]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/ac3enc.c
Eliminate pointless '#if 1' statements without matching '#else'.
[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 Libav.
8  *
9  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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 <stdint.h>
33
34 #include "libavutil/audioconvert.h"
35 #include "libavutil/avassert.h"
36 #include "libavutil/crc.h"
37 #include "libavutil/opt.h"
38 #include "avcodec.h"
39 #include "put_bits.h"
40 #include "dsputil.h"
41 #include "ac3dsp.h"
42 #include "ac3.h"
43 #include "audioconvert.h"
44 #include "fft.h"
45
46
47 #ifndef CONFIG_AC3ENC_FLOAT
48 #define CONFIG_AC3ENC_FLOAT 0
49 #endif
50
51
52 /** Maximum number of exponent groups. +1 for separate DC exponent. */
53 #define AC3_MAX_EXP_GROUPS 85
54
55 /* stereo rematrixing algorithms */
56 #define AC3_REMATRIXING_IS_STATIC 0x1
57 #define AC3_REMATRIXING_SUMS    0
58 #define AC3_REMATRIXING_NONE    1
59 #define AC3_REMATRIXING_ALWAYS  3
60
61 #if CONFIG_AC3ENC_FLOAT
62 #define MAC_COEF(d,a,b) ((d)+=(a)*(b))
63 typedef float SampleType;
64 typedef float CoefType;
65 typedef float CoefSumType;
66 #else
67 #define MAC_COEF(d,a,b) MAC64(d,a,b)
68 typedef int16_t SampleType;
69 typedef int32_t CoefType;
70 typedef int64_t CoefSumType;
71 #endif
72
73 typedef struct AC3MDCTContext {
74     const SampleType *window;           ///< MDCT window function
75     FFTContext fft;                     ///< FFT context for MDCT calculation
76 } AC3MDCTContext;
77
78 /**
79  * Encoding Options used by AVOption.
80  */
81 typedef struct AC3EncOptions {
82     /* AC-3 metadata options*/
83     int dialogue_level;
84     int bitstream_mode;
85     float center_mix_level;
86     float surround_mix_level;
87     int dolby_surround_mode;
88     int audio_production_info;
89     int mixing_level;
90     int room_type;
91     int copyright;
92     int original;
93     int extended_bsi_1;
94     int preferred_stereo_downmix;
95     float ltrt_center_mix_level;
96     float ltrt_surround_mix_level;
97     float loro_center_mix_level;
98     float loro_surround_mix_level;
99     int extended_bsi_2;
100     int dolby_surround_ex_mode;
101     int dolby_headphone_mode;
102     int ad_converter_type;
103
104     /* other encoding options */
105     int allow_per_frame_metadata;
106 } AC3EncOptions;
107
108 /**
109  * Data for a single audio block.
110  */
111 typedef struct AC3Block {
112     uint8_t  **bap;                             ///< bit allocation pointers (bap)
113     CoefType **mdct_coef;                       ///< MDCT coefficients
114     int32_t  **fixed_coef;                      ///< fixed-point MDCT coefficients
115     uint8_t  **exp;                             ///< original exponents
116     uint8_t  **grouped_exp;                     ///< grouped exponents
117     int16_t  **psd;                             ///< psd per frequency bin
118     int16_t  **band_psd;                        ///< psd per critical band
119     int16_t  **mask;                            ///< masking curve
120     uint16_t **qmant;                           ///< quantized mantissas
121     uint8_t  coeff_shift[AC3_MAX_CHANNELS];     ///< fixed-point coefficient shift values
122     uint8_t  new_rematrixing_strategy;          ///< send new rematrixing flags in this block
123     uint8_t  rematrixing_flags[4];              ///< rematrixing flags
124     struct AC3Block *exp_ref_block[AC3_MAX_CHANNELS]; ///< reference blocks for EXP_REUSE
125 } AC3Block;
126
127 /**
128  * AC-3 encoder private context.
129  */
130 typedef struct AC3EncodeContext {
131     AVClass *av_class;                      ///< AVClass used for AVOption
132     AC3EncOptions options;                  ///< encoding options
133     PutBitContext pb;                       ///< bitstream writer context
134     DSPContext dsp;
135     AC3DSPContext ac3dsp;                   ///< AC-3 optimized functions
136     AC3MDCTContext mdct;                    ///< MDCT context
137
138     AC3Block blocks[AC3_MAX_BLOCKS];        ///< per-block info
139
140     int bitstream_id;                       ///< bitstream id                           (bsid)
141     int bitstream_mode;                     ///< bitstream mode                         (bsmod)
142
143     int bit_rate;                           ///< target bit rate, in bits-per-second
144     int sample_rate;                        ///< sampling frequency, in Hz
145
146     int frame_size_min;                     ///< minimum frame size in case rounding is necessary
147     int frame_size;                         ///< current frame size in bytes
148     int frame_size_code;                    ///< frame size code                        (frmsizecod)
149     uint16_t crc_inv[2];
150     int bits_written;                       ///< bit count    (used to avg. bitrate)
151     int samples_written;                    ///< sample count (used to avg. bitrate)
152
153     int fbw_channels;                       ///< number of full-bandwidth channels      (nfchans)
154     int channels;                           ///< total number of channels               (nchans)
155     int lfe_on;                             ///< indicates if there is an LFE channel   (lfeon)
156     int lfe_channel;                        ///< channel index of the LFE channel
157     int has_center;                         ///< indicates if there is a center channel
158     int has_surround;                       ///< indicates if there are one or more surround channels
159     int channel_mode;                       ///< channel mode                           (acmod)
160     const uint8_t *channel_map;             ///< channel map used to reorder channels
161
162     int center_mix_level;                   ///< center mix level code
163     int surround_mix_level;                 ///< surround mix level code
164     int ltrt_center_mix_level;              ///< Lt/Rt center mix level code
165     int ltrt_surround_mix_level;            ///< Lt/Rt surround mix level code
166     int loro_center_mix_level;              ///< Lo/Ro center mix level code
167     int loro_surround_mix_level;            ///< Lo/Ro surround mix level code
168
169     int cutoff;                             ///< user-specified cutoff frequency, in Hz
170     int bandwidth_code[AC3_MAX_CHANNELS];   ///< bandwidth code (0 to 60)               (chbwcod)
171     int nb_coefs[AC3_MAX_CHANNELS];
172
173     int rematrixing;                        ///< determines how rematrixing strategy is calculated
174     int num_rematrixing_bands;              ///< number of rematrixing bands
175
176     /* bitrate allocation control */
177     int slow_gain_code;                     ///< slow gain code                         (sgaincod)
178     int slow_decay_code;                    ///< slow decay code                        (sdcycod)
179     int fast_decay_code;                    ///< fast decay code                        (fdcycod)
180     int db_per_bit_code;                    ///< dB/bit code                            (dbpbcod)
181     int floor_code;                         ///< floor code                             (floorcod)
182     AC3BitAllocParameters bit_alloc;        ///< bit allocation parameters
183     int coarse_snr_offset;                  ///< coarse SNR offsets                     (csnroffst)
184     int fast_gain_code[AC3_MAX_CHANNELS];   ///< fast gain codes (signal-to-mask ratio) (fgaincod)
185     int fine_snr_offset[AC3_MAX_CHANNELS];  ///< fine SNR offsets                       (fsnroffst)
186     int frame_bits_fixed;                   ///< number of non-coefficient bits for fixed parameters
187     int frame_bits;                         ///< all frame bits except exponents and mantissas
188     int exponent_bits;                      ///< number of bits used for exponents
189
190     SampleType **planar_samples;
191     uint8_t *bap_buffer;
192     uint8_t *bap1_buffer;
193     CoefType *mdct_coef_buffer;
194     int32_t *fixed_coef_buffer;
195     uint8_t *exp_buffer;
196     uint8_t *grouped_exp_buffer;
197     int16_t *psd_buffer;
198     int16_t *band_psd_buffer;
199     int16_t *mask_buffer;
200     uint16_t *qmant_buffer;
201
202     uint8_t exp_strategy[AC3_MAX_CHANNELS][AC3_MAX_BLOCKS]; ///< exponent strategies
203
204     DECLARE_ALIGNED(32, SampleType, windowed_samples)[AC3_WINDOW_SIZE];
205 } AC3EncodeContext;
206
207 typedef struct AC3Mant {
208     uint16_t *qmant1_ptr, *qmant2_ptr, *qmant4_ptr; ///< mantissa pointers for bap=1,2,4
209     int mant1_cnt, mant2_cnt, mant4_cnt;    ///< mantissa counts for bap=1,2,4
210 } AC3Mant;
211
212 #define CMIXLEV_NUM_OPTIONS 3
213 static const float cmixlev_options[CMIXLEV_NUM_OPTIONS] = {
214     LEVEL_MINUS_3DB, LEVEL_MINUS_4POINT5DB, LEVEL_MINUS_6DB
215 };
216
217 #define SURMIXLEV_NUM_OPTIONS 3
218 static const float surmixlev_options[SURMIXLEV_NUM_OPTIONS] = {
219     LEVEL_MINUS_3DB, LEVEL_MINUS_6DB, LEVEL_ZERO
220 };
221
222 #define EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS 8
223 static const float extmixlev_options[EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS] = {
224     LEVEL_PLUS_3DB,  LEVEL_PLUS_1POINT5DB,  LEVEL_ONE,       LEVEL_MINUS_4POINT5DB,
225     LEVEL_MINUS_3DB, LEVEL_MINUS_4POINT5DB, LEVEL_MINUS_6DB, LEVEL_ZERO
226 };
227
228
229 #define OFFSET(param) offsetof(AC3EncodeContext, options.param)
230 #define AC3ENC_PARAM (AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM)
231
232 static const AVOption options[] = {
233 /* Metadata Options */
234 {"per_frame_metadata", "Allow Changing Metadata Per-Frame", OFFSET(allow_per_frame_metadata), FF_OPT_TYPE_INT, 0, 0, 1, AC3ENC_PARAM},
235 /* downmix levels */
236 {"center_mixlev", "Center Mix Level", OFFSET(center_mix_level), FF_OPT_TYPE_FLOAT, LEVEL_MINUS_4POINT5DB, 0.0, 1.0, AC3ENC_PARAM},
237 {"surround_mixlev", "Surround Mix Level", OFFSET(surround_mix_level), FF_OPT_TYPE_FLOAT, LEVEL_MINUS_6DB, 0.0, 1.0, AC3ENC_PARAM},
238 /* audio production information */
239 {"mixing_level", "Mixing Level", OFFSET(mixing_level), FF_OPT_TYPE_INT, -1, -1, 111, AC3ENC_PARAM},
240 {"room_type", "Room Type", OFFSET(room_type), FF_OPT_TYPE_INT, -1, -1, 2, AC3ENC_PARAM, "room_type"},
241     {"notindicated", "Not Indicated (default)", 0, FF_OPT_TYPE_CONST, 0, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "room_type"},
242     {"large",        "Large Room",              0, FF_OPT_TYPE_CONST, 1, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "room_type"},
243     {"small",        "Small Room",              0, FF_OPT_TYPE_CONST, 2, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "room_type"},
244 /* other metadata options */
245 {"copyright", "Copyright Bit", OFFSET(copyright), FF_OPT_TYPE_INT, 0, 0, 1, AC3ENC_PARAM},
246 {"dialnorm", "Dialogue Level (dB)", OFFSET(dialogue_level), FF_OPT_TYPE_INT, -31, -31, -1, AC3ENC_PARAM},
247 {"dsur_mode", "Dolby Surround Mode", OFFSET(dolby_surround_mode), FF_OPT_TYPE_INT, 0, 0, 2, AC3ENC_PARAM, "dsur_mode"},
248     {"notindicated", "Not Indicated (default)",    0, FF_OPT_TYPE_CONST, 0, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dsur_mode"},
249     {"on",           "Dolby Surround Encoded",     0, FF_OPT_TYPE_CONST, 1, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dsur_mode"},
250     {"off",          "Not Dolby Surround Encoded", 0, FF_OPT_TYPE_CONST, 2, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dsur_mode"},
251 {"original", "Original Bit Stream", OFFSET(original), FF_OPT_TYPE_INT, 1, 0, 1, AC3ENC_PARAM},
252 /* extended bitstream information */
253 {"dmix_mode", "Preferred Stereo Downmix Mode", OFFSET(preferred_stereo_downmix), FF_OPT_TYPE_INT, -1, -1, 2, AC3ENC_PARAM, "dmix_mode"},
254     {"notindicated", "Not Indicated (default)", 0, FF_OPT_TYPE_CONST, 0, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dmix_mode"},
255     {"ltrt", "Lt/Rt Downmix Preferred",         0, FF_OPT_TYPE_CONST, 1, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dmix_mode"},
256     {"loro", "Lo/Ro Downmix Preferred",         0, FF_OPT_TYPE_CONST, 2, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dmix_mode"},
257 {"ltrt_cmixlev", "Lt/Rt Center Mix Level", OFFSET(ltrt_center_mix_level), FF_OPT_TYPE_FLOAT, -1.0, -1.0, 2.0, AC3ENC_PARAM},
258 {"ltrt_surmixlev", "Lt/Rt Surround Mix Level", OFFSET(ltrt_surround_mix_level), FF_OPT_TYPE_FLOAT, -1.0, -1.0, 2.0, AC3ENC_PARAM},
259 {"loro_cmixlev", "Lo/Ro Center Mix Level", OFFSET(loro_center_mix_level), FF_OPT_TYPE_FLOAT, -1.0, -1.0, 2.0, AC3ENC_PARAM},
260 {"loro_surmixlev", "Lo/Ro Surround Mix Level", OFFSET(loro_surround_mix_level), FF_OPT_TYPE_FLOAT, -1.0, -1.0, 2.0, AC3ENC_PARAM},
261 {"dsurex_mode", "Dolby Surround EX Mode", OFFSET(dolby_surround_ex_mode), FF_OPT_TYPE_INT, -1, -1, 2, AC3ENC_PARAM, "dsurex_mode"},
262     {"notindicated", "Not Indicated (default)",       0, FF_OPT_TYPE_CONST, 0, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dsurex_mode"},
263     {"on",           "Dolby Surround EX Encoded",     0, FF_OPT_TYPE_CONST, 1, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dsurex_mode"},
264     {"off",          "Not Dolby Surround EX Encoded", 0, FF_OPT_TYPE_CONST, 2, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dsurex_mode"},
265 {"dheadphone_mode", "Dolby Headphone Mode", OFFSET(dolby_headphone_mode), FF_OPT_TYPE_INT, -1, -1, 2, AC3ENC_PARAM, "dheadphone_mode"},
266     {"notindicated", "Not Indicated (default)",     0, FF_OPT_TYPE_CONST, 0, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dheadphone_mode"},
267     {"on",           "Dolby Headphone Encoded",     0, FF_OPT_TYPE_CONST, 1, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dheadphone_mode"},
268     {"off",          "Not Dolby Headphone Encoded", 0, FF_OPT_TYPE_CONST, 2, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dheadphone_mode"},
269 {"ad_conv_type", "A/D Converter Type", OFFSET(ad_converter_type), FF_OPT_TYPE_INT, -1, -1, 1, AC3ENC_PARAM, "ad_conv_type"},
270     {"standard", "Standard (default)", 0, FF_OPT_TYPE_CONST, 0, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "ad_conv_type"},
271     {"hdcd",     "HDCD",               0, FF_OPT_TYPE_CONST, 1, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "ad_conv_type"},
272 {NULL}
273 };
274
275 #if CONFIG_AC3ENC_FLOAT
276 static AVClass ac3enc_class = { "AC-3 Encoder", av_default_item_name,
277                                 options, LIBAVUTIL_VERSION_INT };
278 #else
279 static AVClass ac3enc_class = { "Fixed-Point AC-3 Encoder", av_default_item_name,
280                                 options, LIBAVUTIL_VERSION_INT };
281 #endif
282
283
284 /* prototypes for functions in ac3enc_fixed.c and ac3enc_float.c */
285
286 static av_cold void mdct_end(AC3MDCTContext *mdct);
287
288 static av_cold int mdct_init(AVCodecContext *avctx, AC3MDCTContext *mdct,
289                              int nbits);
290
291 static void apply_window(DSPContext *dsp, SampleType *output, const SampleType *input,
292                          const SampleType *window, unsigned int len);
293
294 static int normalize_samples(AC3EncodeContext *s);
295
296 static void scale_coefficients(AC3EncodeContext *s);
297
298
299 /**
300  * LUT for number of exponent groups.
301  * exponent_group_tab[exponent strategy-1][number of coefficients]
302  */
303 static uint8_t exponent_group_tab[3][256];
304
305
306 /**
307  * List of supported channel layouts.
308  */
309 static const int64_t ac3_channel_layouts[] = {
310      AV_CH_LAYOUT_MONO,
311      AV_CH_LAYOUT_STEREO,
312      AV_CH_LAYOUT_2_1,
313      AV_CH_LAYOUT_SURROUND,
314      AV_CH_LAYOUT_2_2,
315      AV_CH_LAYOUT_QUAD,
316      AV_CH_LAYOUT_4POINT0,
317      AV_CH_LAYOUT_5POINT0,
318      AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK,
319     (AV_CH_LAYOUT_MONO     | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
320     (AV_CH_LAYOUT_STEREO   | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
321     (AV_CH_LAYOUT_2_1      | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
322     (AV_CH_LAYOUT_SURROUND | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
323     (AV_CH_LAYOUT_2_2      | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
324     (AV_CH_LAYOUT_QUAD     | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
325     (AV_CH_LAYOUT_4POINT0  | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
326      AV_CH_LAYOUT_5POINT1,
327      AV_CH_LAYOUT_5POINT1_BACK,
328      0
329 };
330
331
332 /**
333  * LUT to select the bandwidth code based on the bit rate, sample rate, and
334  * number of full-bandwidth channels.
335  * bandwidth_tab[fbw_channels-1][sample rate code][bit rate code]
336  */
337 static const uint8_t ac3_bandwidth_tab[5][3][19] = {
338 //      32  40  48  56  64  80  96 112 128 160 192 224 256 320 384 448 512 576 640
339
340     { {  0,  0,  0, 12, 16, 32, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48 },
341       {  0,  0,  0, 16, 20, 36, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56 },
342       {  0,  0,  0, 32, 40, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } },
343
344     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 20, 24, 32, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48 },
345       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  4, 24, 28, 36, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56 },
346       {  0,  0,  0,  0,  0,  0, 20, 44, 52, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } },
347
348     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 16, 24, 32, 40, 48, 48, 48, 48, 48, 48 },
349       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  4, 20, 28, 36, 44, 56, 56, 56, 56, 56, 56 },
350       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 20, 40, 48, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } },
351
352     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 12, 24, 32, 48, 48, 48, 48, 48, 48 },
353       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 16, 28, 36, 56, 56, 56, 56, 56, 56 },
354       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 32, 48, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } },
355
356     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  8, 20, 32, 40, 48, 48, 48, 48 },
357       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 12, 24, 36, 44, 56, 56, 56, 56 },
358       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 28, 44, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } }
359 };
360
361
362 /**
363  * Adjust the frame size to make the average bit rate match the target bit rate.
364  * This is only needed for 11025, 22050, and 44100 sample rates.
365  */
366 static void adjust_frame_size(AC3EncodeContext *s)
367 {
368     while (s->bits_written >= s->bit_rate && s->samples_written >= s->sample_rate) {
369         s->bits_written    -= s->bit_rate;
370         s->samples_written -= s->sample_rate;
371     }
372     s->frame_size = s->frame_size_min +
373                     2 * (s->bits_written * s->sample_rate < s->samples_written * s->bit_rate);
374     s->bits_written    += s->frame_size * 8;
375     s->samples_written += AC3_FRAME_SIZE;
376 }
377
378
379 /**
380  * Deinterleave input samples.
381  * Channels are reordered from Libav's default order to AC-3 order.
382  */
383 static void deinterleave_input_samples(AC3EncodeContext *s,
384                                        const SampleType *samples)
385 {
386     int ch, i;
387
388     /* deinterleave and remap input samples */
389     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
390         const SampleType *sptr;
391         int sinc;
392
393         /* copy last 256 samples of previous frame to the start of the current frame */
394         memcpy(&s->planar_samples[ch][0], &s->planar_samples[ch][AC3_FRAME_SIZE],
395                AC3_BLOCK_SIZE * sizeof(s->planar_samples[0][0]));
396
397         /* deinterleave */
398         sinc = s->channels;
399         sptr = samples + s->channel_map[ch];
400         for (i = AC3_BLOCK_SIZE; i < AC3_FRAME_SIZE+AC3_BLOCK_SIZE; i++) {
401             s->planar_samples[ch][i] = *sptr;
402             sptr += sinc;
403         }
404     }
405 }
406
407
408 /**
409  * Apply the MDCT to input samples to generate frequency coefficients.
410  * This applies the KBD window and normalizes the input to reduce precision
411  * loss due to fixed-point calculations.
412  */
413 static void apply_mdct(AC3EncodeContext *s)
414 {
415     int blk, ch;
416
417     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
418         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
419             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
420             const SampleType *input_samples = &s->planar_samples[ch][blk * AC3_BLOCK_SIZE];
421
422             apply_window(&s->dsp, s->windowed_samples, input_samples, s->mdct.window, AC3_WINDOW_SIZE);
423
424             block->coeff_shift[ch] = normalize_samples(s);
425
426             s->mdct.fft.mdct_calcw(&s->mdct.fft, block->mdct_coef[ch],
427                                    s->windowed_samples);
428         }
429     }
430 }
431
432
433 /**
434  * Initialize stereo rematrixing.
435  * If the strategy does not change for each frame, set the rematrixing flags.
436  */
437 static void rematrixing_init(AC3EncodeContext *s)
438 {
439     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
440         s->rematrixing = AC3_REMATRIXING_SUMS;
441     else
442         s->rematrixing = AC3_REMATRIXING_NONE;
443     /* NOTE: AC3_REMATRIXING_ALWAYS might be used in
444              the future in conjunction with channel coupling. */
445
446     if (s->rematrixing & AC3_REMATRIXING_IS_STATIC) {
447         int flag = (s->rematrixing == AC3_REMATRIXING_ALWAYS);
448         s->blocks[0].new_rematrixing_strategy = 1;
449         memset(s->blocks[0].rematrixing_flags, flag,
450                sizeof(s->blocks[0].rematrixing_flags));
451     }
452 }
453
454
455 /**
456  * Determine rematrixing flags for each block and band.
457  */
458 static void compute_rematrixing_strategy(AC3EncodeContext *s)
459 {
460     int nb_coefs;
461     int blk, bnd, i;
462     AC3Block *block, *block0;
463
464     s->num_rematrixing_bands = 4;
465
466     if (s->rematrixing & AC3_REMATRIXING_IS_STATIC)
467         return;
468
469     nb_coefs = FFMIN(s->nb_coefs[0], s->nb_coefs[1]);
470
471     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
472         block = &s->blocks[blk];
473         block->new_rematrixing_strategy = !blk;
474         for (bnd = 0; bnd < s->num_rematrixing_bands; bnd++) {
475             /* calculate calculate sum of squared coeffs for one band in one block */
476             int start = ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd];
477             int end   = FFMIN(nb_coefs, ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd+1]);
478             CoefSumType sum[4] = {0,};
479             for (i = start; i < end; i++) {
480                 CoefType lt = block->mdct_coef[0][i];
481                 CoefType rt = block->mdct_coef[1][i];
482                 CoefType md = lt + rt;
483                 CoefType sd = lt - rt;
484                 MAC_COEF(sum[0], lt, lt);
485                 MAC_COEF(sum[1], rt, rt);
486                 MAC_COEF(sum[2], md, md);
487                 MAC_COEF(sum[3], sd, sd);
488             }
489
490             /* compare sums to determine if rematrixing will be used for this band */
491             if (FFMIN(sum[2], sum[3]) < FFMIN(sum[0], sum[1]))
492                 block->rematrixing_flags[bnd] = 1;
493             else
494                 block->rematrixing_flags[bnd] = 0;
495
496             /* determine if new rematrixing flags will be sent */
497             if (blk &&
498                 block->rematrixing_flags[bnd] != block0->rematrixing_flags[bnd]) {
499                 block->new_rematrixing_strategy = 1;
500             }
501         }
502         block0 = block;
503     }
504 }
505
506
507 /**
508  * Apply stereo rematrixing to coefficients based on rematrixing flags.
509  */
510 static void apply_rematrixing(AC3EncodeContext *s)
511 {
512     int nb_coefs;
513     int blk, bnd, i;
514     int start, end;
515     uint8_t *flags;
516
517     if (s->rematrixing == AC3_REMATRIXING_NONE)
518         return;
519
520     nb_coefs = FFMIN(s->nb_coefs[0], s->nb_coefs[1]);
521
522     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
523         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
524         if (block->new_rematrixing_strategy)
525             flags = block->rematrixing_flags;
526         for (bnd = 0; bnd < s->num_rematrixing_bands; bnd++) {
527             if (flags[bnd]) {
528                 start = ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd];
529                 end   = FFMIN(nb_coefs, ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd+1]);
530                 for (i = start; i < end; i++) {
531                     int32_t lt = block->fixed_coef[0][i];
532                     int32_t rt = block->fixed_coef[1][i];
533                     block->fixed_coef[0][i] = (lt + rt) >> 1;
534                     block->fixed_coef[1][i] = (lt - rt) >> 1;
535                 }
536             }
537         }
538     }
539 }
540
541
542 /**
543  * Initialize exponent tables.
544  */
545 static av_cold void exponent_init(AC3EncodeContext *s)
546 {
547     int i;
548     for (i = 73; i < 256; i++) {
549         exponent_group_tab[0][i] = (i - 1) /  3;
550         exponent_group_tab[1][i] = (i + 2) /  6;
551         exponent_group_tab[2][i] = (i + 8) / 12;
552     }
553     /* LFE */
554     exponent_group_tab[0][7] = 2;
555 }
556
557
558 /**
559  * Extract exponents from the MDCT coefficients.
560  * This takes into account the normalization that was done to the input samples
561  * by adjusting the exponents by the exponent shift values.
562  */
563 static void extract_exponents(AC3EncodeContext *s)
564 {
565     int blk, ch;
566
567     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
568         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
569             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
570             s->ac3dsp.extract_exponents(block->exp[ch], block->fixed_coef[ch],
571                                         AC3_MAX_COEFS);
572         }
573     }
574 }
575
576
577 /**
578  * Exponent Difference Threshold.
579  * New exponents are sent if their SAD exceed this number.
580  */
581 #define EXP_DIFF_THRESHOLD 500
582
583
584 /**
585  * Calculate exponent strategies for all blocks in a single channel.
586  */
587 static void compute_exp_strategy_ch(AC3EncodeContext *s, uint8_t *exp_strategy,
588                                     uint8_t *exp)
589 {
590     int blk, blk1;
591     int exp_diff;
592
593     /* estimate if the exponent variation & decide if they should be
594        reused in the next frame */
595     exp_strategy[0] = EXP_NEW;
596     exp += AC3_MAX_COEFS;
597     for (blk = 1; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
598         exp_diff = s->dsp.sad[0](NULL, exp, exp - AC3_MAX_COEFS, 16, 16);
599         if (exp_diff > EXP_DIFF_THRESHOLD)
600             exp_strategy[blk] = EXP_NEW;
601         else
602             exp_strategy[blk] = EXP_REUSE;
603         exp += AC3_MAX_COEFS;
604     }
605
606     /* now select the encoding strategy type : if exponents are often
607        recoded, we use a coarse encoding */
608     blk = 0;
609     while (blk < AC3_MAX_BLOCKS) {
610         blk1 = blk + 1;
611         while (blk1 < AC3_MAX_BLOCKS && exp_strategy[blk1] == EXP_REUSE)
612             blk1++;
613         switch (blk1 - blk) {
614         case 1:  exp_strategy[blk] = EXP_D45; break;
615         case 2:
616         case 3:  exp_strategy[blk] = EXP_D25; break;
617         default: exp_strategy[blk] = EXP_D15; break;
618         }
619         blk = blk1;
620     }
621 }
622
623
624 /**
625  * Calculate exponent strategies for all channels.
626  * Array arrangement is reversed to simplify the per-channel calculation.
627  */
628 static void compute_exp_strategy(AC3EncodeContext *s)
629 {
630     int ch, blk;
631
632     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
633         compute_exp_strategy_ch(s, s->exp_strategy[ch], s->blocks[0].exp[ch]);
634     }
635     if (s->lfe_on) {
636         ch = s->lfe_channel;
637         s->exp_strategy[ch][0] = EXP_D15;
638         for (blk = 1; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++)
639             s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_REUSE;
640     }
641 }
642
643
644 /**
645  * Update the exponents so that they are the ones the decoder will decode.
646  */
647 static void encode_exponents_blk_ch(uint8_t *exp, int nb_exps, int exp_strategy)
648 {
649     int nb_groups, i, k;
650
651     nb_groups = exponent_group_tab[exp_strategy-1][nb_exps] * 3;
652
653     /* for each group, compute the minimum exponent */
654     switch(exp_strategy) {
655     case EXP_D25:
656         for (i = 1, k = 1; i <= nb_groups; i++) {
657             uint8_t exp_min = exp[k];
658             if (exp[k+1] < exp_min)
659                 exp_min = exp[k+1];
660             exp[i] = exp_min;
661             k += 2;
662         }
663         break;
664     case EXP_D45:
665         for (i = 1, k = 1; i <= nb_groups; i++) {
666             uint8_t exp_min = exp[k];
667             if (exp[k+1] < exp_min)
668                 exp_min = exp[k+1];
669             if (exp[k+2] < exp_min)
670                 exp_min = exp[k+2];
671             if (exp[k+3] < exp_min)
672                 exp_min = exp[k+3];
673             exp[i] = exp_min;
674             k += 4;
675         }
676         break;
677     }
678
679     /* constraint for DC exponent */
680     if (exp[0] > 15)
681         exp[0] = 15;
682
683     /* decrease the delta between each groups to within 2 so that they can be
684        differentially encoded */
685     for (i = 1; i <= nb_groups; i++)
686         exp[i] = FFMIN(exp[i], exp[i-1] + 2);
687     i--;
688     while (--i >= 0)
689         exp[i] = FFMIN(exp[i], exp[i+1] + 2);
690
691     /* now we have the exponent values the decoder will see */
692     switch (exp_strategy) {
693     case EXP_D25:
694         for (i = nb_groups, k = nb_groups * 2; i > 0; i--) {
695             uint8_t exp1 = exp[i];
696             exp[k--] = exp1;
697             exp[k--] = exp1;
698         }
699         break;
700     case EXP_D45:
701         for (i = nb_groups, k = nb_groups * 4; i > 0; i--) {
702             exp[k] = exp[k-1] = exp[k-2] = exp[k-3] = exp[i];
703             k -= 4;
704         }
705         break;
706     }
707 }
708
709
710 /**
711  * Encode exponents from original extracted form to what the decoder will see.
712  * This copies and groups exponents based on exponent strategy and reduces
713  * deltas between adjacent exponent groups so that they can be differentially
714  * encoded.
715  */
716 static void encode_exponents(AC3EncodeContext *s)
717 {
718     int blk, blk1, ch;
719     uint8_t *exp, *exp_strategy;
720     int nb_coefs, num_reuse_blocks;
721
722     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
723         exp          = s->blocks[0].exp[ch];
724         exp_strategy = s->exp_strategy[ch];
725         nb_coefs     = s->nb_coefs[ch];
726
727         blk = 0;
728         while (blk < AC3_MAX_BLOCKS) {
729             blk1 = blk + 1;
730
731             /* count the number of EXP_REUSE blocks after the current block
732                and set exponent reference block pointers */
733             s->blocks[blk].exp_ref_block[ch] = &s->blocks[blk];
734             while (blk1 < AC3_MAX_BLOCKS && exp_strategy[blk1] == EXP_REUSE) {
735                 s->blocks[blk1].exp_ref_block[ch] = &s->blocks[blk];
736                 blk1++;
737             }
738             num_reuse_blocks = blk1 - blk - 1;
739
740             /* for the EXP_REUSE case we select the min of the exponents */
741             s->ac3dsp.ac3_exponent_min(exp, num_reuse_blocks, nb_coefs);
742
743             encode_exponents_blk_ch(exp, nb_coefs, exp_strategy[blk]);
744
745             exp += AC3_MAX_COEFS * (num_reuse_blocks + 1);
746             blk = blk1;
747         }
748     }
749 }
750
751
752 /**
753  * Group exponents.
754  * 3 delta-encoded exponents are in each 7-bit group. The number of groups
755  * varies depending on exponent strategy and bandwidth.
756  */
757 static void group_exponents(AC3EncodeContext *s)
758 {
759     int blk, ch, i;
760     int group_size, nb_groups, bit_count;
761     uint8_t *p;
762     int delta0, delta1, delta2;
763     int exp0, exp1;
764
765     bit_count = 0;
766     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
767         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
768         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
769             int exp_strategy = s->exp_strategy[ch][blk];
770             if (exp_strategy == EXP_REUSE)
771                 continue;
772             group_size = exp_strategy + (exp_strategy == EXP_D45);
773             nb_groups = exponent_group_tab[exp_strategy-1][s->nb_coefs[ch]];
774             bit_count += 4 + (nb_groups * 7);
775             p = block->exp[ch];
776
777             /* DC exponent */
778             exp1 = *p++;
779             block->grouped_exp[ch][0] = exp1;
780
781             /* remaining exponents are delta encoded */
782             for (i = 1; i <= nb_groups; i++) {
783                 /* merge three delta in one code */
784                 exp0   = exp1;
785                 exp1   = p[0];
786                 p     += group_size;
787                 delta0 = exp1 - exp0 + 2;
788                 av_assert2(delta0 >= 0 && delta0 <= 4);
789
790                 exp0   = exp1;
791                 exp1   = p[0];
792                 p     += group_size;
793                 delta1 = exp1 - exp0 + 2;
794                 av_assert2(delta1 >= 0 && delta1 <= 4);
795
796                 exp0   = exp1;
797                 exp1   = p[0];
798                 p     += group_size;
799                 delta2 = exp1 - exp0 + 2;
800                 av_assert2(delta2 >= 0 && delta2 <= 4);
801
802                 block->grouped_exp[ch][i] = ((delta0 * 5 + delta1) * 5) + delta2;
803             }
804         }
805     }
806
807     s->exponent_bits = bit_count;
808 }
809
810
811 /**
812  * Calculate final exponents from the supplied MDCT coefficients and exponent shift.
813  * Extract exponents from MDCT coefficients, calculate exponent strategies,
814  * and encode final exponents.
815  */
816 static void process_exponents(AC3EncodeContext *s)
817 {
818     extract_exponents(s);
819
820     compute_exp_strategy(s);
821
822     encode_exponents(s);
823
824     group_exponents(s);
825
826     emms_c();
827 }
828
829
830 /**
831  * Count frame bits that are based solely on fixed parameters.
832  * This only has to be run once when the encoder is initialized.
833  */
834 static void count_frame_bits_fixed(AC3EncodeContext *s)
835 {
836     static const int frame_bits_inc[8] = { 0, 0, 2, 2, 2, 4, 2, 4 };
837     int blk;
838     int frame_bits;
839
840     /* assumptions:
841      *   no dynamic range codes
842      *   no channel coupling
843      *   bit allocation parameters do not change between blocks
844      *   SNR offsets do not change between blocks
845      *   no delta bit allocation
846      *   no skipped data
847      *   no auxilliary data
848      */
849
850     /* header size */
851     frame_bits = 65;
852     frame_bits += frame_bits_inc[s->channel_mode];
853
854     /* audio blocks */
855     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
856         frame_bits += s->fbw_channels * 2 + 2; /* blksw * c, dithflag * c, dynrnge, cplstre */
857         if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
858             frame_bits++; /* rematstr */
859         }
860         frame_bits += 2 * s->fbw_channels; /* chexpstr[2] * c */
861         if (s->lfe_on)
862             frame_bits++; /* lfeexpstr */
863         frame_bits++; /* baie */
864         frame_bits++; /* snr */
865         frame_bits += 2; /* delta / skip */
866     }
867     frame_bits++; /* cplinu for block 0 */
868     /* bit alloc info */
869     /* sdcycod[2], fdcycod[2], sgaincod[2], dbpbcod[2], floorcod[3] */
870     /* csnroffset[6] */
871     /* (fsnoffset[4] + fgaincod[4]) * c */
872     frame_bits += 2*4 + 3 + 6 + s->channels * (4 + 3);
873
874     /* auxdatae, crcrsv */
875     frame_bits += 2;
876
877     /* CRC */
878     frame_bits += 16;
879
880     s->frame_bits_fixed = frame_bits;
881 }
882
883
884 /**
885  * Initialize bit allocation.
886  * Set default parameter codes and calculate parameter values.
887  */
888 static void bit_alloc_init(AC3EncodeContext *s)
889 {
890     int ch;
891
892     /* init default parameters */
893     s->slow_decay_code = 2;
894     s->fast_decay_code = 1;
895     s->slow_gain_code  = 1;
896     s->db_per_bit_code = 3;
897     s->floor_code      = 7;
898     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
899         s->fast_gain_code[ch] = 4;
900
901     /* initial snr offset */
902     s->coarse_snr_offset = 40;
903
904     /* compute real values */
905     /* currently none of these values change during encoding, so we can just
906        set them once at initialization */
907     s->bit_alloc.slow_decay = ff_ac3_slow_decay_tab[s->slow_decay_code] >> s->bit_alloc.sr_shift;
908     s->bit_alloc.fast_decay = ff_ac3_fast_decay_tab[s->fast_decay_code] >> s->bit_alloc.sr_shift;
909     s->bit_alloc.slow_gain  = ff_ac3_slow_gain_tab[s->slow_gain_code];
910     s->bit_alloc.db_per_bit = ff_ac3_db_per_bit_tab[s->db_per_bit_code];
911     s->bit_alloc.floor      = ff_ac3_floor_tab[s->floor_code];
912
913     count_frame_bits_fixed(s);
914 }
915
916
917 /**
918  * Count the bits used to encode the frame, minus exponents and mantissas.
919  * Bits based on fixed parameters have already been counted, so now we just
920  * have to add the bits based on parameters that change during encoding.
921  */
922 static void count_frame_bits(AC3EncodeContext *s)
923 {
924     AC3EncOptions *opt = &s->options;
925     int blk, ch;
926     int frame_bits = 0;
927
928     if (opt->audio_production_info)
929         frame_bits += 7;
930     if (s->bitstream_id == 6) {
931         if (opt->extended_bsi_1)
932             frame_bits += 14;
933         if (opt->extended_bsi_2)
934             frame_bits += 14;
935     }
936
937     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
938         /* stereo rematrixing */
939         if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO &&
940             s->blocks[blk].new_rematrixing_strategy) {
941             frame_bits += s->num_rematrixing_bands;
942         }
943
944         for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
945             if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE)
946                 frame_bits += 6 + 2; /* chbwcod[6], gainrng[2] */
947         }
948     }
949     s->frame_bits = s->frame_bits_fixed + frame_bits;
950 }
951
952
953 /**
954  * Finalize the mantissa bit count by adding in the grouped mantissas.
955  */
956 static int compute_mantissa_size_final(int mant_cnt[5])
957 {
958     // bap=1 : 3 mantissas in 5 bits
959     int bits = (mant_cnt[1] / 3) * 5;
960     // bap=2 : 3 mantissas in 7 bits
961     // bap=4 : 2 mantissas in 7 bits
962     bits += ((mant_cnt[2] / 3) + (mant_cnt[4] >> 1)) * 7;
963     // bap=3 : each mantissa is 3 bits
964     bits += mant_cnt[3] * 3;
965     return bits;
966 }
967
968
969 /**
970  * Calculate masking curve based on the final exponents.
971  * Also calculate the power spectral densities to use in future calculations.
972  */
973 static void bit_alloc_masking(AC3EncodeContext *s)
974 {
975     int blk, ch;
976
977     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
978         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
979         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
980             /* We only need psd and mask for calculating bap.
981                Since we currently do not calculate bap when exponent
982                strategy is EXP_REUSE we do not need to calculate psd or mask. */
983             if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE) {
984                 ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(block->exp[ch], 0,
985                                           s->nb_coefs[ch],
986                                           block->psd[ch], block->band_psd[ch]);
987                 ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(&s->bit_alloc, block->band_psd[ch],
988                                            0, s->nb_coefs[ch],
989                                            ff_ac3_fast_gain_tab[s->fast_gain_code[ch]],
990                                            ch == s->lfe_channel,
991                                            DBA_NONE, 0, NULL, NULL, NULL,
992                                            block->mask[ch]);
993             }
994         }
995     }
996 }
997
998
999 /**
1000  * Ensure that bap for each block and channel point to the current bap_buffer.
1001  * They may have been switched during the bit allocation search.
1002  */
1003 static void reset_block_bap(AC3EncodeContext *s)
1004 {
1005     int blk, ch;
1006     if (s->blocks[0].bap[0] == s->bap_buffer)
1007         return;
1008     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1009         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1010             s->blocks[blk].bap[ch] = &s->bap_buffer[AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
1011         }
1012     }
1013 }
1014
1015
1016 /**
1017  * Run the bit allocation with a given SNR offset.
1018  * This calculates the bit allocation pointers that will be used to determine
1019  * the quantization of each mantissa.
1020  * @return the number of bits needed for mantissas if the given SNR offset is
1021  *         is used.
1022  */
1023 static int bit_alloc(AC3EncodeContext *s, int snr_offset)
1024 {
1025     int blk, ch;
1026     int mantissa_bits;
1027     int mant_cnt[5];
1028
1029     snr_offset = (snr_offset - 240) << 2;
1030
1031     reset_block_bap(s);
1032     mantissa_bits = 0;
1033     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1034         AC3Block *block;
1035         // initialize grouped mantissa counts. these are set so that they are
1036         // padded to the next whole group size when bits are counted in
1037         // compute_mantissa_size_final
1038         mant_cnt[0] = mant_cnt[3] = 0;
1039         mant_cnt[1] = mant_cnt[2] = 2;
1040         mant_cnt[4] = 1;
1041         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1042             /* Currently the only bit allocation parameters which vary across
1043                blocks within a frame are the exponent values.  We can take
1044                advantage of that by reusing the bit allocation pointers
1045                whenever we reuse exponents. */
1046             block = s->blocks[blk].exp_ref_block[ch];
1047             if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE) {
1048                 s->ac3dsp.bit_alloc_calc_bap(block->mask[ch], block->psd[ch], 0,
1049                                           s->nb_coefs[ch], snr_offset,
1050                                           s->bit_alloc.floor, ff_ac3_bap_tab,
1051                                           block->bap[ch]);
1052             }
1053             mantissa_bits += s->ac3dsp.compute_mantissa_size(mant_cnt, block->bap[ch], s->nb_coefs[ch]);
1054         }
1055         mantissa_bits += compute_mantissa_size_final(mant_cnt);
1056     }
1057     return mantissa_bits;
1058 }
1059
1060
1061 /**
1062  * Constant bitrate bit allocation search.
1063  * Find the largest SNR offset that will allow data to fit in the frame.
1064  */
1065 static int cbr_bit_allocation(AC3EncodeContext *s)
1066 {
1067     int ch;
1068     int bits_left;
1069     int snr_offset, snr_incr;
1070
1071     bits_left = 8 * s->frame_size - (s->frame_bits + s->exponent_bits);
1072     av_assert2(bits_left >= 0);
1073
1074     snr_offset = s->coarse_snr_offset << 4;
1075
1076     /* if previous frame SNR offset was 1023, check if current frame can also
1077        use SNR offset of 1023. if so, skip the search. */
1078     if ((snr_offset | s->fine_snr_offset[0]) == 1023) {
1079         if (bit_alloc(s, 1023) <= bits_left)
1080             return 0;
1081     }
1082
1083     while (snr_offset >= 0 &&
1084            bit_alloc(s, snr_offset) > bits_left) {
1085         snr_offset -= 64;
1086     }
1087     if (snr_offset < 0)
1088         return AVERROR(EINVAL);
1089
1090     FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
1091     for (snr_incr = 64; snr_incr > 0; snr_incr >>= 2) {
1092         while (snr_offset + snr_incr <= 1023 &&
1093                bit_alloc(s, snr_offset + snr_incr) <= bits_left) {
1094             snr_offset += snr_incr;
1095             FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
1096         }
1097     }
1098     FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
1099     reset_block_bap(s);
1100
1101     s->coarse_snr_offset = snr_offset >> 4;
1102     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
1103         s->fine_snr_offset[ch] = snr_offset & 0xF;
1104
1105     return 0;
1106 }
1107
1108
1109 /**
1110  * Downgrade exponent strategies to reduce the bits used by the exponents.
1111  * This is a fallback for when bit allocation fails with the normal exponent
1112  * strategies.  Each time this function is run it only downgrades the
1113  * strategy in 1 channel of 1 block.
1114  * @return non-zero if downgrade was unsuccessful
1115  */
1116 static int downgrade_exponents(AC3EncodeContext *s)
1117 {
1118     int ch, blk;
1119
1120     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1121         for (blk = AC3_MAX_BLOCKS-1; blk >= 0; blk--) {
1122             if (s->exp_strategy[ch][blk] == EXP_D15) {
1123                 s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_D25;
1124                 return 0;
1125             }
1126         }
1127     }
1128     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1129         for (blk = AC3_MAX_BLOCKS-1; blk >= 0; blk--) {
1130             if (s->exp_strategy[ch][blk] == EXP_D25) {
1131                 s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_D45;
1132                 return 0;
1133             }
1134         }
1135     }
1136     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1137         /* block 0 cannot reuse exponents, so only downgrade D45 to REUSE if
1138            the block number > 0 */
1139         for (blk = AC3_MAX_BLOCKS-1; blk > 0; blk--) {
1140             if (s->exp_strategy[ch][blk] > EXP_REUSE) {
1141                 s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_REUSE;
1142                 return 0;
1143             }
1144         }
1145     }
1146     return -1;
1147 }
1148
1149
1150 /**
1151  * Reduce the bandwidth to reduce the number of bits used for a given SNR offset.
1152  * This is a second fallback for when bit allocation still fails after exponents
1153  * have been downgraded.
1154  * @return non-zero if bandwidth reduction was unsuccessful
1155  */
1156 static int reduce_bandwidth(AC3EncodeContext *s, int min_bw_code)
1157 {
1158     int ch;
1159
1160     if (s->bandwidth_code[0] > min_bw_code) {
1161         for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1162             s->bandwidth_code[ch]--;
1163             s->nb_coefs[ch] = s->bandwidth_code[ch] * 3 + 73;
1164         }
1165         return 0;
1166     }
1167     return -1;
1168 }
1169
1170
1171 /**
1172  * Perform bit allocation search.
1173  * Finds the SNR offset value that maximizes quality and fits in the specified
1174  * frame size.  Output is the SNR offset and a set of bit allocation pointers
1175  * used to quantize the mantissas.
1176  */
1177 static int compute_bit_allocation(AC3EncodeContext *s)
1178 {
1179     int ret;
1180
1181     count_frame_bits(s);
1182
1183     bit_alloc_masking(s);
1184
1185     ret = cbr_bit_allocation(s);
1186     while (ret) {
1187         /* fallback 1: downgrade exponents */
1188         if (!downgrade_exponents(s)) {
1189             extract_exponents(s);
1190             encode_exponents(s);
1191             group_exponents(s);
1192             ret = compute_bit_allocation(s);
1193             continue;
1194         }
1195
1196         /* fallback 2: reduce bandwidth */
1197         /* only do this if the user has not specified a specific cutoff
1198            frequency */
1199         if (!s->cutoff && !reduce_bandwidth(s, 0)) {
1200             process_exponents(s);
1201             ret = compute_bit_allocation(s);
1202             continue;
1203         }
1204
1205         /* fallbacks were not enough... */
1206         break;
1207     }
1208
1209     return ret;
1210 }
1211
1212
1213 /**
1214  * Symmetric quantization on 'levels' levels.
1215  */
1216 static inline int sym_quant(int c, int e, int levels)
1217 {
1218     int v = (((levels * c) >> (24 - e)) + levels) >> 1;
1219     av_assert2(v >= 0 && v < levels);
1220     return v;
1221 }
1222
1223
1224 /**
1225  * Asymmetric quantization on 2^qbits levels.
1226  */
1227 static inline int asym_quant(int c, int e, int qbits)
1228 {
1229     int lshift, m, v;
1230
1231     lshift = e + qbits - 24;
1232     if (lshift >= 0)
1233         v = c << lshift;
1234     else
1235         v = c >> (-lshift);
1236     /* rounding */
1237     v = (v + 1) >> 1;
1238     m = (1 << (qbits-1));
1239     if (v >= m)
1240         v = m - 1;
1241     av_assert2(v >= -m);
1242     return v & ((1 << qbits)-1);
1243 }
1244
1245
1246 /**
1247  * Quantize a set of mantissas for a single channel in a single block.
1248  */
1249 static void quantize_mantissas_blk_ch(AC3Mant *s, int32_t *fixed_coef,
1250                                       uint8_t *exp,
1251                                       uint8_t *bap, uint16_t *qmant, int n)
1252 {
1253     int i;
1254
1255     for (i = 0; i < n; i++) {
1256         int v;
1257         int c = fixed_coef[i];
1258         int e = exp[i];
1259         int b = bap[i];
1260         switch (b) {
1261         case 0:
1262             v = 0;
1263             break;
1264         case 1:
1265             v = sym_quant(c, e, 3);
1266             switch (s->mant1_cnt) {
1267             case 0:
1268                 s->qmant1_ptr = &qmant[i];
1269                 v = 9 * v;
1270                 s->mant1_cnt = 1;
1271                 break;
1272             case 1:
1273                 *s->qmant1_ptr += 3 * v;
1274                 s->mant1_cnt = 2;
1275                 v = 128;
1276                 break;
1277             default:
1278                 *s->qmant1_ptr += v;
1279                 s->mant1_cnt = 0;
1280                 v = 128;
1281                 break;
1282             }
1283             break;
1284         case 2:
1285             v = sym_quant(c, e, 5);
1286             switch (s->mant2_cnt) {
1287             case 0:
1288                 s->qmant2_ptr = &qmant[i];
1289                 v = 25 * v;
1290                 s->mant2_cnt = 1;
1291                 break;
1292             case 1:
1293                 *s->qmant2_ptr += 5 * v;
1294                 s->mant2_cnt = 2;
1295                 v = 128;
1296                 break;
1297             default:
1298                 *s->qmant2_ptr += v;
1299                 s->mant2_cnt = 0;
1300                 v = 128;
1301                 break;
1302             }
1303             break;
1304         case 3:
1305             v = sym_quant(c, e, 7);
1306             break;
1307         case 4:
1308             v = sym_quant(c, e, 11);
1309             switch (s->mant4_cnt) {
1310             case 0:
1311                 s->qmant4_ptr = &qmant[i];
1312                 v = 11 * v;
1313                 s->mant4_cnt = 1;
1314                 break;
1315             default:
1316                 *s->qmant4_ptr += v;
1317                 s->mant4_cnt = 0;
1318                 v = 128;
1319                 break;
1320             }
1321             break;
1322         case 5:
1323             v = sym_quant(c, e, 15);
1324             break;
1325         case 14:
1326             v = asym_quant(c, e, 14);
1327             break;
1328         case 15:
1329             v = asym_quant(c, e, 16);
1330             break;
1331         default:
1332             v = asym_quant(c, e, b - 1);
1333             break;
1334         }
1335         qmant[i] = v;
1336     }
1337 }
1338
1339
1340 /**
1341  * Quantize mantissas using coefficients, exponents, and bit allocation pointers.
1342  */
1343 static void quantize_mantissas(AC3EncodeContext *s)
1344 {
1345     int blk, ch;
1346
1347
1348     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1349         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1350         AC3Block *ref_block;
1351         AC3Mant m = { 0 };
1352
1353         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1354             ref_block = block->exp_ref_block[ch];
1355             quantize_mantissas_blk_ch(&m, block->fixed_coef[ch],
1356                                       ref_block->exp[ch], ref_block->bap[ch],
1357                                       block->qmant[ch], s->nb_coefs[ch]);
1358         }
1359     }
1360 }
1361
1362
1363 /**
1364  * Write the AC-3 frame header to the output bitstream.
1365  */
1366 static void output_frame_header(AC3EncodeContext *s)
1367 {
1368     AC3EncOptions *opt = &s->options;
1369
1370     put_bits(&s->pb, 16, 0x0b77);   /* frame header */
1371     put_bits(&s->pb, 16, 0);        /* crc1: will be filled later */
1372     put_bits(&s->pb, 2,  s->bit_alloc.sr_code);
1373     put_bits(&s->pb, 6,  s->frame_size_code + (s->frame_size - s->frame_size_min) / 2);
1374     put_bits(&s->pb, 5,  s->bitstream_id);
1375     put_bits(&s->pb, 3,  s->bitstream_mode);
1376     put_bits(&s->pb, 3,  s->channel_mode);
1377     if ((s->channel_mode & 0x01) && s->channel_mode != AC3_CHMODE_MONO)
1378         put_bits(&s->pb, 2, s->center_mix_level);
1379     if (s->channel_mode & 0x04)
1380         put_bits(&s->pb, 2, s->surround_mix_level);
1381     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
1382         put_bits(&s->pb, 2, opt->dolby_surround_mode);
1383     put_bits(&s->pb, 1, s->lfe_on); /* LFE */
1384     put_bits(&s->pb, 5, -opt->dialogue_level);
1385     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no compression control word */
1386     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no lang code */
1387     put_bits(&s->pb, 1, opt->audio_production_info);
1388     if (opt->audio_production_info) {
1389         put_bits(&s->pb, 5, opt->mixing_level - 80);
1390         put_bits(&s->pb, 2, opt->room_type);
1391     }
1392     put_bits(&s->pb, 1, opt->copyright);
1393     put_bits(&s->pb, 1, opt->original);
1394     if (s->bitstream_id == 6) {
1395         /* alternate bit stream syntax */
1396         put_bits(&s->pb, 1, opt->extended_bsi_1);
1397         if (opt->extended_bsi_1) {
1398             put_bits(&s->pb, 2, opt->preferred_stereo_downmix);
1399             put_bits(&s->pb, 3, s->ltrt_center_mix_level);
1400             put_bits(&s->pb, 3, s->ltrt_surround_mix_level);
1401             put_bits(&s->pb, 3, s->loro_center_mix_level);
1402             put_bits(&s->pb, 3, s->loro_surround_mix_level);
1403         }
1404         put_bits(&s->pb, 1, opt->extended_bsi_2);
1405         if (opt->extended_bsi_2) {
1406             put_bits(&s->pb, 2, opt->dolby_surround_ex_mode);
1407             put_bits(&s->pb, 2, opt->dolby_headphone_mode);
1408             put_bits(&s->pb, 1, opt->ad_converter_type);
1409             put_bits(&s->pb, 9, 0);     /* xbsi2 and encinfo : reserved */
1410         }
1411     } else {
1412     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no time code 1 */
1413     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no time code 2 */
1414     }
1415     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no additional bit stream info */
1416 }
1417
1418
1419 /**
1420  * Write one audio block to the output bitstream.
1421  */
1422 static void output_audio_block(AC3EncodeContext *s, int blk)
1423 {
1424     int ch, i, baie, rbnd;
1425     AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1426
1427     /* block switching */
1428     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
1429         put_bits(&s->pb, 1, 0);
1430
1431     /* dither flags */
1432     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
1433         put_bits(&s->pb, 1, 1);
1434
1435     /* dynamic range codes */
1436     put_bits(&s->pb, 1, 0);
1437
1438     /* channel coupling */
1439     if (!blk) {
1440         put_bits(&s->pb, 1, 1); /* coupling strategy present */
1441         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no coupling strategy */
1442     } else {
1443         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no new coupling strategy */
1444     }
1445
1446     /* stereo rematrixing */
1447     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
1448         put_bits(&s->pb, 1, block->new_rematrixing_strategy);
1449         if (block->new_rematrixing_strategy) {
1450             /* rematrixing flags */
1451             for (rbnd = 0; rbnd < s->num_rematrixing_bands; rbnd++)
1452                 put_bits(&s->pb, 1, block->rematrixing_flags[rbnd]);
1453         }
1454     }
1455
1456     /* exponent strategy */
1457     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
1458         put_bits(&s->pb, 2, s->exp_strategy[ch][blk]);
1459     if (s->lfe_on)
1460         put_bits(&s->pb, 1, s->exp_strategy[s->lfe_channel][blk]);
1461
1462     /* bandwidth */
1463     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1464         if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE)
1465             put_bits(&s->pb, 6, s->bandwidth_code[ch]);
1466     }
1467
1468     /* exponents */
1469     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1470         int nb_groups;
1471
1472         if (s->exp_strategy[ch][blk] == EXP_REUSE)
1473             continue;
1474
1475         /* DC exponent */
1476         put_bits(&s->pb, 4, block->grouped_exp[ch][0]);
1477
1478         /* exponent groups */
1479         nb_groups = exponent_group_tab[s->exp_strategy[ch][blk]-1][s->nb_coefs[ch]];
1480         for (i = 1; i <= nb_groups; i++)
1481             put_bits(&s->pb, 7, block->grouped_exp[ch][i]);
1482
1483         /* gain range info */
1484         if (ch != s->lfe_channel)
1485             put_bits(&s->pb, 2, 0);
1486     }
1487
1488     /* bit allocation info */
1489     baie = (blk == 0);
1490     put_bits(&s->pb, 1, baie);
1491     if (baie) {
1492         put_bits(&s->pb, 2, s->slow_decay_code);
1493         put_bits(&s->pb, 2, s->fast_decay_code);
1494         put_bits(&s->pb, 2, s->slow_gain_code);
1495         put_bits(&s->pb, 2, s->db_per_bit_code);
1496         put_bits(&s->pb, 3, s->floor_code);
1497     }
1498
1499     /* snr offset */
1500     put_bits(&s->pb, 1, baie);
1501     if (baie) {
1502         put_bits(&s->pb, 6, s->coarse_snr_offset);
1503         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1504             put_bits(&s->pb, 4, s->fine_snr_offset[ch]);
1505             put_bits(&s->pb, 3, s->fast_gain_code[ch]);
1506         }
1507     }
1508
1509     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no delta bit allocation */
1510     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no data to skip */
1511
1512     /* mantissas */
1513     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1514         int b, q;
1515         AC3Block *ref_block = block->exp_ref_block[ch];
1516         for (i = 0; i < s->nb_coefs[ch]; i++) {
1517             q = block->qmant[ch][i];
1518             b = ref_block->bap[ch][i];
1519             switch (b) {
1520             case 0:                                         break;
1521             case 1: if (q != 128) put_bits(&s->pb,   5, q); break;
1522             case 2: if (q != 128) put_bits(&s->pb,   7, q); break;
1523             case 3:               put_bits(&s->pb,   3, q); break;
1524             case 4: if (q != 128) put_bits(&s->pb,   7, q); break;
1525             case 14:              put_bits(&s->pb,  14, q); break;
1526             case 15:              put_bits(&s->pb,  16, q); break;
1527             default:              put_bits(&s->pb, b-1, q); break;
1528             }
1529         }
1530     }
1531 }
1532
1533
1534 /** CRC-16 Polynomial */
1535 #define CRC16_POLY ((1 << 0) | (1 << 2) | (1 << 15) | (1 << 16))
1536
1537
1538 static unsigned int mul_poly(unsigned int a, unsigned int b, unsigned int poly)
1539 {
1540     unsigned int c;
1541
1542     c = 0;
1543     while (a) {
1544         if (a & 1)
1545             c ^= b;
1546         a = a >> 1;
1547         b = b << 1;
1548         if (b & (1 << 16))
1549             b ^= poly;
1550     }
1551     return c;
1552 }
1553
1554
1555 static unsigned int pow_poly(unsigned int a, unsigned int n, unsigned int poly)
1556 {
1557     unsigned int r;
1558     r = 1;
1559     while (n) {
1560         if (n & 1)
1561             r = mul_poly(r, a, poly);
1562         a = mul_poly(a, a, poly);
1563         n >>= 1;
1564     }
1565     return r;
1566 }
1567
1568
1569 /**
1570  * Fill the end of the frame with 0's and compute the two CRCs.
1571  */
1572 static void output_frame_end(AC3EncodeContext *s)
1573 {
1574     const AVCRC *crc_ctx = av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI);
1575     int frame_size_58, pad_bytes, crc1, crc2_partial, crc2, crc_inv;
1576     uint8_t *frame;
1577
1578     frame_size_58 = ((s->frame_size >> 2) + (s->frame_size >> 4)) << 1;
1579
1580     /* pad the remainder of the frame with zeros */
1581     av_assert2(s->frame_size * 8 - put_bits_count(&s->pb) >= 18);
1582     flush_put_bits(&s->pb);
1583     frame = s->pb.buf;
1584     pad_bytes = s->frame_size - (put_bits_ptr(&s->pb) - frame) - 2;
1585     av_assert2(pad_bytes >= 0);
1586     if (pad_bytes > 0)
1587         memset(put_bits_ptr(&s->pb), 0, pad_bytes);
1588
1589     /* compute crc1 */
1590     /* this is not so easy because it is at the beginning of the data... */
1591     crc1    = av_bswap16(av_crc(crc_ctx, 0, frame + 4, frame_size_58 - 4));
1592     crc_inv = s->crc_inv[s->frame_size > s->frame_size_min];
1593     crc1    = mul_poly(crc_inv, crc1, CRC16_POLY);
1594     AV_WB16(frame + 2, crc1);
1595
1596     /* compute crc2 */
1597     crc2_partial = av_crc(crc_ctx, 0, frame + frame_size_58,
1598                           s->frame_size - frame_size_58 - 3);
1599     crc2 = av_crc(crc_ctx, crc2_partial, frame + s->frame_size - 3, 1);
1600     /* ensure crc2 does not match sync word by flipping crcrsv bit if needed */
1601     if (crc2 == 0x770B) {
1602         frame[s->frame_size - 3] ^= 0x1;
1603         crc2 = av_crc(crc_ctx, crc2_partial, frame + s->frame_size - 3, 1);
1604     }
1605     crc2 = av_bswap16(crc2);
1606     AV_WB16(frame + s->frame_size - 2, crc2);
1607 }
1608
1609
1610 /**
1611  * Write the frame to the output bitstream.
1612  */
1613 static void output_frame(AC3EncodeContext *s, unsigned char *frame)
1614 {
1615     int blk;
1616
1617     init_put_bits(&s->pb, frame, AC3_MAX_CODED_FRAME_SIZE);
1618
1619     output_frame_header(s);
1620
1621     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++)
1622         output_audio_block(s, blk);
1623
1624     output_frame_end(s);
1625 }
1626
1627
1628 static void dprint_options(AVCodecContext *avctx)
1629 {
1630 #ifdef DEBUG
1631     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1632     AC3EncOptions *opt = &s->options;
1633     char strbuf[32];
1634
1635     switch (s->bitstream_id) {
1636     case  6:  strncpy(strbuf, "AC-3 (alt syntax)", 32);      break;
1637     case  8:  strncpy(strbuf, "AC-3 (standard)", 32);        break;
1638     case  9:  strncpy(strbuf, "AC-3 (dnet half-rate)", 32);  break;
1639     case 10:  strncpy(strbuf, "AC-3 (dnet quater-rate", 32); break;
1640     default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR");
1641     }
1642     av_dlog(avctx, "bitstream_id: %s (%d)\n", strbuf, s->bitstream_id);
1643     av_dlog(avctx, "sample_fmt: %s\n", av_get_sample_fmt_name(avctx->sample_fmt));
1644     av_get_channel_layout_string(strbuf, 32, s->channels, avctx->channel_layout);
1645     av_dlog(avctx, "channel_layout: %s\n", strbuf);
1646     av_dlog(avctx, "sample_rate: %d\n", s->sample_rate);
1647     av_dlog(avctx, "bit_rate: %d\n", s->bit_rate);
1648     if (s->cutoff)
1649         av_dlog(avctx, "cutoff: %d\n", s->cutoff);
1650
1651     av_dlog(avctx, "per_frame_metadata: %s\n",
1652             opt->allow_per_frame_metadata?"on":"off");
1653     if (s->has_center)
1654         av_dlog(avctx, "center_mixlev: %0.3f (%d)\n", opt->center_mix_level,
1655                 s->center_mix_level);
1656     else
1657         av_dlog(avctx, "center_mixlev: {not written}\n");
1658     if (s->has_surround)
1659         av_dlog(avctx, "surround_mixlev: %0.3f (%d)\n", opt->surround_mix_level,
1660                 s->surround_mix_level);
1661     else
1662         av_dlog(avctx, "surround_mixlev: {not written}\n");
1663     if (opt->audio_production_info) {
1664         av_dlog(avctx, "mixing_level: %ddB\n", opt->mixing_level);
1665         switch (opt->room_type) {
1666         case 0:  strncpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1667         case 1:  strncpy(strbuf, "large", 32);        break;
1668         case 2:  strncpy(strbuf, "small", 32);        break;
1669         default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->room_type);
1670         }
1671         av_dlog(avctx, "room_type: %s\n", strbuf);
1672     } else {
1673         av_dlog(avctx, "mixing_level: {not written}\n");
1674         av_dlog(avctx, "room_type: {not written}\n");
1675     }
1676     av_dlog(avctx, "copyright: %s\n", opt->copyright?"on":"off");
1677     av_dlog(avctx, "dialnorm: %ddB\n", opt->dialogue_level);
1678     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
1679         switch (opt->dolby_surround_mode) {
1680         case 0:  strncpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1681         case 1:  strncpy(strbuf, "on", 32);           break;
1682         case 2:  strncpy(strbuf, "off", 32);          break;
1683         default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->dolby_surround_mode);
1684         }
1685         av_dlog(avctx, "dsur_mode: %s\n", strbuf);
1686     } else {
1687         av_dlog(avctx, "dsur_mode: {not written}\n");
1688     }
1689     av_dlog(avctx, "original: %s\n", opt->original?"on":"off");
1690
1691     if (s->bitstream_id == 6) {
1692         if (opt->extended_bsi_1) {
1693             switch (opt->preferred_stereo_downmix) {
1694             case 0:  strncpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1695             case 1:  strncpy(strbuf, "ltrt", 32);         break;
1696             case 2:  strncpy(strbuf, "loro", 32);         break;
1697             default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->preferred_stereo_downmix);
1698             }
1699             av_dlog(avctx, "dmix_mode: %s\n", strbuf);
1700             av_dlog(avctx, "ltrt_cmixlev: %0.3f (%d)\n",
1701                     opt->ltrt_center_mix_level, s->ltrt_center_mix_level);
1702             av_dlog(avctx, "ltrt_surmixlev: %0.3f (%d)\n",
1703                     opt->ltrt_surround_mix_level, s->ltrt_surround_mix_level);
1704             av_dlog(avctx, "loro_cmixlev: %0.3f (%d)\n",
1705                     opt->loro_center_mix_level, s->loro_center_mix_level);
1706             av_dlog(avctx, "loro_surmixlev: %0.3f (%d)\n",
1707                     opt->loro_surround_mix_level, s->loro_surround_mix_level);
1708         } else {
1709             av_dlog(avctx, "extended bitstream info 1: {not written}\n");
1710         }
1711         if (opt->extended_bsi_2) {
1712             switch (opt->dolby_surround_ex_mode) {
1713             case 0:  strncpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1714             case 1:  strncpy(strbuf, "on", 32);           break;
1715             case 2:  strncpy(strbuf, "off", 32);          break;
1716             default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->dolby_surround_ex_mode);
1717             }
1718             av_dlog(avctx, "dsurex_mode: %s\n", strbuf);
1719             switch (opt->dolby_headphone_mode) {
1720             case 0:  strncpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1721             case 1:  strncpy(strbuf, "on", 32);           break;
1722             case 2:  strncpy(strbuf, "off", 32);          break;
1723             default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->dolby_headphone_mode);
1724             }
1725             av_dlog(avctx, "dheadphone_mode: %s\n", strbuf);
1726
1727             switch (opt->ad_converter_type) {
1728             case 0:  strncpy(strbuf, "standard", 32); break;
1729             case 1:  strncpy(strbuf, "hdcd", 32);     break;
1730             default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->ad_converter_type);
1731             }
1732             av_dlog(avctx, "ad_conv_type: %s\n", strbuf);
1733         } else {
1734             av_dlog(avctx, "extended bitstream info 2: {not written}\n");
1735         }
1736     }
1737 #endif
1738 }
1739
1740
1741 #define FLT_OPTION_THRESHOLD 0.01
1742
1743 static int validate_float_option(float v, const float *v_list, int v_list_size)
1744 {
1745     int i;
1746
1747     for (i = 0; i < v_list_size; i++) {
1748         if (v < (v_list[i] + FLT_OPTION_THRESHOLD) &&
1749             v > (v_list[i] - FLT_OPTION_THRESHOLD))
1750             break;
1751     }
1752     if (i == v_list_size)
1753         return -1;
1754
1755     return i;
1756 }
1757
1758
1759 static void validate_mix_level(void *log_ctx, const char *opt_name,
1760                                float *opt_param, const float *list,
1761                                int list_size, int default_value, int min_value,
1762                                int *ctx_param)
1763 {
1764     int mixlev = validate_float_option(*opt_param, list, list_size);
1765     if (mixlev < min_value) {
1766         mixlev = default_value;
1767         if (*opt_param >= 0.0) {
1768             av_log(log_ctx, AV_LOG_WARNING, "requested %s is not valid. using "
1769                    "default value: %0.3f\n", opt_name, list[mixlev]);
1770         }
1771     }
1772     *opt_param = list[mixlev];
1773     *ctx_param = mixlev;
1774 }
1775
1776
1777 /**
1778  * Validate metadata options as set by AVOption system.
1779  * These values can optionally be changed per-frame.
1780  */
1781 static int validate_metadata(AVCodecContext *avctx)
1782 {
1783     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1784     AC3EncOptions *opt = &s->options;
1785
1786     /* validate mixing levels */
1787     if (s->has_center) {
1788         validate_mix_level(avctx, "center_mix_level", &opt->center_mix_level,
1789                            cmixlev_options, CMIXLEV_NUM_OPTIONS, 1, 0,
1790                            &s->center_mix_level);
1791     }
1792     if (s->has_surround) {
1793         validate_mix_level(avctx, "surround_mix_level", &opt->surround_mix_level,
1794                            surmixlev_options, SURMIXLEV_NUM_OPTIONS, 1, 0,
1795                            &s->surround_mix_level);
1796     }
1797
1798     /* set audio production info flag */
1799     if (opt->mixing_level >= 0 || opt->room_type >= 0) {
1800         if (opt->mixing_level < 0) {
1801             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "mixing_level must be set if "
1802                    "room_type is set\n");
1803             return AVERROR(EINVAL);
1804         }
1805         if (opt->mixing_level < 80) {
1806             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid mixing level. must be between "
1807                    "80dB and 111dB\n");
1808             return AVERROR(EINVAL);
1809         }
1810         /* default room type */
1811         if (opt->room_type < 0)
1812             opt->room_type = 0;
1813         opt->audio_production_info = 1;
1814     } else {
1815         opt->audio_production_info = 0;
1816     }
1817
1818     /* set extended bsi 1 flag */
1819     if ((s->has_center || s->has_surround) &&
1820         (opt->preferred_stereo_downmix >= 0 ||
1821          opt->ltrt_center_mix_level   >= 0 ||
1822          opt->ltrt_surround_mix_level >= 0 ||
1823          opt->loro_center_mix_level   >= 0 ||
1824          opt->loro_surround_mix_level >= 0)) {
1825         /* default preferred stereo downmix */
1826         if (opt->preferred_stereo_downmix < 0)
1827             opt->preferred_stereo_downmix = 0;
1828         /* validate Lt/Rt center mix level */
1829         validate_mix_level(avctx, "ltrt_center_mix_level",
1830                            &opt->ltrt_center_mix_level, extmixlev_options,
1831                            EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS, 5, 0,
1832                            &s->ltrt_center_mix_level);
1833         /* validate Lt/Rt surround mix level */
1834         validate_mix_level(avctx, "ltrt_surround_mix_level",
1835                            &opt->ltrt_surround_mix_level, extmixlev_options,
1836                            EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS, 6, 3,
1837                            &s->ltrt_surround_mix_level);
1838         /* validate Lo/Ro center mix level */
1839         validate_mix_level(avctx, "loro_center_mix_level",
1840                            &opt->loro_center_mix_level, extmixlev_options,
1841                            EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS, 5, 0,
1842                            &s->loro_center_mix_level);
1843         /* validate Lo/Ro surround mix level */
1844         validate_mix_level(avctx, "loro_surround_mix_level",
1845                            &opt->loro_surround_mix_level, extmixlev_options,
1846                            EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS, 6, 3,
1847                            &s->loro_surround_mix_level);
1848         opt->extended_bsi_1 = 1;
1849     } else {
1850         opt->extended_bsi_1 = 0;
1851     }
1852
1853     /* set extended bsi 2 flag */
1854     if (opt->dolby_surround_ex_mode >= 0 ||
1855         opt->dolby_headphone_mode   >= 0 ||
1856         opt->ad_converter_type      >= 0) {
1857         /* default dolby surround ex mode */
1858         if (opt->dolby_surround_ex_mode < 0)
1859             opt->dolby_surround_ex_mode = 0;
1860         /* default dolby headphone mode */
1861         if (opt->dolby_headphone_mode < 0)
1862             opt->dolby_headphone_mode = 0;
1863         /* default A/D converter type */
1864         if (opt->ad_converter_type < 0)
1865             opt->ad_converter_type = 0;
1866         opt->extended_bsi_2 = 1;
1867     } else {
1868         opt->extended_bsi_2 = 0;
1869     }
1870
1871     /* set bitstream id for alternate bitstream syntax */
1872     if (opt->extended_bsi_1 || opt->extended_bsi_2) {
1873         if (s->bitstream_id > 8 && s->bitstream_id < 11) {
1874             static int warn_once = 1;
1875             if (warn_once) {
1876                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "alternate bitstream syntax is "
1877                        "not compatible with reduced samplerates. writing of "
1878                        "extended bitstream information will be disabled.\n");
1879                 warn_once = 0;
1880             }
1881         } else {
1882             s->bitstream_id = 6;
1883         }
1884     }
1885
1886     return 0;
1887 }
1888
1889
1890 /**
1891  * Encode a single AC-3 frame.
1892  */
1893 static int ac3_encode_frame(AVCodecContext *avctx, unsigned char *frame,
1894                             int buf_size, void *data)
1895 {
1896     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1897     const SampleType *samples = data;
1898     int ret;
1899
1900     if (s->options.allow_per_frame_metadata) {
1901         ret = validate_metadata(avctx);
1902         if (ret)
1903             return ret;
1904     }
1905
1906     if (s->bit_alloc.sr_code == 1)
1907         adjust_frame_size(s);
1908
1909     deinterleave_input_samples(s, samples);
1910
1911     apply_mdct(s);
1912
1913     scale_coefficients(s);
1914
1915     compute_rematrixing_strategy(s);
1916
1917     apply_rematrixing(s);
1918
1919     process_exponents(s);
1920
1921     ret = compute_bit_allocation(s);
1922     if (ret) {
1923         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Bit allocation failed. Try increasing the bitrate.\n");
1924         return ret;
1925     }
1926
1927     quantize_mantissas(s);
1928
1929     output_frame(s, frame);
1930
1931     return s->frame_size;
1932 }
1933
1934
1935 /**
1936  * Finalize encoding and free any memory allocated by the encoder.
1937  */
1938 static av_cold int ac3_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1939 {
1940     int blk, ch;
1941     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1942
1943     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
1944         av_freep(&s->planar_samples[ch]);
1945     av_freep(&s->planar_samples);
1946     av_freep(&s->bap_buffer);
1947     av_freep(&s->bap1_buffer);
1948     av_freep(&s->mdct_coef_buffer);
1949     av_freep(&s->fixed_coef_buffer);
1950     av_freep(&s->exp_buffer);
1951     av_freep(&s->grouped_exp_buffer);
1952     av_freep(&s->psd_buffer);
1953     av_freep(&s->band_psd_buffer);
1954     av_freep(&s->mask_buffer);
1955     av_freep(&s->qmant_buffer);
1956     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1957         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1958         av_freep(&block->bap);
1959         av_freep(&block->mdct_coef);
1960         av_freep(&block->fixed_coef);
1961         av_freep(&block->exp);
1962         av_freep(&block->grouped_exp);
1963         av_freep(&block->psd);
1964         av_freep(&block->band_psd);
1965         av_freep(&block->mask);
1966         av_freep(&block->qmant);
1967     }
1968
1969     mdct_end(&s->mdct);
1970
1971     av_freep(&avctx->coded_frame);
1972     return 0;
1973 }
1974
1975
1976 /**
1977  * Set channel information during initialization.
1978  */
1979 static av_cold int set_channel_info(AC3EncodeContext *s, int channels,
1980                                     int64_t *channel_layout)
1981 {
1982     int ch_layout;
1983
1984     if (channels < 1 || channels > AC3_MAX_CHANNELS)
1985         return AVERROR(EINVAL);
1986     if ((uint64_t)*channel_layout > 0x7FF)
1987         return AVERROR(EINVAL);
1988     ch_layout = *channel_layout;
1989     if (!ch_layout)
1990         ch_layout = avcodec_guess_channel_layout(channels, CODEC_ID_AC3, NULL);
1991     if (av_get_channel_layout_nb_channels(ch_layout) != channels)
1992         return AVERROR(EINVAL);
1993
1994     s->lfe_on       = !!(ch_layout & AV_CH_LOW_FREQUENCY);
1995     s->channels     = channels;
1996     s->fbw_channels = channels - s->lfe_on;
1997     s->lfe_channel  = s->lfe_on ? s->fbw_channels : -1;
1998     if (s->lfe_on)
1999         ch_layout -= AV_CH_LOW_FREQUENCY;
2000
2001     switch (ch_layout) {
2002     case AV_CH_LAYOUT_MONO:           s->channel_mode = AC3_CHMODE_MONO;   break;
2003     case AV_CH_LAYOUT_STEREO:         s->channel_mode = AC3_CHMODE_STEREO; break;
2004     case AV_CH_LAYOUT_SURROUND:       s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F;     break;
2005     case AV_CH_LAYOUT_2_1:            s->channel_mode = AC3_CHMODE_2F1R;   break;
2006     case AV_CH_LAYOUT_4POINT0:        s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F1R;   break;
2007     case AV_CH_LAYOUT_QUAD:
2008     case AV_CH_LAYOUT_2_2:            s->channel_mode = AC3_CHMODE_2F2R;   break;
2009     case AV_CH_LAYOUT_5POINT0:
2010     case AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK:   s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F2R;   break;
2011     default:
2012         return AVERROR(EINVAL);
2013     }
2014     s->has_center   = (s->channel_mode & 0x01) && s->channel_mode != AC3_CHMODE_MONO;
2015     s->has_surround =  s->channel_mode & 0x04;
2016
2017     s->channel_map  = ff_ac3_enc_channel_map[s->channel_mode][s->lfe_on];
2018     *channel_layout = ch_layout;
2019     if (s->lfe_on)
2020         *channel_layout |= AV_CH_LOW_FREQUENCY;
2021
2022     return 0;
2023 }
2024
2025
2026 static av_cold int validate_options(AVCodecContext *avctx, AC3EncodeContext *s)
2027 {
2028     int i, ret;
2029
2030     /* validate channel layout */
2031     if (!avctx->channel_layout) {
2032         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "No channel layout specified. The "
2033                                       "encoder will guess the layout, but it "
2034                                       "might be incorrect.\n");
2035     }
2036     ret = set_channel_info(s, avctx->channels, &avctx->channel_layout);
2037     if (ret) {
2038         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid channel layout\n");
2039         return ret;
2040     }
2041
2042     /* validate sample rate */
2043     for (i = 0; i < 9; i++) {
2044         if ((ff_ac3_sample_rate_tab[i / 3] >> (i % 3)) == avctx->sample_rate)
2045             break;
2046     }
2047     if (i == 9) {
2048         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sample rate\n");
2049         return AVERROR(EINVAL);
2050     }
2051     s->sample_rate        = avctx->sample_rate;
2052     s->bit_alloc.sr_shift = i % 3;
2053     s->bit_alloc.sr_code  = i / 3;
2054     s->bitstream_id       = 8 + s->bit_alloc.sr_shift;
2055
2056     /* validate bit rate */
2057     for (i = 0; i < 19; i++) {
2058         if ((ff_ac3_bitrate_tab[i] >> s->bit_alloc.sr_shift)*1000 == avctx->bit_rate)
2059             break;
2060     }
2061     if (i == 19) {
2062         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid bit rate\n");
2063         return AVERROR(EINVAL);
2064     }
2065     s->bit_rate        = avctx->bit_rate;
2066     s->frame_size_code = i << 1;
2067
2068     /* validate cutoff */
2069     if (avctx->cutoff < 0) {
2070         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid cutoff frequency\n");
2071         return AVERROR(EINVAL);
2072     }
2073     s->cutoff = avctx->cutoff;
2074     if (s->cutoff > (s->sample_rate >> 1))
2075         s->cutoff = s->sample_rate >> 1;
2076
2077     /* validate audio service type / channels combination */
2078     if ((avctx->audio_service_type == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_KARAOKE &&
2079          avctx->channels == 1) ||
2080         ((avctx->audio_service_type == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_COMMENTARY ||
2081           avctx->audio_service_type == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_EMERGENCY  ||
2082           avctx->audio_service_type == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_VOICE_OVER)
2083          && avctx->channels > 1)) {
2084         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid audio service type for the "
2085                                     "specified number of channels\n");
2086         return AVERROR(EINVAL);
2087     }
2088
2089     ret = validate_metadata(avctx);
2090     if (ret)
2091         return ret;
2092
2093     return 0;
2094 }
2095
2096
2097 /**
2098  * Set bandwidth for all channels.
2099  * The user can optionally supply a cutoff frequency. Otherwise an appropriate
2100  * default value will be used.
2101  */
2102 static av_cold void set_bandwidth(AC3EncodeContext *s)
2103 {
2104     int ch, bw_code;
2105
2106     if (s->cutoff) {
2107         /* calculate bandwidth based on user-specified cutoff frequency */
2108         int fbw_coeffs;
2109         fbw_coeffs     = s->cutoff * 2 * AC3_MAX_COEFS / s->sample_rate;
2110         bw_code        = av_clip((fbw_coeffs - 73) / 3, 0, 60);
2111     } else {
2112         /* use default bandwidth setting */
2113         bw_code = ac3_bandwidth_tab[s->fbw_channels-1][s->bit_alloc.sr_code][s->frame_size_code/2];
2114     }
2115
2116     /* set number of coefficients for each channel */
2117     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
2118         s->bandwidth_code[ch] = bw_code;
2119         s->nb_coefs[ch]       = bw_code * 3 + 73;
2120     }
2121     if (s->lfe_on)
2122         s->nb_coefs[s->lfe_channel] = 7; /* LFE channel always has 7 coefs */
2123 }
2124
2125
2126 static av_cold int allocate_buffers(AVCodecContext *avctx)
2127 {
2128     int blk, ch;
2129     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
2130
2131     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->planar_samples, s->channels * sizeof(*s->planar_samples),
2132                      alloc_fail);
2133     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
2134         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, s->planar_samples[ch],
2135                           (AC3_FRAME_SIZE+AC3_BLOCK_SIZE) * sizeof(**s->planar_samples),
2136                           alloc_fail);
2137     }
2138     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->bap_buffer,  AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2139                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->bap_buffer),  alloc_fail);
2140     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->bap1_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2141                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->bap1_buffer), alloc_fail);
2142     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->mdct_coef_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2143                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->mdct_coef_buffer), alloc_fail);
2144     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->exp_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2145                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->exp_buffer), alloc_fail);
2146     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->grouped_exp_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2147                      128 * sizeof(*s->grouped_exp_buffer), alloc_fail);
2148     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->psd_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2149                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->psd_buffer), alloc_fail);
2150     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->band_psd_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2151                      64 * sizeof(*s->band_psd_buffer), alloc_fail);
2152     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->mask_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2153                      64 * sizeof(*s->mask_buffer), alloc_fail);
2154     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->qmant_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2155                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->qmant_buffer), alloc_fail);
2156     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
2157         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
2158         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, block->bap, s->channels * sizeof(*block->bap),
2159                          alloc_fail);
2160         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->mdct_coef, s->channels * sizeof(*block->mdct_coef),
2161                           alloc_fail);
2162         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->exp, s->channels * sizeof(*block->exp),
2163                           alloc_fail);
2164         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->grouped_exp, s->channels * sizeof(*block->grouped_exp),
2165                           alloc_fail);
2166         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->psd, s->channels * sizeof(*block->psd),
2167                           alloc_fail);
2168         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->band_psd, s->channels * sizeof(*block->band_psd),
2169                           alloc_fail);
2170         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->mask, s->channels * sizeof(*block->mask),
2171                           alloc_fail);
2172         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->qmant, s->channels * sizeof(*block->qmant),
2173                           alloc_fail);
2174
2175         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
2176             /* arrangement: block, channel, coeff */
2177             block->bap[ch]         = &s->bap_buffer        [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
2178             block->mdct_coef[ch]   = &s->mdct_coef_buffer  [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
2179             block->grouped_exp[ch] = &s->grouped_exp_buffer[128           * (blk * s->channels + ch)];
2180             block->psd[ch]         = &s->psd_buffer        [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
2181             block->band_psd[ch]    = &s->band_psd_buffer   [64            * (blk * s->channels + ch)];
2182             block->mask[ch]        = &s->mask_buffer       [64            * (blk * s->channels + ch)];
2183             block->qmant[ch]       = &s->qmant_buffer      [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
2184
2185             /* arrangement: channel, block, coeff */
2186             block->exp[ch]         = &s->exp_buffer        [AC3_MAX_COEFS * (AC3_MAX_BLOCKS * ch + blk)];
2187         }
2188     }
2189
2190     if (CONFIG_AC3ENC_FLOAT) {
2191         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->fixed_coef_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2192                          AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->fixed_coef_buffer), alloc_fail);
2193         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
2194             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
2195             FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->fixed_coef, s->channels *
2196                               sizeof(*block->fixed_coef), alloc_fail);
2197             for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
2198                 block->fixed_coef[ch] = &s->fixed_coef_buffer[AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
2199         }
2200     } else {
2201         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
2202             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
2203             FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->fixed_coef, s->channels *
2204                               sizeof(*block->fixed_coef), alloc_fail);
2205             for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
2206                 block->fixed_coef[ch] = (int32_t *)block->mdct_coef[ch];
2207         }
2208     }
2209
2210     return 0;
2211 alloc_fail:
2212     return AVERROR(ENOMEM);
2213 }
2214
2215
2216 /**
2217  * Initialize the encoder.
2218  */
2219 static av_cold int ac3_encode_init(AVCodecContext *avctx)
2220 {
2221     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
2222     int ret, frame_size_58;
2223
2224     avctx->frame_size = AC3_FRAME_SIZE;
2225
2226     ff_ac3_common_init();
2227
2228     ret = validate_options(avctx, s);
2229     if (ret)
2230         return ret;
2231
2232     s->bitstream_mode = avctx->audio_service_type;
2233     if (s->bitstream_mode == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_KARAOKE)
2234         s->bitstream_mode = 0x7;
2235
2236     s->frame_size_min  = 2 * ff_ac3_frame_size_tab[s->frame_size_code][s->bit_alloc.sr_code];
2237     s->bits_written    = 0;
2238     s->samples_written = 0;
2239     s->frame_size      = s->frame_size_min;
2240
2241     /* calculate crc_inv for both possible frame sizes */
2242     frame_size_58 = (( s->frame_size    >> 2) + ( s->frame_size    >> 4)) << 1;
2243     s->crc_inv[0] = pow_poly((CRC16_POLY >> 1), (8 * frame_size_58) - 16, CRC16_POLY);
2244     if (s->bit_alloc.sr_code == 1) {
2245         frame_size_58 = (((s->frame_size+2) >> 2) + ((s->frame_size+2) >> 4)) << 1;
2246         s->crc_inv[1] = pow_poly((CRC16_POLY >> 1), (8 * frame_size_58) - 16, CRC16_POLY);
2247     }
2248
2249     set_bandwidth(s);
2250
2251     rematrixing_init(s);
2252
2253     exponent_init(s);
2254
2255     bit_alloc_init(s);
2256
2257     ret = mdct_init(avctx, &s->mdct, 9);
2258     if (ret)
2259         goto init_fail;
2260
2261     ret = allocate_buffers(avctx);
2262     if (ret)
2263         goto init_fail;
2264
2265     avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
2266
2267     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
2268     ff_ac3dsp_init(&s->ac3dsp, avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT);
2269
2270     dprint_options(avctx);
2271
2272     return 0;
2273 init_fail:
2274     ac3_encode_close(avctx);
2275     return ret;
2276 }