);
1542     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1543         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1544         av_freep(&block->bap);
1545         av_freep(&block->mdct_coef);
1546         av_freep(&block->fixed_coef);
1547         av_freep(&block->exp);
1548         av_freep(&block->grouped_exp);
1549         av_freep(&block->psd);
1550         av_freep(&block->band_psd);
1551         av_freep(&block->mask);
1552         av_freep(&block->qmant);
1553     }
1554
1555     mdct_end(&s->mdct);
1556
1557     av_freep(&avctx->coded_frame);
1558     return 0;
1559 }
1560
1561
1562 /**
1563  * Set channel information during initialization.
1564  */
1565 static av_cold int set_channel_info(AC3EncodeContext *s, int channels,
1566                                     int64_t *channel_layout)
1567 {
1568     int ch_layout;
1569
1570     if (channels < 1 || channels > AC3_MAX_CHANNELS)
1571         return AVERROR(EINVAL);
1572     if ((uint64_t)*channel_layout > 0x7FF)
1573         return AVERROR(EINVAL);
1574     ch_layout = *channel_layout;
1575     if (!ch_layout)
1576         ch_layout = avcodec_guess_channel_layout(channels, CODEC_ID_AC3, NULL);
1577     if (av_get_channel_layout_nb_channels(ch_layout) != channels)
1578         return AVERROR(EINVAL);
1579
1580     s->lfe_on       = !!(ch_layout & AV_CH_LOW_FREQUENCY);
1581     s->channels     = channels;
1582     s->fbw_channels = channels - s->lfe_on;
1583     s->lfe_channel  = s->lfe_on ? s->fbw_channels : -1;
1584     if (s->lfe_on)
1585         ch_layout -= AV_CH_LOW_FREQUENCY;
1586
1587     switch (ch_layout) {
1588     case AV_CH_LAYOUT_MONO:           s->channel_mode = AC3_CHMODE_MONO;   break;
1589     case AV_CH_LAYOUT_STEREO:         s->channel_mode = AC3_CHMODE_STEREO; break;
1590     case AV_CH_LAYOUT_SURROUND:       s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F;     break;
1591     case AV_CH_LAYOUT_2_1:            s->channel_mode = AC3_CHMODE_2F1R;   break;
1592     case AV_CH_LAYOUT_4POINT0:        s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F1R;   break;
1593     case AV_CH_LAYOUT_QUAD:
1594     case AV_CH_LAYOUT_2_2:            s->channel_mode = AC3_CHMODE_2F2R;   break;
1595     case AV_CH_LAYOUT_5POINT0:
1596     case AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK:   s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F2R;   break;
1597     default:
1598         return AVERROR(EINVAL);
1599     }
1600
1601     s->channel_map  = ff_ac3_enc_channel_map[s->channel_mode][s->lfe_on];
1602     *channel_layout = ch_layout;
1603     if (s->lfe_on)
1604         *channel_layout |= AV_CH_LOW_FREQUENCY;
1605
1606     return 0;
1607 }
1608
1609
1610 static av_cold int validate_options(AVCodecContext *avctx, AC3EncodeContext *s)
1611 {
1612     int i, ret;
1613
1614     /* validate channel layout */
1615     if (!avctx->channel_layout) {
1616         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "No channel layout specified. The "
1617                                       "encoder will guess the layout, but it "
1618                                       "might be incorrect.\n");
1619     }
1620     ret = set_channel_info(s, avctx->channels, &avctx->channel_layout);
1621     if (ret) {
1622         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid channel layout\n");
1623         return ret;
1624     }
1625
1626     /* validate sample rate */
1627     for (i = 0; i < 9; i++) {
1628         if ((ff_ac3_sample_rate_tab[i / 3] >> (i % 3)) == avctx->sample_rate)
1629             break;
1630     }
1631     if (i == 9) {
1632         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sample rate\n");
1633         return AVERROR(EINVAL);
1634     }
1635     s->sample_rate        = avctx->sample_rate;
1636     s->bit_alloc.sr_shift = i % 3;
1637     s->bit_alloc.sr_code  = i / 3;
1638
1639     /* validate bit rate */
1640     for (i = 0; i < 19; i++) {
1641         if ((ff_ac3_bitrate_tab[i] >> s->bit_alloc.sr_shift)*1000 == avctx->bit_rate)
1642             break;
1643     }
1644     if (i == 19) {
1645         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid bit rate\n");
1646         return AVERROR(EINVAL);
1647     }
1648     s->bit_rate        = avctx->bit_rate;
1649     s->frame_size_code = i << 1;
1650
1651     /* validate cutoff */
1652     if (avctx->cutoff < 0) {
1653         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid cutoff frequency\n");
1654         return AVERROR(EINVAL);
1655     }
1656     s->cutoff = avctx->cutoff;
1657     if (s->cutoff > (s->sample_rate >> 1))
1658         s->cutoff = s->sample_rate >> 1;
1659
1660     return 0;
1661 }
1662
1663
1664 /**
1665  * Set bandwidth for all channels.
1666  * The user can optionally supply a cutoff frequency. Otherwise an appropriate
1667  * default value will be used.
1668  */
1669 static av_cold void set_bandwidth(AC3EncodeContext *s)
1670 {
1671     int ch, bw_code;
1672
1673     if (s->cutoff) {
1674         /* calculate bandwidth based on user-specified cutoff frequency */
1675         int fbw_coeffs;
1676         fbw_coeffs     = s->cutoff * 2 * AC3_MAX_COEFS / s->sample_rate;
1677         bw_code        = av_clip((fbw_coeffs - 73) / 3, 0, 60);
1678     } else {
1679         /* use default bandwidth setting */
1680         /* XXX: should compute the bandwidth according to the frame
1681            size, so that we avoid annoying high frequency artifacts */
1682         bw_code = 50;
1683     }
1684
1685     /* set number of coefficients for each channel */
1686     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1687         s->bandwidth_code[ch] = bw_code;
1688         s->nb_coefs[ch]       = bw_code * 3 + 73;
1689     }
1690     if (s->lfe_on)
1691         s->nb_coefs[s->lfe_channel] = 7; /* LFE channel always has 7 coefs */
1692 }
1693
1694
1695 static av_cold int allocate_buffers(AVCodecContext *avctx)
1696 {
1697     int blk, ch;
1698     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1699
1700     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->planar_samples, s->channels * sizeof(*s->planar_samples),
1701                      alloc_fail);
1702     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1703         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, s->planar_samples[ch],
1704                           (AC3_FRAME_SIZE+AC3_BLOCK_SIZE) * sizeof(**s->planar_samples),
1705                           alloc_fail);
1706     }
1707     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->bap_buffer,  AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1708                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->bap_buffer),  alloc_fail);
1709     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->bap1_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1710                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->bap1_buffer), alloc_fail);
1711     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->mdct_coef_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1712                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->mdct_coef_buffer), alloc_fail);
1713     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->exp_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1714                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->exp_buffer), alloc_fail);
1715     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->grouped_exp_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1716                      128 * sizeof(*s->grouped_exp_buffer), alloc_fail);
1717     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->psd_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1718                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->psd_buffer), alloc_fail);
1719     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->band_psd_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1720                      64 * sizeof(*s->band_psd_buffer), alloc_fail);
1721     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->mask_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1722                      64 * sizeof(*s->mask_buffer), alloc_fail);
1723     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->qmant_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1724                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->qmant_buffer), alloc_fail);
1725     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1726         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1727         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, block->bap, s->channels * sizeof(*block->bap),
1728                          alloc_fail);
1729         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->mdct_coef, s->channels * sizeof(*block->mdct_coef),
1730                           alloc_fail);
1731         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->exp, s->channels * sizeof(*block->exp),
1732                           alloc_fail);
1733         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->grouped_exp, s->channels * sizeof(*block->grouped_exp),
1734                           alloc_fail);
1735         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->psd, s->channels * sizeof(*block->psd),
1736                           alloc_fail);
1737         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->band_psd, s->channels * sizeof(*block->band_psd),
1738                           alloc_fail);
1739         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->mask, s->channels * sizeof(*block->mask),
1740                           alloc_fail);
1741         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->qmant, s->channels * sizeof(*block->qmant),
1742                           alloc_fail);
1743
1744         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1745             /* arrangement: block, channel, coeff */
1746             block->bap[ch]         = &s->bap_buffer        [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
1747             block->mdct_coef[ch]   = &s->mdct_coef_buffer  [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
1748             block->grouped_exp[ch] = &s->grouped_exp_buffer[128           * (blk * s->channels + ch)];
1749             block->psd[ch]         = &s->psd_buffer        [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
1750             block->band_psd[ch]    = &s->band_psd_buffer   [64            * (blk * s->channels + ch)];
1751             block->mask[ch]        = &s->mask_buffer       [64            * (blk * s->channels + ch)];
1752             block->qmant[ch]       = &s->qmant_buffer      [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
1753
1754             /* arrangement: channel, block, coeff */
1755             block->exp[ch]         = &s->exp_buffer        [AC3_MAX_COEFS * (AC3_MAX_BLOCKS * ch + blk)];
1756         }
1757     }
1758
1759     if (CONFIG_AC3ENC_FLOAT) {
1760         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->fixed_coef_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1761                          AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->fixed_coef_buffer), alloc_fail);
1762         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1763             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1764             FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->fixed_coef, s->channels *
1765                               sizeof(*block->fixed_coef), alloc_fail);
1766             for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
1767                 block->fixed_coef[ch] = &s->fixed_coef_buffer[AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
1768         }
1769     } else {
1770         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1771             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1772             FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->fixed_coef, s->channels *
1773                               sizeof(*block->fixed_coef), alloc_fail);
1774             for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
1775                 block->fixed_coef[ch] = (int32_t *)block->mdct_coef[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, frame_size_58;
1792
1793     avctx->frame_size = AC3_FRAME_SIZE;
1794
1795     ff_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     /* calculate crc_inv for both possible frame sizes */
1810     frame_size_58 = (( s->frame_size    >> 2) + ( s->frame_size    >> 4)) << 1;
1811     s->crc_inv[0] = pow_poly((CRC16_POLY >> 1), (8 * frame_size_58) - 16, CRC16_POLY);
1812     if (s->bit_alloc.sr_code == 1) {
1813         frame_size_58 = (((s->frame_size+2) >> 2) + ((s->frame_size+2) >> 4)) << 1;
1814         s->crc_inv[1] = pow_poly((CRC16_POLY >> 1), (8 * frame_size_58) - 16, CRC16_POLY);
1815     }
1816
1817     set_bandwidth(s);
1818
1819     rematrixing_init(s);
1820
1821     exponent_init(s);
1822
1823     bit_alloc_init(s);
1824
1825     ret = mdct_init(avctx, &s->mdct, 9);
1826     if (ret)
1827         goto init_fail;
1828
1829     ret = allocate_buffers(avctx);
1830     if (ret)
1831         goto init_fail;
1832
1833     avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
1834
1835     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
1836     ff_ac3dsp_init(&s->ac3dsp, avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT);
1837
1838     return 0;
1839 init_fail:
1840     ac3_encode_close(avctx);
1841     return ret;
1842 }