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
  31 #include "libavcore/audioconvert.h"
  32 #include "libavutil/crc.h"
  33 #include "avcodec.h"
  34 #include "put_bits.h"
  35 #include "dsputil.h"
  36 #include "ac3dsp.h"
  37 #include "ac3.h"
  38 #include "audioconvert.h"
  39
  40
  41 #ifndef CONFIG_AC3ENC_FLOAT
  42 #define CONFIG_AC3ENC_FLOAT 0
  43 #endif
  44
  45
  46 /** Maximum number of exponent groups. +1 for separate DC exponent. */
  47 #define AC3_MAX_EXP_GROUPS 85
  48
  49 /* stereo rematrixing algorithms */
  50 #define AC3_REMATRIXING_IS_STATIC 0x1
  51 #define AC3_REMATRIXING_SUMS    0
  52 #define AC3_REMATRIXING_NONE    1
  53 #define AC3_REMATRIXING_ALWAYS  3
  54
  55 /** Scale a float value by 2^bits and convert to an integer. */
  56 #define SCALE_FLOAT(a, bits) lrintf((a) * (float)(1 << (bits)))
  57
  58
  59 #if CONFIG_AC3ENC_FLOAT
  60 #include "ac3enc_float.h"
  61 #else
  62 #include "ac3enc_fixed.h"
  63 #endif
  64
  65
  66 /**
  67  * Data for a single audio block.
  68  */
  69 typedef struct AC3Block {
  70     uint8_t  **bap;                             ///< bit allocation pointers (bap)
  71     CoefType **mdct_coef;                       ///< MDCT coefficients
  72     int32_t  **fixed_coef;                      ///< fixed-point MDCT coefficients
  73     uint8_t  **exp;                             ///< original exponents
  74     uint8_t  **grouped_exp;                     ///< grouped exponents
  75     int16_t  **psd;                             ///< psd per frequency bin
  76     int16_t  **band_psd;                        ///< psd per critical band
  77     int16_t  **mask;                            ///< masking curve
  78     uint16_t **qmant;                           ///< quantized mantissas
  79     int8_t   exp_shift[AC3_MAX_CHANNELS];       ///< exponent shift values
  80     uint8_t  new_rematrixing_strategy;          ///< send new rematrixing flags in this block
  81     uint8_t  rematrixing_flags[4];              ///< rematrixing flags
  82 } AC3Block;
  83
  84 /**
  85  * AC-3 encoder private context.
  86  */
  87 typedef struct AC3EncodeContext {
  88     PutBitContext pb;                       ///< bitstream writer context
  89     DSPContext dsp;
  90     AC3DSPContext ac3dsp;                   ///< AC-3 optimized functions
  91     AC3MDCTContext mdct;                    ///< MDCT context
  92
  93     AC3Block blocks[AC3_MAX_BLOCKS];        ///< per-block info
  94
  95     int bitstream_id;                       ///< bitstream id                           (bsid)
  96     int bitstream_mode;                     ///< bitstream mode                         (bsmod)
  97
  98     int bit_rate;                           ///< target bit rate, in bits-per-second
  99     int sample_rate;                        ///< sampling frequency, in Hz
 100
 101     int frame_size_min;                     ///< minimum frame size in case rounding is necessary
 102     int frame_size;                         ///< current frame size in bytes
 103     int frame_size_code;                    ///< frame size code                        (frmsizecod)
 104     uint16_t crc_inv[2];
 105     int bits_written;                       ///< bit count    (used to avg. bitrate)
 106     int samples_written;                    ///< sample count (used to avg. bitrate)
 107
 108     int fbw_channels;                       ///< number of full-bandwidth channels      (nfchans)
 109     int channels;                           ///< total number of channels               (nchans)
 110     int lfe_on;                             ///< indicates if there is an LFE channel   (lfeon)
 111     int lfe_channel;                        ///< channel index of the LFE channel
 112     int channel_mode;                       ///< channel mode                           (acmod)
 113     const uint8_t *channel_map;             ///< channel map used to reorder channels
 114
 115     int cutoff;                             ///< user-specified cutoff frequency, in Hz
 116     int bandwidth_code[AC3_MAX_CHANNELS];   ///< bandwidth code (0 to 60)               (chbwcod)
 117     int nb_coefs[AC3_MAX_CHANNELS];
 118
 119     int rematrixing;                        ///< determines how rematrixing strategy is calculated
 120
 121     /* bitrate allocation control */
 122     int slow_gain_code;                     ///< slow gain code                         (sgaincod)
 123     int slow_decay_code;                    ///< slow decay code                        (sdcycod)
 124     int fast_decay_code;                    ///< fast decay code                        (fdcycod)
 125     int db_per_bit_code;                    ///< dB/bit code                            (dbpbcod)
 126     int floor_code;                         ///< floor code                             (floorcod)
 127     AC3BitAllocParameters bit_alloc;        ///< bit allocation parameters
 128     int coarse_snr_offset;                  ///< coarse SNR offsets                     (csnroffst)
 129     int fast_gain_code[AC3_MAX_CHANNELS];   ///< fast gain codes (signal-to-mask ratio) (fgaincod)
 130     int fine_snr_offset[AC3_MAX_CHANNELS];  ///< fine SNR offsets                       (fsnroffst)
 131     int frame_bits_fixed;                   ///< number of non-coefficient bits for fixed parameters
 132     int frame_bits;                         ///< all frame bits except exponents and mantissas
 133     int exponent_bits;                      ///< number of bits used for exponents
 134
 135     /* mantissa encoding */
 136     int mant1_cnt, mant2_cnt, mant4_cnt;    ///< mantissa counts for bap=1,2,4
 137     uint16_t *qmant1_ptr, *qmant2_ptr, *qmant4_ptr; ///< mantissa pointers for bap=1,2,4
 138
 139     SampleType **planar_samples;
 140     uint8_t *bap_buffer;
 141     uint8_t *bap1_buffer;
 142     CoefType *mdct_coef_buffer;
 143     int32_t *fixed_coef_buffer;
 144     uint8_t *exp_buffer;
 145     uint8_t *grouped_exp_buffer;
 146     int16_t *psd_buffer;
 147     int16_t *band_psd_buffer;
 148     int16_t *mask_buffer;
 149     uint16_t *qmant_buffer;
 150
 151     uint8_t exp_strategy[AC3_MAX_CHANNELS][AC3_MAX_BLOCKS]; ///< exponent strategies
 152
 153     DECLARE_ALIGNED(16, SampleType, windowed_samples)[AC3_WINDOW_SIZE];
 154 } AC3EncodeContext;
 155
 156
 157 /* prototypes for functions in ac3enc_fixed.c and ac3enc_float.c */
 158
 159 static av_cold void mdct_end(AC3MDCTContext *mdct);
 160
 161 static av_cold int mdct_init(AVCodecContext *avctx, AC3MDCTContext *mdct,
 162                              int nbits);
 163
 164 static void mdct512(AC3MDCTContext *mdct, CoefType *out, SampleType *in);
 165
 166 static void apply_window(DSPContext *dsp, SampleType *output, const SampleType *input,
 167                          const SampleType *window, int n);
 168
 169 static int normalize_samples(AC3EncodeContext *s);
 170
 171 static void scale_coefficients(AC3EncodeContext *s);
 172
 173
 174 /**
 175  * LUT for number of exponent groups.
 176  * exponent_group_tab[exponent strategy-1][number of coefficients]
 177  */
 178 static uint8_t exponent_group_tab[3][256];
 179
 180
 181 /**
 182  * List of supported channel layouts.
 183  */
 184 static const int64_t ac3_channel_layouts[] = {
 185      AV_CH_LAYOUT_MONO,
 186      AV_CH_LAYOUT_STEREO,
 187      AV_CH_LAYOUT_2_1,
 188      AV_CH_LAYOUT_SURROUND,
 189      AV_CH_LAYOUT_2_2,
 190      AV_CH_LAYOUT_QUAD,
 191      AV_CH_LAYOUT_4POINT0,
 192      AV_CH_LAYOUT_5POINT0,
 193      AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK,
 194     (AV_CH_LAYOUT_MONO     | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
 195     (AV_CH_LAYOUT_STEREO   | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
 196     (AV_CH_LAYOUT_2_1      | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
 197     (AV_CH_LAYOUT_SURROUND | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
 198     (AV_CH_LAYOUT_2_2      | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
 199     (AV_CH_LAYOUT_QUAD     | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
 200     (AV_CH_LAYOUT_4POINT0  | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
 201      AV_CH_LAYOUT_5POINT1,
 202      AV_CH_LAYOUT_5POINT1_BACK,
 203      0
 204 };
 205
 206
 207 /**
 208  * Adjust the frame size to make the average bit rate match the target bit rate.
 209  * This is only needed for 11025, 22050, and 44100 sample rates.
 210  */
 211 static void adjust_frame_size(AC3EncodeContext *s)
 212 {
 213     while (s->bits_written >= s->bit_rate && s->samples_written >= s->sample_rate) {
 214         s->bits_written    -= s->bit_rate;
 215         s->samples_written -= s->sample_rate;
 216     }
 217     s->frame_size = s->frame_size_min +
 218                     2 * (s->bits_written * s->sample_rate < s->samples_written * s->bit_rate);
 219     s->bits_written    += s->frame_size * 8;
 220     s->samples_written += AC3_FRAME_SIZE;
 221 }
 222
 223
 224 /**
 225  * Deinterleave input samples.
 226  * Channels are reordered from FFmpeg's default order to AC-3 order.
 227  */
 228 static void deinterleave_input_samples(AC3EncodeContext *s,
 229                                        const SampleType *samples)
 230 {
 231     int ch, i;
 232
 233     /* deinterleave and remap input samples */
 234     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 235         const SampleType *sptr;
 236         int sinc;
 237
 238         /* copy last 256 samples of previous frame to the start of the current frame */
 239         memcpy(&s->planar_samples[ch][0], &s->planar_samples[ch][AC3_FRAME_SIZE],
 240                AC3_BLOCK_SIZE * sizeof(s->planar_samples[0][0]));
 241
 242         /* deinterleave */
 243         sinc = s->channels;
 244         sptr = samples + s->channel_map[ch];
 245         for (i = AC3_BLOCK_SIZE; i < AC3_FRAME_SIZE+AC3_BLOCK_SIZE; i++) {
 246             s->planar_samples[ch][i] = *sptr;
 247             sptr += sinc;
 248         }
 249     }
 250 }
 251
 252
 253 /**
 254  * Apply the MDCT to input samples to generate frequency coefficients.
 255  * This applies the KBD window and normalizes the input to reduce precision
 256  * loss due to fixed-point calculations.
 257  */
 258 static void apply_mdct(AC3EncodeContext *s)
 259 {
 260     int blk, ch;
 261
 262     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 263         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 264             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 265             const SampleType *input_samples = &s->planar_samples[ch][blk * AC3_BLOCK_SIZE];
 266
 267             apply_window(&s->dsp, s->windowed_samples, input_samples, s->mdct.window, AC3_WINDOW_SIZE);
 268
 269             block->exp_shift[ch] = normalize_samples(s);
 270
 271             mdct512(&s->mdct, block->mdct_coef[ch], s->windowed_samples);
 272         }
 273     }
 274 }
 275
 276
 277 /**
 278  * Initialize stereo rematrixing.
 279  * If the strategy does not change for each frame, set the rematrixing flags.
 280  */
 281 static void rematrixing_init(AC3EncodeContext *s)
 282 {
 283     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
 284         s->rematrixing = AC3_REMATRIXING_SUMS;
 285     else
 286         s->rematrixing = AC3_REMATRIXING_NONE;
 287     /* NOTE: AC3_REMATRIXING_ALWAYS might be used in
 288              the future in conjunction with channel coupling. */
 289
 290     if (s->rematrixing & AC3_REMATRIXING_IS_STATIC) {
 291         int flag = (s->rematrixing == AC3_REMATRIXING_ALWAYS);
 292         s->blocks[0].new_rematrixing_strategy = 1;
 293         memset(s->blocks[0].rematrixing_flags, flag,
 294                sizeof(s->blocks[0].rematrixing_flags));
 295     }
 296 }
 297
 298
 299 /**
 300  * Determine rematrixing flags for each block and band.
 301  */
 302 static void compute_rematrixing_strategy(AC3EncodeContext *s)
 303 {
 304     int nb_coefs;
 305     int blk, bnd, i;
 306     AC3Block *block, *block0;
 307
 308     if (s->rematrixing & AC3_REMATRIXING_IS_STATIC)
 309         return;
 310
 311     nb_coefs = FFMIN(s->nb_coefs[0], s->nb_coefs[1]);
 312
 313     s->blocks[0].new_rematrixing_strategy = 1;
 314     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 315         block = &s->blocks[blk];
 316         for (bnd = 0; bnd < 4; bnd++) {
 317             /* calculate calculate sum of squared coeffs for one band in one block */
 318             int start = ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd];
 319             int end   = FFMIN(nb_coefs, ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd+1]);
 320             CoefSumType sum[4] = {0,};
 321             for (i = start; i < end; i++) {
 322                 CoefType lt = block->mdct_coef[0][i];
 323                 CoefType rt = block->mdct_coef[1][i];
 324                 CoefType md = lt + rt;
 325                 CoefType sd = lt - rt;
 326                 sum[0] += lt * lt;
 327                 sum[1] += rt * rt;
 328                 sum[2] += md * md;
 329                 sum[3] += sd * sd;
 330             }
 331
 332             /* compare sums to determine if rematrixing will be used for this band */
 333             if (FFMIN(sum[2], sum[3]) < FFMIN(sum[0], sum[1]))
 334                 block->rematrixing_flags[bnd] = 1;
 335             else
 336                 block->rematrixing_flags[bnd] = 0;
 337
 338             /* determine if new rematrixing flags will be sent */
 339             if (blk &&
 340                 !block->new_rematrixing_strategy &&
 341                 block->rematrixing_flags[bnd] != block0->rematrixing_flags[bnd]) {
 342                 block->new_rematrixing_strategy = 1;
 343             }
 344         }
 345         block0 = block;
 346     }
 347 }
 348
 349
 350 /**
 351  * Apply stereo rematrixing to coefficients based on rematrixing flags.
 352  */
 353 static void apply_rematrixing(AC3EncodeContext *s)
 354 {
 355     int nb_coefs;
 356     int blk, bnd, i;
 357     int start, end;
 358     uint8_t *flags;
 359
 360     if (s->rematrixing == AC3_REMATRIXING_NONE)
 361         return;
 362
 363     nb_coefs = FFMIN(s->nb_coefs[0], s->nb_coefs[1]);
 364
 365     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 366         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 367         if (block->new_rematrixing_strategy)
 368             flags = block->rematrixing_flags;
 369         for (bnd = 0; bnd < 4; bnd++) {
 370             if (flags[bnd]) {
 371                 start = ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd];
 372                 end   = FFMIN(nb_coefs, ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd+1]);
 373                 for (i = start; i < end; i++) {
 374                     int32_t lt = block->fixed_coef[0][i];
 375                     int32_t rt = block->fixed_coef[1][i];
 376                     block->fixed_coef[0][i] = (lt + rt) >> 1;
 377                     block->fixed_coef[1][i] = (lt - rt) >> 1;
 378                 }
 379             }
 380         }
 381     }
 382 }
 383
 384
 385 /**
 386  * Initialize exponent tables.
 387  */
 388 static av_cold void exponent_init(AC3EncodeContext *s)
 389 {
 390     int i;
 391     for (i = 73; i < 256; i++) {
 392         exponent_group_tab[0][i] = (i - 1) /  3;
 393         exponent_group_tab[1][i] = (i + 2) /  6;
 394         exponent_group_tab[2][i] = (i + 8) / 12;
 395     }
 396     /* LFE */
 397     exponent_group_tab[0][7] = 2;
 398 }
 399
 400
 401 /**
 402  * Extract exponents from the MDCT coefficients.
 403  * This takes into account the normalization that was done to the input samples
 404  * by adjusting the exponents by the exponent shift values.
 405  */
 406 static void extract_exponents(AC3EncodeContext *s)
 407 {
 408     int blk, ch, i;
 409
 410     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 411         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 412             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 413             uint8_t *exp   = block->exp[ch];
 414             int32_t *coef = block->fixed_coef[ch];
 415             int exp_shift  = block->exp_shift[ch];
 416             for (i = 0; i < AC3_MAX_COEFS; i++) {
 417                 int e;
 418                 int v = abs(coef[i]);
 419                 if (v == 0)
 420                     e = 24;
 421                 else {
 422                     e = 23 - av_log2(v) + exp_shift;
 423                     if (e >= 24) {
 424                         e = 24;
 425                         coef[i] = 0;
 426                     }
 427                 }
 428                 exp[i] = e;
 429             }
 430         }
 431     }
 432 }
 433
 434
 435 /**
 436  * Exponent Difference Threshold.
 437  * New exponents are sent if their SAD exceed this number.
 438  */
 439 #define EXP_DIFF_THRESHOLD 500
 440
 441
 442 /**
 443  * Calculate exponent strategies for all blocks in a single channel.
 444  */
 445 static void compute_exp_strategy_ch(AC3EncodeContext *s, uint8_t *exp_strategy,
 446                                     uint8_t *exp)
 447 {
 448     int blk, blk1;
 449     int exp_diff;
 450
 451     /* estimate if the exponent variation & decide if they should be
 452        reused in the next frame */
 453     exp_strategy[0] = EXP_NEW;
 454     exp += AC3_MAX_COEFS;
 455     for (blk = 1; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 456         exp_diff = s->dsp.sad[0](NULL, exp, exp - AC3_MAX_COEFS, 16, 16);
 457         if (exp_diff > EXP_DIFF_THRESHOLD)
 458             exp_strategy[blk] = EXP_NEW;
 459         else
 460             exp_strategy[blk] = EXP_REUSE;
 461         exp += AC3_MAX_COEFS;
 462     }
 463
 464     /* now select the encoding strategy type : if exponents are often
 465        recoded, we use a coarse encoding */
 466     blk = 0;
 467     while (blk < AC3_MAX_BLOCKS) {
 468         blk1 = blk + 1;
 469         while (blk1 < AC3_MAX_BLOCKS && exp_strategy[blk1] == EXP_REUSE)
 470             blk1++;
 471         switch (blk1 - blk) {
 472         case 1:  exp_strategy[blk] = EXP_D45; break;
 473         case 2:
 474         case 3:  exp_strategy[blk] = EXP_D25; break;
 475         default: exp_strategy[blk] = EXP_D15; break;
 476         }
 477         blk = blk1;
 478     }
 479 }
 480
 481
 482 /**
 483  * Calculate exponent strategies for all channels.
 484  * Array arrangement is reversed to simplify the per-channel calculation.
 485  */
 486 static void compute_exp_strategy(AC3EncodeContext *s)
 487 {
 488     int ch, blk;
 489
 490     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
 491         compute_exp_strategy_ch(s, s->exp_strategy[ch], s->blocks[0].exp[ch]);
 492     }
 493     if (s->lfe_on) {
 494         ch = s->lfe_channel;
 495         s->exp_strategy[ch][0] = EXP_D15;
 496         for (blk = 1; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++)
 497             s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_REUSE;
 498     }
 499 }
 500
 501
 502 /**
 503  * Update the exponents so that they are the ones the decoder will decode.
 504  */
 505 static void encode_exponents_blk_ch(uint8_t *exp, int nb_exps, int exp_strategy)
 506 {
 507     int nb_groups, i, k;
 508
 509     nb_groups = exponent_group_tab[exp_strategy-1][nb_exps] * 3;
 510
 511     /* for each group, compute the minimum exponent */
 512     switch(exp_strategy) {
 513     case EXP_D25:
 514         for (i = 1, k = 1; i <= nb_groups; i++) {
 515             uint8_t exp_min = exp[k];
 516             if (exp[k+1] < exp_min)
 517                 exp_min = exp[k+1];
 518             exp[i] = exp_min;
 519             k += 2;
 520         }
 521         break;
 522     case EXP_D45:
 523         for (i = 1, k = 1; i <= nb_groups; i++) {
 524             uint8_t exp_min = exp[k];
 525             if (exp[k+1] < exp_min)
 526                 exp_min = exp[k+1];
 527             if (exp[k+2] < exp_min)
 528                 exp_min = exp[k+2];
 529             if (exp[k+3] < exp_min)
 530                 exp_min = exp[k+3];
 531             exp[i] = exp_min;
 532             k += 4;
 533         }
 534         break;
 535     }
 536
 537     /* constraint for DC exponent */
 538     if (exp[0] > 15)
 539         exp[0] = 15;
 540
 541     /* decrease the delta between each groups to within 2 so that they can be
 542        differentially encoded */
 543     for (i = 1; i <= nb_groups; i++)
 544         exp[i] = FFMIN(exp[i], exp[i-1] + 2);
 545     i--;
 546     while (--i >= 0)
 547         exp[i] = FFMIN(exp[i], exp[i+1] + 2);
 548
 549     /* now we have the exponent values the decoder will see */
 550     switch (exp_strategy) {
 551     case EXP_D25:
 552         for (i = nb_groups, k = nb_groups * 2; i > 0; i--) {
 553             uint8_t exp1 = exp[i];
 554             exp[k--] = exp1;
 555             exp[k--] = exp1;
 556         }
 557         break;
 558     case EXP_D45:
 559         for (i = nb_groups, k = nb_groups * 4; i > 0; i--) {
 560             exp[k] = exp[k-1] = exp[k-2] = exp[k-3] = exp[i];
 561             k -= 4;
 562         }
 563         break;
 564     }
 565 }
 566
 567
 568 /**
 569  * Encode exponents from original extracted form to what the decoder will see.
 570  * This copies and groups exponents based on exponent strategy and reduces
 571  * deltas between adjacent exponent groups so that they can be differentially
 572  * encoded.
 573  */
 574 static void encode_exponents(AC3EncodeContext *s)
 575 {
 576     int blk, blk1, ch;
 577     uint8_t *exp, *exp1, *exp_strategy;
 578     int nb_coefs, num_reuse_blocks;
 579
 580     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 581         exp          = s->blocks[0].exp[ch];
 582         exp_strategy = s->exp_strategy[ch];
 583         nb_coefs     = s->nb_coefs[ch];
 584
 585         blk = 0;
 586         while (blk < AC3_MAX_BLOCKS) {
 587             blk1 = blk + 1;
 588
 589             /* count the number of EXP_REUSE blocks after the current block */
 590             while (blk1 < AC3_MAX_BLOCKS && exp_strategy[blk1] == EXP_REUSE)
 591                 blk1++;
 592             num_reuse_blocks = blk1 - blk - 1;
 593
 594             /* for the EXP_REUSE case we select the min of the exponents */
 595             s->ac3dsp.ac3_exponent_min(exp, num_reuse_blocks, nb_coefs);
 596
 597             encode_exponents_blk_ch(exp, nb_coefs, exp_strategy[blk]);
 598
 599             /* copy encoded exponents for reuse case */
 600             exp1 = exp + AC3_MAX_COEFS;
 601             while (blk < blk1-1) {
 602                 memcpy(exp1, exp, nb_coefs * sizeof(*exp));
 603                 exp1 += AC3_MAX_COEFS;
 604                 blk++;
 605             }
 606             blk = blk1;
 607             exp = exp1;
 608         }
 609     }
 610 }
 611
 612
 613 /**
 614  * Group exponents.
 615  * 3 delta-encoded exponents are in each 7-bit group. The number of groups
 616  * varies depending on exponent strategy and bandwidth.
 617  */
 618 static void group_exponents(AC3EncodeContext *s)
 619 {
 620     int blk, ch, i;
 621     int group_size, nb_groups, bit_count;
 622     uint8_t *p;
 623     int delta0, delta1, delta2;
 624     int exp0, exp1;
 625
 626     bit_count = 0;
 627     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 628         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 629         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 630             int exp_strategy = s->exp_strategy[ch][blk];
 631             if (exp_strategy == EXP_REUSE)
 632                 continue;
 633             group_size = exp_strategy + (exp_strategy == EXP_D45);
 634             nb_groups = exponent_group_tab[exp_strategy-1][s->nb_coefs[ch]];
 635             bit_count += 4 + (nb_groups * 7);
 636             p = block->exp[ch];
 637
 638             /* DC exponent */
 639             exp1 = *p++;
 640             block->grouped_exp[ch][0] = exp1;
 641
 642             /* remaining exponents are delta encoded */
 643             for (i = 1; i <= nb_groups; i++) {
 644                 /* merge three delta in one code */
 645                 exp0   = exp1;
 646                 exp1   = p[0];
 647                 p     += group_size;
 648                 delta0 = exp1 - exp0 + 2;
 649
 650                 exp0   = exp1;
 651                 exp1   = p[0];
 652                 p     += group_size;
 653                 delta1 = exp1 - exp0 + 2;
 654
 655                 exp0   = exp1;
 656                 exp1   = p[0];
 657                 p     += group_size;
 658                 delta2 = exp1 - exp0 + 2;
 659
 660                 block->grouped_exp[ch][i] = ((delta0 * 5 + delta1) * 5) + delta2;
 661             }
 662         }
 663     }
 664
 665     s->exponent_bits = bit_count;
 666 }
 667
 668
 669 /**
 670  * Calculate final exponents from the supplied MDCT coefficients and exponent shift.
 671  * Extract exponents from MDCT coefficients, calculate exponent strategies,
 672  * and encode final exponents.
 673  */
 674 static void process_exponents(AC3EncodeContext *s)
 675 {
 676     extract_exponents(s);
 677
 678     compute_exp_strategy(s);
 679
 680     encode_exponents(s);
 681
 682     group_exponents(s);
 683
 684     emms_c();
 685 }
 686
 687
 688 /**
 689  * Count frame bits that are based solely on fixed parameters.
 690  * This only has to be run once when the encoder is initialized.
 691  */
 692 static void count_frame_bits_fixed(AC3EncodeContext *s)
 693 {
 694     static const int frame_bits_inc[8] = { 0, 0, 2, 2, 2, 4, 2, 4 };
 695     int blk;
 696     int frame_bits;
 697
 698     /* assumptions:
 699      *   no dynamic range codes
 700      *   no channel coupling
 701      *   bit allocation parameters do not change between blocks
 702      *   SNR offsets do not change between blocks
 703      *   no delta bit allocation
 704      *   no skipped data
 705      *   no auxilliary data
 706      */
 707
 708     /* header size */
 709     frame_bits = 65;
 710     frame_bits += frame_bits_inc[s->channel_mode];
 711
 712     /* audio blocks */
 713     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 714         frame_bits += s->fbw_channels * 2 + 2; /* blksw * c, dithflag * c, dynrnge, cplstre */
 715         if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
 716             frame_bits++; /* rematstr */
 717         }
 718         frame_bits += 2 * s->fbw_channels; /* chexpstr[2] * c */
 719         if (s->lfe_on)
 720             frame_bits++; /* lfeexpstr */
 721         frame_bits++; /* baie */
 722         frame_bits++; /* snr */
 723         frame_bits += 2; /* delta / skip */
 724     }
 725     frame_bits++; /* cplinu for block 0 */
 726     /* bit alloc info */
 727     /* sdcycod[2], fdcycod[2], sgaincod[2], dbpbcod[2], floorcod[3] */
 728     /* csnroffset[6] */
 729     /* (fsnoffset[4] + fgaincod[4]) * c */
 730     frame_bits += 2*4 + 3 + 6 + s->channels * (4 + 3);
 731
 732     /* auxdatae, crcrsv */
 733     frame_bits += 2;
 734
 735     /* CRC */
 736     frame_bits += 16;
 737
 738     s->frame_bits_fixed = frame_bits;
 739 }
 740
 741
 742 /**
 743  * Initialize bit allocation.
 744  * Set default parameter codes and calculate parameter values.
 745  */
 746 static void bit_alloc_init(AC3EncodeContext *s)
 747 {
 748     int ch;
 749
 750     /* init default parameters */
 751     s->slow_decay_code = 2;
 752     s->fast_decay_code = 1;
 753     s->slow_gain_code  = 1;
 754     s->db_per_bit_code = 3;
 755     s->floor_code      = 4;
 756     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
 757         s->fast_gain_code[ch] = 4;
 758
 759     /* initial snr offset */
 760     s->coarse_snr_offset = 40;
 761
 762     /* compute real values */
 763     /* currently none of these values change during encoding, so we can just
 764        set them once at initialization */
 765     s->bit_alloc.slow_decay = ff_ac3_slow_decay_tab[s->slow_decay_code] >> s->bit_alloc.sr_shift;
 766     s->bit_alloc.fast_decay = ff_ac3_fast_decay_tab[s->fast_decay_code] >> s->bit_alloc.sr_shift;
 767     s->bit_alloc.slow_gain  = ff_ac3_slow_gain_tab[s->slow_gain_code];
 768     s->bit_alloc.db_per_bit = ff_ac3_db_per_bit_tab[s->db_per_bit_code];
 769     s->bit_alloc.floor      = ff_ac3_floor_tab[s->floor_code];
 770
 771     count_frame_bits_fixed(s);
 772 }
 773
 774
 775 /**
 776  * Count the bits used to encode the frame, minus exponents and mantissas.
 777  * Bits based on fixed parameters have already been counted, so now we just
 778  * have to add the bits based on parameters that change during encoding.
 779  */
 780 static void count_frame_bits(AC3EncodeContext *s)
 781 {
 782     int blk, ch;
 783     int frame_bits = 0;
 784
 785     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 786         /* stereo rematrixing */
 787         if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO &&
 788             s->blocks[blk].new_rematrixing_strategy) {
 789             frame_bits += 4;
 790         }
 791
 792         for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
 793             if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE)
 794                 frame_bits += 6 + 2; /* chbwcod[6], gainrng[2] */
 795         }
 796     }
 797     s->frame_bits = s->frame_bits_fixed + frame_bits;
 798 }
 799
 800
 801 /**
 802  * Calculate the number of bits needed to encode a set of mantissas.
 803  */
 804 static int compute_mantissa_size(int mant_cnt[5], uint8_t *bap, int nb_coefs)
 805 {
 806     int bits, b, i;
 807
 808     bits = 0;
 809     for (i = 0; i < nb_coefs; i++) {
 810         b = bap[i];
 811         if (b <= 4) {
 812             // bap=1 to bap=4 will be counted in compute_mantissa_size_final
 813             mant_cnt[b]++;
 814         } else if (b <= 13) {
 815             // bap=5 to bap=13 use (bap-1) bits
 816             bits += b - 1;
 817         } else {
 818             // bap=14 uses 14 bits and bap=15 uses 16 bits
 819             bits += (b == 14) ? 14 : 16;
 820         }
 821     }
 822     return bits;
 823 }
 824
 825
 826 /**
 827  * Finalize the mantissa bit count by adding in the grouped mantissas.
 828  */
 829 static int compute_mantissa_size_final(int mant_cnt[5])
 830 {
 831     // bap=1 : 3 mantissas in 5 bits
 832     int bits = (mant_cnt[1] / 3) * 5;
 833     // bap=2 : 3 mantissas in 7 bits
 834     // bap=4 : 2 mantissas in 7 bits
 835     bits += ((mant_cnt[2] / 3) + (mant_cnt[4] >> 1)) * 7;
 836     // bap=3 : each mantissa is 3 bits
 837     bits += mant_cnt[3] * 3;
 838     return bits;
 839 }
 840
 841
 842 /**
 843  * Calculate masking curve based on the final exponents.
 844  * Also calculate the power spectral densities to use in future calculations.
 845  */
 846 static void bit_alloc_masking(AC3EncodeContext *s)
 847 {
 848     int blk, ch;
 849
 850     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 851         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 852         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 853             /* We only need psd and mask for calculating bap.
 854                Since we currently do not calculate bap when exponent
 855                strategy is EXP_REUSE we do not need to calculate psd or mask. */
 856             if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE) {
 857                 ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(block->exp[ch], 0,
 858                                           s->nb_coefs[ch],
 859                                           block->psd[ch], block->band_psd[ch]);
 860                 ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(&s->bit_alloc, block->band_psd[ch],
 861                                            0, s->nb_coefs[ch],
 862                                            ff_ac3_fast_gain_tab[s->fast_gain_code[ch]],
 863                                            ch == s->lfe_channel,
 864                                            DBA_NONE, 0, NULL, NULL, NULL,
 865                                            block->mask[ch]);
 866             }
 867         }
 868     }
 869 }
 870
 871
 872 /**
 873  * Ensure that bap for each block and channel point to the current bap_buffer.
 874  * They may have been switched during the bit allocation search.
 875  */
 876 static void reset_block_bap(AC3EncodeContext *s)
 877 {
 878     int blk, ch;
 879     if (s->blocks[0].bap[0] == s->bap_buffer)
 880         return;
 881     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 882         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 883             s->blocks[blk].bap[ch] = &s->bap_buffer[AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
 884         }
 885     }
 886 }
 887
 888
 889 /**
 890  * Run the bit allocation with a given SNR offset.
 891  * This calculates the bit allocation pointers that will be used to determine
 892  * the quantization of each mantissa.
 893  * @return the number of bits needed for mantissas if the given SNR offset is
 894  *         is used.
 895  */
 896 static int bit_alloc(AC3EncodeContext *s, int snr_offset)
 897 {
 898     int blk, ch;
 899     int mantissa_bits;
 900     int mant_cnt[5];
 901
 902     snr_offset = (snr_offset - 240) << 2;
 903
 904     reset_block_bap(s);
 905     mantissa_bits = 0;
 906     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 907         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 908         // initialize grouped mantissa counts. these are set so that they are
 909         // padded to the next whole group size when bits are counted in
 910         // compute_mantissa_size_final
 911         mant_cnt[0] = mant_cnt[3] = 0;
 912         mant_cnt[1] = mant_cnt[2] = 2;
 913         mant_cnt[4] = 1;
 914         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 915             /* Currently the only bit allocation parameters which vary across
 916                blocks within a frame are the exponent values.  We can take
 917                advantage of that by reusing the bit allocation pointers
 918                whenever we reuse exponents. */
 919             if (s->exp_strategy[ch][blk] == EXP_REUSE) {
 920                 memcpy(block->bap[ch], s->blocks[blk-1].bap[ch], AC3_MAX_COEFS);
 921             } else {
 922                 ff_ac3_bit_alloc_calc_bap(block->mask[ch], block->psd[ch], 0,
 923                                           s->nb_coefs[ch], snr_offset,
 924                                           s->bit_alloc.floor, ff_ac3_bap_tab,
 925                                           block->bap[ch]);
 926             }
 927             mantissa_bits += compute_mantissa_size(mant_cnt, block->bap[ch], s->nb_coefs[ch]);
 928         }
 929         mantissa_bits += compute_mantissa_size_final(mant_cnt);
 930     }
 931     return mantissa_bits;
 932 }
 933
 934
 935 /**
 936  * Constant bitrate bit allocation search.
 937  * Find the largest SNR offset that will allow data to fit in the frame.
 938  */
 939 static int cbr_bit_allocation(AC3EncodeContext *s)
 940 {
 941     int ch;
 942     int bits_left;
 943     int snr_offset, snr_incr;
 944
 945     bits_left = 8 * s->frame_size - (s->frame_bits + s->exponent_bits);
 946
 947     snr_offset = s->coarse_snr_offset << 4;
 948
 949     /* if previous frame SNR offset was 1023, check if current frame can also
 950        use SNR offset of 1023. if so, skip the search. */
 951     if ((snr_offset | s->fine_snr_offset[0]) == 1023) {
 952         if (bit_alloc(s, 1023) <= bits_left)
 953             return 0;
 954     }
 955
 956     while (snr_offset >= 0 &&
 957            bit_alloc(s, snr_offset) > bits_left) {
 958         snr_offset -= 64;
 959     }
 960     if (snr_offset < 0)
 961         return AVERROR(EINVAL);
 962
 963     FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
 964     for (snr_incr = 64; snr_incr > 0; snr_incr >>= 2) {
 965         while (snr_offset + snr_incr <= 1023 &&
 966                bit_alloc(s, snr_offset + snr_incr) <= bits_left) {
 967             snr_offset += snr_incr;
 968             FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
 969         }
 970     }
 971     FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
 972     reset_block_bap(s);
 973
 974     s->coarse_snr_offset = snr_offset >> 4;
 975     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
 976         s->fine_snr_offset[ch] = snr_offset & 0xF;
 977
 978     return 0;
 979 }
 980
 981
 982 /**
 983  * Downgrade exponent strategies to reduce the bits used by the exponents.
 984  * This is a fallback for when bit allocation fails with the normal exponent
 985  * strategies.  Each time this function is run it only downgrades the
 986  * strategy in 1 channel of 1 block.
 987  * @return non-zero if downgrade was unsuccessful
 988  */
 989 static int downgrade_exponents(AC3EncodeContext *s)
 990 {
 991     int ch, blk;
 992
 993     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
 994         for (blk = AC3_MAX_BLOCKS-1; blk >= 0; blk--) {
 995             if (s->exp_strategy[ch][blk] == EXP_D15) {
 996                 s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_D25;
 997                 return 0;
 998             }
 999         }
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_D25) {
1004                 s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_D45;
1005                 return 0;
1006             }
1007         }
1008     }
1009     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1010         /* block 0 cannot reuse exponents, so only downgrade D45 to REUSE if
1011            the block number > 0 */
1012         for (blk = AC3_MAX_BLOCKS-1; blk > 0; blk--) {
1013             if (s->exp_strategy[ch][blk] > EXP_REUSE) {
1014                 s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_REUSE;
1015                 return 0;
1016             }
1017         }
1018     }
1019     return -1;
1020 }
1021
1022
1023 /**
1024  * Reduce the bandwidth to reduce the number of bits used for a given SNR offset.
1025  * This is a second fallback for when bit allocation still fails after exponents
1026  * have been downgraded.
1027  * @return non-zero if bandwidth reduction was unsuccessful
1028  */
1029 static int reduce_bandwidth(AC3EncodeContext *s, int min_bw_code)
1030 {
1031     int ch;
1032
1033     if (s->bandwidth_code[0] > min_bw_code) {
1034         for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1035             s->bandwidth_code[ch]--;
1036             s->nb_coefs[ch] = s->bandwidth_code[ch] * 3 + 73;
1037         }
1038         return 0;
1039     }
1040     return -1;
1041 }
1042
1043
1044 /**
1045  * Perform bit allocation search.
1046  * Finds the SNR offset value that maximizes quality and fits in the specified
1047  * frame size.  Output is the SNR offset and a set of bit allocation pointers
1048  * used to quantize the mantissas.
1049  */
1050 static int compute_bit_allocation(AC3EncodeContext *s)
1051 {
1052     int ret;
1053
1054     count_frame_bits(s);
1055
1056     bit_alloc_masking(s);
1057
1058     ret = cbr_bit_allocation(s);
1059     while (ret) {
1060         /* fallback 1: downgrade exponents */
1061         if (!downgrade_exponents(s)) {
1062             extract_exponents(s);
1063             encode_exponents(s);
1064             group_exponents(s);
1065             ret = compute_bit_allocation(s);
1066             continue;
1067         }
1068
1069         /* fallback 2: reduce bandwidth */
1070         /* only do this if the user has not specified a specific cutoff
1071            frequency */
1072         if (!s->cutoff && !reduce_bandwidth(s, 0)) {
1073             process_exponents(s);
1074             ret = compute_bit_allocation(s);
1075             continue;
1076         }
1077
1078         /* fallbacks were not enough... */
1079         break;
1080     }
1081
1082     return ret;
1083 }
1084
1085
1086 /**
1087  * Symmetric quantization on 'levels' levels.
1088  */
1089 static inline int sym_quant(int c, int e, int levels)
1090 {
1091     int v;
1092
1093     if (c >= 0) {
1094         v = (levels * (c << e)) >> 24;
1095         v = (v + 1) >> 1;
1096         v = (levels >> 1) + v;
1097     } else {
1098         v = (levels * ((-c) << e)) >> 24;
1099         v = (v + 1) >> 1;
1100         v = (levels >> 1) - v;
1101     }
1102     assert(v >= 0 && v < levels);
1103     return v;
1104 }
1105
1106
1107 /**
1108  * Asymmetric quantization on 2^qbits levels.
1109  */
1110 static inline int asym_quant(int c, int e, int qbits)
1111 {
1112     int lshift, m, v;
1113
1114     lshift = e + qbits - 24;
1115     if (lshift >= 0)
1116         v = c << lshift;
1117     else
1118         v = c >> (-lshift);
1119     /* rounding */
1120     v = (v + 1) >> 1;
1121     m = (1 << (qbits-1));
1122     if (v >= m)
1123         v = m - 1;
1124     assert(v >= -m);
1125     return v & ((1 << qbits)-1);
1126 }
1127
1128
1129 /**
1130  * Quantize a set of mantissas for a single channel in a single block.
1131  */
1132 static void quantize_mantissas_blk_ch(AC3EncodeContext *s, int32_t *fixed_coef,
1133                                       int8_t exp_shift, uint8_t *exp,
1134                                       uint8_t *bap, uint16_t *qmant, int n)
1135 {
1136     int i;
1137
1138     for (i = 0; i < n; i++) {
1139         int v;
1140         int c = fixed_coef[i];
1141         int e = exp[i] - exp_shift;
1142         int b = bap[i];
1143         switch (b) {
1144         case 0:
1145             v = 0;
1146             break;
1147         case 1:
1148             v = sym_quant(c, e, 3);
1149             switch (s->mant1_cnt) {
1150             case 0:
1151                 s->qmant1_ptr = &qmant[i];
1152                 v = 9 * v;
1153                 s->mant1_cnt = 1;
1154                 break;
1155             case 1:
1156                 *s->qmant1_ptr += 3 * v;
1157                 s->mant1_cnt = 2;
1158                 v = 128;
1159                 break;
1160             default:
1161                 *s->qmant1_ptr += v;
1162                 s->mant1_cnt = 0;
1163                 v = 128;
1164                 break;
1165             }
1166             break;
1167         case 2:
1168             v = sym_quant(c, e, 5);
1169             switch (s->mant2_cnt) {
1170             case 0:
1171                 s->qmant2_ptr = &qmant[i];
1172                 v = 25 * v;
1173                 s->mant2_cnt = 1;
1174                 break;
1175             case 1:
1176                 *s->qmant2_ptr += 5 * v;
1177                 s->mant2_cnt = 2;
1178                 v = 128;
1179                 break;
1180             default:
1181                 *s->qmant2_ptr += v;
1182                 s->mant2_cnt = 0;
1183                 v = 128;
1184                 break;
1185             }
1186             break;
1187         case 3:
1188             v = sym_quant(c, e, 7);
1189             break;
1190         case 4:
1191             v = sym_quant(c, e, 11);
1192             switch (s->mant4_cnt) {
1193             case 0:
1194                 s->qmant4_ptr = &qmant[i];
1195                 v = 11 * v;
1196                 s->mant4_cnt = 1;
1197                 break;
1198             default:
1199                 *s->qmant4_ptr += v;
1200                 s->mant4_cnt = 0;
1201                 v = 128;
1202                 break;
1203             }
1204             break;
1205         case 5:
1206             v = sym_quant(c, e, 15);
1207             break;
1208         case 14:
1209             v = asym_quant(c, e, 14);
1210             break;
1211         case 15:
1212             v = asym_quant(c, e, 16);
1213             break;
1214         default:
1215             v = asym_quant(c, e, b - 1);
1216             break;
1217         }
1218         qmant[i] = v;
1219     }
1220 }
1221
1222
1223 /**
1224  * Quantize mantissas using coefficients, exponents, and bit allocation pointers.
1225  */
1226 static void quantize_mantissas(AC3EncodeContext *s)
1227 {
1228     int blk, ch;
1229
1230
1231     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1232         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1233         s->mant1_cnt  = s->mant2_cnt  = s->mant4_cnt  = 0;
1234         s->qmant1_ptr = s->qmant2_ptr = s->qmant4_ptr = NULL;
1235
1236         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1237             quantize_mantissas_blk_ch(s, block->fixed_coef[ch], block->exp_shift[ch],
1238                                       block->exp[ch], block->bap[ch],
1239                                       block->qmant[ch], s->nb_coefs[ch]);
1240         }
1241     }
1242 }
1243
1244
1245 /**
1246  * Write the AC-3 frame header to the output bitstream.
1247  */
1248 static void output_frame_header(AC3EncodeContext *s)
1249 {
1250     put_bits(&s->pb, 16, 0x0b77);   /* frame header */
1251     put_bits(&s->pb, 16, 0);        /* crc1: will be filled later */
1252     put_bits(&s->pb, 2,  s->bit_alloc.sr_code);
1253     put_bits(&s->pb, 6,  s->frame_size_code + (s->frame_size - s->frame_size_min) / 2);
1254     put_bits(&s->pb, 5,  s->bitstream_id);
1255     put_bits(&s->pb, 3,  s->bitstream_mode);
1256     put_bits(&s->pb, 3,  s->channel_mode);
1257     if ((s->channel_mode & 0x01) && s->channel_mode != AC3_CHMODE_MONO)
1258         put_bits(&s->pb, 2, 1);     /* XXX -4.5 dB */
1259     if (s->channel_mode & 0x04)
1260         put_bits(&s->pb, 2, 1);     /* XXX -6 dB */
1261     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
1262         put_bits(&s->pb, 2, 0);     /* surround not indicated */
1263     put_bits(&s->pb, 1, s->lfe_on); /* LFE */
1264     put_bits(&s->pb, 5, 31);        /* dialog norm: -31 db */
1265     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no compression control word */
1266     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no lang code */
1267     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no audio production info */
1268     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no copyright */
1269     put_bits(&s->pb, 1, 1);         /* original bitstream */
1270     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no time code 1 */
1271     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no time code 2 */
1272     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no additional bit stream info */
1273 }
1274
1275
1276 /**
1277  * Write one audio block to the output bitstream.
1278  */
1279 static void output_audio_block(AC3EncodeContext *s, int blk)
1280 {
1281     int ch, i, baie, rbnd;
1282     AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1283
1284     /* block switching */
1285     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
1286         put_bits(&s->pb, 1, 0);
1287
1288     /* dither flags */
1289     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
1290         put_bits(&s->pb, 1, 1);
1291
1292     /* dynamic range codes */
1293     put_bits(&s->pb, 1, 0);
1294
1295     /* channel coupling */
1296     if (!blk) {
1297         put_bits(&s->pb, 1, 1); /* coupling strategy present */
1298         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no coupling strategy */
1299     } else {
1300         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no new coupling strategy */
1301     }
1302
1303     /* stereo rematrixing */
1304     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
1305         put_bits(&s->pb, 1, block->new_rematrixing_strategy);
1306         if (block->new_rematrixing_strategy) {
1307             /* rematrixing flags */
1308             for (rbnd = 0; rbnd < 4; rbnd++)
1309                 put_bits(&s->pb, 1, block->rematrixing_flags[rbnd]);
1310         }
1311     }
1312
1313     /* exponent strategy */
1314     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
1315         put_bits(&s->pb, 2, s->exp_strategy[ch][blk]);
1316     if (s->lfe_on)
1317         put_bits(&s->pb, 1, s->exp_strategy[s->lfe_channel][blk]);
1318
1319     /* bandwidth */
1320     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1321         if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE)
1322             put_bits(&s->pb, 6, s->bandwidth_code[ch]);
1323     }
1324
1325     /* exponents */
1326     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1327         int nb_groups;
1328
1329         if (s->exp_strategy[ch][blk] == EXP_REUSE)
1330             continue;
1331
1332         /* DC exponent */
1333         put_bits(&s->pb, 4, block->grouped_exp[ch][0]);
1334
1335         /* exponent groups */
1336         nb_groups = exponent_group_tab[s->exp_strategy[ch][blk]-1][s->nb_coefs[ch]];
1337         for (i = 1; i <= nb_groups; i++)
1338             put_bits(&s->pb, 7, block->grouped_exp[ch][i]);
1339
1340         /* gain range info */
1341         if (ch != s->lfe_channel)
1342             put_bits(&s->pb, 2, 0);
1343     }
1344
1345     /* bit allocation info */
1346     baie = (blk == 0);
1347     put_bits(&s->pb, 1, baie);
1348     if (baie) {
1349         put_bits(&s->pb, 2, s->slow_decay_code);
1350         put_bits(&s->pb, 2, s->fast_decay_code);
1351         put_bits(&s->pb, 2, s->slow_gain_code);
1352         put_bits(&s->pb, 2, s->db_per_bit_code);
1353         put_bits(&s->pb, 3, s->floor_code);
1354     }
1355
1356     /* snr offset */
1357     put_bits(&s->pb, 1, baie);
1358     if (baie) {
1359         put_bits(&s->pb, 6, s->coarse_snr_offset);
1360         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1361             put_bits(&s->pb, 4, s->fine_snr_offset[ch]);
1362             put_bits(&s->pb, 3, s->fast_gain_code[ch]);
1363         }
1364     }
1365
1366     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no delta bit allocation */
1367     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no data to skip */
1368
1369     /* mantissas */
1370     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1371         int b, q;
1372         for (i = 0; i < s->nb_coefs[ch]; i++) {
1373             q = block->qmant[ch][i];
1374             b = block->bap[ch][i];
1375             switch (b) {
1376             case 0:                                         break;
1377             case 1: if (q != 128) put_bits(&s->pb,   5, q); break;
1378             case 2: if (q != 128) put_bits(&s->pb,   7, q); break;
1379             case 3:               put_bits(&s->pb,   3, q); break;
1380             case 4: if (q != 128) put_bits(&s->pb,   7, q); break;
1381             case 14:              put_bits(&s->pb,  14, q); break;
1382             case 15:              put_bits(&s->pb,  16, q); break;
1383             default:              put_bits(&s->pb, b-1, q); break;
1384             }
1385         }
1386     }
1387 }
1388
1389
1390 /** CRC-16 Polynomial */
1391 #define CRC16_POLY ((1 << 0) | (1 << 2) | (1 << 15) | (1 << 16))
1392
1393
1394 static unsigned int mul_poly(unsigned int a, unsigned int b, unsigned int poly)
1395 {
1396     unsigned int c;
1397
1398     c = 0;
1399     while (a) {
1400         if (a & 1)
1401             c ^= b;
1402         a = a >> 1;
1403         b = b << 1;
1404         if (b & (1 << 16))
1405             b ^= poly;
1406     }
1407     return c;
1408 }
1409
1410
1411 static unsigned int pow_poly(unsigned int a, unsigned int n, unsigned int poly)
1412 {
1413     unsigned int r;
1414     r = 1;
1415     while (n) {
1416         if (n & 1)
1417             r = mul_poly(r, a, poly);
1418         a = mul_poly(a, a, poly);
1419         n >>= 1;
1420     }
1421     return r;
1422 }
1423
1424
1425 /**
1426  * Fill the end of the frame with 0's and compute the two CRCs.
1427  */
1428 static void output_frame_end(AC3EncodeContext *s)
1429 {
1430     const AVCRC *crc_ctx = av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI);
1431     int frame_size_58, pad_bytes, crc1, crc2_partial, crc2, crc_inv;
1432     uint8_t *frame;
1433
1434     frame_size_58 = ((s->frame_size >> 2) + (s->frame_size >> 4)) << 1;
1435
1436     /* pad the remainder of the frame with zeros */
1437     flush_put_bits(&s->pb);
1438     frame = s->pb.buf;
1439     pad_bytes = s->frame_size - (put_bits_ptr(&s->pb) - frame) - 2;
1440     assert(pad_bytes >= 0);
1441     if (pad_bytes > 0)
1442         memset(put_bits_ptr(&s->pb), 0, pad_bytes);
1443
1444     /* compute crc1 */
1445     /* this is not so easy because it is at the beginning of the data... */
1446     crc1    = av_bswap16(av_crc(crc_ctx, 0, frame + 4, frame_size_58 - 4));
1447     crc_inv = s->crc_inv[s->frame_size > s->frame_size_min];
1448     crc1    = mul_poly(crc_inv, crc1, CRC16_POLY);
1449     AV_WB16(frame + 2, crc1);
1450
1451     /* compute crc2 */
1452     crc2_partial = av_crc(crc_ctx, 0, frame + frame_size_58,
1453                           s->frame_size - frame_size_58 - 3);
1454     crc2 = av_crc(crc_ctx, crc2_partial, frame + s->frame_size - 3, 1);
1455     /* ensure crc2 does not match sync word by flipping crcrsv bit if needed */
1456     if (crc2 == 0x770B) {
1457         frame[s->frame_size - 3] ^= 0x1;
1458         crc2 = av_crc(crc_ctx, crc2_partial, frame + s->frame_size - 3, 1);
1459     }
1460     crc2 = av_bswap16(crc2);
1461     AV_WB16(frame + s->frame_size - 2, crc2);
1462 }
1463
1464
1465 /**
1466  * Write the frame to the output bitstream.
1467  */
1468 static void output_frame(AC3EncodeContext *s, unsigned char *frame)
1469 {
1470     int blk;
1471
1472     init_put_bits(&s->pb, frame, AC3_MAX_CODED_FRAME_SIZE);
1473
1474     output_frame_header(s);
1475
1476     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++)
1477         output_audio_block(s, blk);
1478
1479     output_frame_end(s);
1480 }
1481
1482
1483 /**
1484  * Encode a single AC-3 frame.
1485  */
1486 static int ac3_encode_frame(AVCodecContext *avctx, unsigned char *frame,
1487                             int buf_size, void *data)
1488 {
1489     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1490     const SampleType *samples = data;
1491     int ret;
1492
1493     if (s->bit_alloc.sr_code == 1)
1494         adjust_frame_size(s);
1495
1496     deinterleave_input_samples(s, samples);
1497
1498     apply_mdct(s);
1499
1500     compute_rematrixing_strategy(s);
1501
1502     scale_coefficients(s);
1503
1504     apply_rematrixing(s);
1505
1506     process_exponents(s);
1507
1508     ret = compute_bit_allocation(s);
1509     if (ret) {
1510         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Bit allocation failed. Try increasing the bitrate.\n");
1511         return ret;
1512     }
1513
1514     quantize_mantissas(s);
1515
1516     output_frame(s, frame);
1517
1518     return s->frame_size;
1519 }
1520
1521
1522 /**
1523  * Finalize encoding and free any memory allocated by the encoder.
1524  */
1525 static av_cold int ac3_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1526 {
1527     int blk, ch;
1528     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1529
1530     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
1531         av_freep(&s->planar_samples[ch]);
1532     av_freep(&s->planar_samples);
1533     av_freep(&s->bap_buffer);
1534     av_freep(&s->bap1_buffer);
1535     av_freep(&s->mdct_coef_buffer);
1536     av_freep(&s->fixed_coef_buffer);
1537     av_freep(&s->exp_buffer);
1538     av_freep(&s->grouped_exp_buffer);
1539     av_freep(&s->psd_buffer);
1540     av_freep(&s->band_psd_buffer);
1541     av_freep(&s->mask_buffer);
1542     av_freep(&s->qmant_buffer);
1543     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1544         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1545         av_freep(&block->bap);
1546         av_freep(&block->mdct_coef);
1547         av_freep(&block->fixed_coef);
1548         av_freep(&block->exp);
1549         av_freep(&block->grouped_exp);
1550         av_freep(&block->psd);
1551         av_freep(&block->band_psd);
1552         av_freep(&block->mask);
1553         av_freep(&block->qmant);
1554     }
1555
1556     mdct_end(&s->mdct);
1557
1558     av_freep(&avctx->coded_frame);
1559     return 0;
1560 }
1561
1562
1563 /**
1564  * Set channel information during initialization.
1565  */
1566 static av_cold int set_channel_info(AC3EncodeContext *s, int channels,
1567                                     int64_t *channel_layout)
1568 {
1569     int ch_layout;
1570
1571     if (channels < 1 || channels > AC3_MAX_CHANNELS)
1572         return AVERROR(EINVAL);
1573     if ((uint64_t)*channel_layout > 0x7FF)
1574         return AVERROR(EINVAL);
1575     ch_layout = *channel_layout;
1576     if (!ch_layout)
1577         ch_layout = avcodec_guess_channel_layout(channels, CODEC_ID_AC3, NULL);
1578     if (av_get_channel_layout_nb_channels(ch_layout) != channels)
1579         return AVERROR(EINVAL);
1580
1581     s->lfe_on       = !!(ch_layout & AV_CH_LOW_FREQUENCY);
1582     s->channels     = channels;
1583     s->fbw_channels = channels - s->lfe_on;
1584     s->lfe_channel  = s->lfe_on ? s->fbw_channels : -1;
1585     if (s->lfe_on)
1586         ch_layout -= AV_CH_LOW_FREQUENCY;
1587
1588     switch (ch_layout) {
1589     case AV_CH_LAYOUT_MONO:           s->channel_mode = AC3_CHMODE_MONO;   break;
1590     case AV_CH_LAYOUT_STEREO:         s->channel_mode = AC3_CHMODE_STEREO; break;
1591     case AV_CH_LAYOUT_SURROUND:       s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F;     break;
1592     case AV_CH_LAYOUT_2_1:            s->channel_mode = AC3_CHMODE_2F1R;   break;
1593     case AV_CH_LAYOUT_4POINT0:        s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F1R;   break;
1594     case AV_CH_LAYOUT_QUAD:
1595     case AV_CH_LAYOUT_2_2:            s->channel_mode = AC3_CHMODE_2F2R;   break;
1596     case AV_CH_LAYOUT_5POINT0:
1597     case AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK:   s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F2R;   break;
1598     default:
1599         return AVERROR(EINVAL);
1600     }
1601
1602     s->channel_map  = ff_ac3_enc_channel_map[s->channel_mode][s->lfe_on];
1603     *channel_layout = ch_layout;
1604     if (s->lfe_on)
1605         *channel_layout |= AV_CH_LOW_FREQUENCY;
1606
1607     return 0;
1608 }
1609
1610
1611 static av_cold int validate_options(AVCodecContext *avctx, AC3EncodeContext *s)
1612 {
1613     int i, ret;
1614
1615     /* validate channel layout */
1616     if (!avctx->channel_layout) {
1617         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "No channel layout specified. The "
1618                                       "encoder will guess the layout, but it "
1619                                       "might be incorrect.\n");
1620     }
1621     ret = set_channel_info(s, avctx->channels, &avctx->channel_layout);
1622     if (ret) {
1623         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid channel layout\n");
1624         return ret;
1625     }
1626
1627     /* validate sample rate */
1628     for (i = 0; i < 9; i++) {
1629         if ((ff_ac3_sample_rate_tab[i / 3] >> (i % 3)) == avctx->sample_rate)
1630             break;
1631     }
1632     if (i == 9) {
1633         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sample rate\n");
1634         return AVERROR(EINVAL);
1635     }
1636     s->sample_rate        = avctx->sample_rate;
1637     s->bit_alloc.sr_shift = i % 3;
1638     s->bit_alloc.sr_code  = i / 3;
1639
1640     /* validate bit rate */
1641     for (i = 0; i < 19; i++) {
1642         if ((ff_ac3_bitrate_tab[i] >> s->bit_alloc.sr_shift)*1000 == avctx->bit_rate)
1643             break;
1644     }
1645     if (i == 19) {
1646         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid bit rate\n");
1647         return AVERROR(EINVAL);
1648     }
1649     s->bit_rate        = avctx->bit_rate;
1650     s->frame_size_code = i << 1;
1651
1652     /* validate cutoff */
1653     if (avctx->cutoff < 0) {
1654         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid cutoff frequency\n");
1655         return AVERROR(EINVAL);
1656     }
1657     s->cutoff = avctx->cutoff;
1658     if (s->cutoff > (s->sample_rate >> 1))
1659         s->cutoff = s->sample_rate >> 1;
1660
1661     return 0;
1662 }
1663
1664
1665 /**
1666  * Set bandwidth for all channels.
1667  * The user can optionally supply a cutoff frequency. Otherwise an appropriate
1668  * default value will be used.
1669  */
1670 static av_cold void set_bandwidth(AC3EncodeContext *s)
1671 {
1672     int ch, bw_code;
1673
1674     if (s->cutoff) {
1675         /* calculate bandwidth based on user-specified cutoff frequency */
1676         int fbw_coeffs;
1677         fbw_coeffs     = s->cutoff * 2 * AC3_MAX_COEFS / s->sample_rate;
1678         bw_code        = av_clip((fbw_coeffs - 73) / 3, 0, 60);
1679     } else {
1680         /* use default bandwidth setting */
1681         /* XXX: should compute the bandwidth according to the frame
1682            size, so that we avoid annoying high frequency artifacts */
1683         bw_code = 50;
1684     }
1685
1686     /* set number of coefficients for each channel */
1687     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1688         s->bandwidth_code[ch] = bw_code;
1689         s->nb_coefs[ch]       = bw_code * 3 + 73;
1690     }
1691     if (s->lfe_on)
1692         s->nb_coefs[s->lfe_channel] = 7; /* LFE channel always has 7 coefs */
1693 }
1694
1695
1696 static av_cold int allocate_buffers(AVCodecContext *avctx)
1697 {
1698     int blk, ch;
1699     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1700
1701     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->planar_samples, s->channels * sizeof(*s->planar_samples),
1702                      alloc_fail);
1703     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1704         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, s->planar_samples[ch],
1705                           (AC3_FRAME_SIZE+AC3_BLOCK_SIZE) * sizeof(**s->planar_samples),
1706                           alloc_fail);
1707     }
1708     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->bap_buffer,  AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1709                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->bap_buffer),  alloc_fail);
1710     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->bap1_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1711                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->bap1_buffer), alloc_fail);
1712     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->mdct_coef_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1713                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->mdct_coef_buffer), alloc_fail);
1714     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->exp_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1715                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->exp_buffer), alloc_fail);
1716     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->grouped_exp_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1717                      128 * sizeof(*s->grouped_exp_buffer), alloc_fail);
1718     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->psd_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1719                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->psd_buffer), alloc_fail);
1720     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->band_psd_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1721                      64 * sizeof(*s->band_psd_buffer), alloc_fail);
1722     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->mask_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1723                      64 * sizeof(*s->mask_buffer), alloc_fail);
1724     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->qmant_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1725                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->qmant_buffer), alloc_fail);
1726     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1727         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1728         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, block->bap, s->channels * sizeof(*block->bap),
1729                          alloc_fail);
1730         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->mdct_coef, s->channels * sizeof(*block->mdct_coef),
1731                           alloc_fail);
1732         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->exp, s->channels * sizeof(*block->exp),
1733                           alloc_fail);
1734         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->grouped_exp, s->channels * sizeof(*block->grouped_exp),
1735                           alloc_fail);
1736         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->psd, s->channels * sizeof(*block->psd),
1737                           alloc_fail);
1738         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->band_psd, s->channels * sizeof(*block->band_psd),
1739                           alloc_fail);
1740         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->mask, s->channels * sizeof(*block->mask),
1741                           alloc_fail);
1742         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->qmant, s->channels * sizeof(*block->qmant),
1743                           alloc_fail);
1744
1745         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1746             /* arrangement: block, channel, coeff */
1747             block->bap[ch]         = &s->bap_buffer        [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
1748             block->mdct_coef[ch]   = &s->mdct_coef_buffer  [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
1749             block->grouped_exp[ch] = &s->grouped_exp_buffer[128           * (blk * s->channels + ch)];
1750             block->psd[ch]         = &s->psd_buffer        [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
1751             block->band_psd[ch]    = &s->band_psd_buffer   [64            * (blk * s->channels + ch)];
1752             block->mask[ch]        = &s->mask_buffer       [64            * (blk * s->channels + ch)];
1753             block->qmant[ch]       = &s->qmant_buffer      [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
1754
1755             /* arrangement: channel, block, coeff */
1756             block->exp[ch]         = &s->exp_buffer        [AC3_MAX_COEFS * (AC3_MAX_BLOCKS * ch + blk)];
1757         }
1758     }
1759
1760     if (CONFIG_AC3ENC_FLOAT) {
1761         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->fixed_coef_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
1762                          AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->fixed_coef_buffer), alloc_fail);
1763         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1764             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1765             FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->fixed_coef, s->channels *
1766                               sizeof(*block->fixed_coef), alloc_fail);
1767             for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
1768                 block->fixed_coef[ch] = &s->fixed_coef_buffer[AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
1769         }
1770     } else {
1771         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1772             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1773             FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->fixed_coef, s->channels *
1774                               sizeof(*block->fixed_coef), alloc_fail);
1775             for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
1776                 block->fixed_coef[ch] = (int32_t *)block->mdct_coef[ch];
1777         }
1778     }
1779
1780     return 0;
1781 alloc_fail:
1782     return AVERROR(ENOMEM);
1783 }
1784
1785
1786 /**
1787  * Initialize the encoder.
1788  */
1789 static av_cold int ac3_encode_init(AVCodecContext *avctx)
1790 {
1791     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1792     int ret, frame_size_58;
1793
1794     avctx->frame_size = AC3_FRAME_SIZE;
1795
1796     ff_ac3_common_init();
1797
1798     ret = validate_options(avctx, s);
1799     if (ret)
1800         return ret;
1801
1802     s->bitstream_id   = 8 + s->bit_alloc.sr_shift;
1803     s->bitstream_mode = 0; /* complete main audio service */
1804
1805     s->frame_size_min  = 2 * ff_ac3_frame_size_tab[s->frame_size_code][s->bit_alloc.sr_code];
1806     s->bits_written    = 0;
1807     s->samples_written = 0;
1808     s->frame_size      = s->frame_size_min;
1809
1810     /* calculate crc_inv for both possible frame sizes */
1811     frame_size_58 = (( s->frame_size    >> 2) + ( s->frame_size    >> 4)) << 1;
1812     s->crc_inv[0] = pow_poly((CRC16_POLY >> 1), (8 * frame_size_58) - 16, CRC16_POLY);
1813     if (s->bit_alloc.sr_code == 1) {
1814         frame_size_58 = (((s->frame_size+2) >> 2) + ((s->frame_size+2) >> 4)) << 1;
1815         s->crc_inv[1] = pow_poly((CRC16_POLY >> 1), (8 * frame_size_58) - 16, CRC16_POLY);
1816     }
1817
1818     set_bandwidth(s);
1819
1820     rematrixing_init(s);
1821
1822     exponent_init(s);
1823
1824     bit_alloc_init(s);
1825
1826     ret = mdct_init(avctx, &s->mdct, 9);
1827     if (ret)
1828         goto init_fail;
1829
1830     ret = allocate_buffers(avctx);
1831     if (ret)
1832         goto init_fail;
1833
1834     avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
1835
1836     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
1837     ff_ac3dsp_init(&s->ac3dsp);
1838
1839     return 0;
1840 init_fail:
1841     ac3_encode_close(avctx);
1842     return ret;
1843 }