git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/ac3enc.c

   1 /*
   2  * The simplest AC3 encoder
   3  * Copyright (c) 2000 Fabrice Bellard.
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file ac3enc.c
  24  * The simplest AC3 encoder.
  25  */
  26 //#define DEBUG
  27 //#define DEBUG_BITALLOC
  28 #include "avcodec.h"
  29 #include "bitstream.h"
  30 #include "crc.h"
  31 #include "ac3.h"
  32
  33 typedef struct AC3EncodeContext {
  34     PutBitContext pb;
  35     int nb_channels;
  36     int nb_all_channels;
  37     int lfe_channel;
  38     int bit_rate;
  39     unsigned int sample_rate;
  40     unsigned int bsid;
  41     unsigned int frame_size_min; /* minimum frame size in case rounding is necessary */
  42     unsigned int frame_size; /* current frame size in words */
  43     unsigned int bits_written;
  44     unsigned int samples_written;
  45     int halfratecod;
  46     unsigned int frmsizecod;
  47     unsigned int fscod; /* frequency */
  48     unsigned int acmod;
  49     int lfe;
  50     unsigned int bsmod;
  51     short last_samples[AC3_MAX_CHANNELS][256];
  52     unsigned int chbwcod[AC3_MAX_CHANNELS];
  53     int nb_coefs[AC3_MAX_CHANNELS];
  54
  55     /* bitrate allocation control */
  56     int sgaincod, sdecaycod, fdecaycod, dbkneecod, floorcod;
  57     AC3BitAllocParameters bit_alloc;
  58     int csnroffst;
  59     int fgaincod[AC3_MAX_CHANNELS];
  60     int fsnroffst[AC3_MAX_CHANNELS];
  61     /* mantissa encoding */
  62     int mant1_cnt, mant2_cnt, mant4_cnt;
  63 } AC3EncodeContext;
  64
  65 #include "ac3tab.h"
  66
  67 #define MDCT_NBITS 9
  68 #define N         (1 << MDCT_NBITS)
  69
  70 /* new exponents are sent if their Norm 1 exceed this number */
  71 #define EXP_DIFF_THRESHOLD 1000
  72
  73 static void fft_init(int ln);
  74
  75 static inline int16_t fix15(float a)
  76 {
  77     int v;
  78     v = (int)(a * (float)(1 << 15));
  79     if (v < -32767)
  80         v = -32767;
  81     else if (v > 32767)
  82         v = 32767;
  83     return v;
  84 }
  85
  86 static inline int calc_lowcomp1(int a, int b0, int b1)
  87 {
  88     if ((b0 + 256) == b1) {
  89         a = 384 ;
  90     } else if (b0 > b1) {
  91         a = a - 64;
  92         if (a < 0) a=0;
  93     }
  94     return a;
  95 }
  96
  97 static inline int calc_lowcomp(int a, int b0, int b1, int bin)
  98 {
  99     if (bin < 7) {
 100         if ((b0 + 256) == b1) {
 101             a = 384 ;
 102         } else if (b0 > b1) {
 103             a = a - 64;
 104             if (a < 0) a=0;
 105         }
 106     } else if (bin < 20) {
 107         if ((b0 + 256) == b1) {
 108             a = 320 ;
 109         } else if (b0 > b1) {
 110             a= a - 64;
 111             if (a < 0) a=0;
 112         }
 113     } else {
 114         a = a - 128;
 115         if (a < 0) a=0;
 116     }
 117     return a;
 118 }
 119
 120 /* AC3 bit allocation. The algorithm is the one described in the AC3
 121    spec. */
 122 void ac3_parametric_bit_allocation(AC3BitAllocParameters *s, uint8_t *bap,
 123                                    int8_t *exp, int start, int end,
 124                                    int snroffset, int fgain, int is_lfe,
 125                                    int deltbae,int deltnseg,
 126                                    uint8_t *deltoffst, uint8_t *deltlen, uint8_t *deltba)
 127 {
 128     int bin,i,j,k,end1,v,v1,bndstrt,bndend,lowcomp,begin;
 129     int fastleak,slowleak,address,tmp;
 130     int16_t psd[256]; /* scaled exponents */
 131     int16_t bndpsd[50]; /* interpolated exponents */
 132     int16_t excite[50]; /* excitation */
 133     int16_t mask[50];   /* masking value */
 134
 135     /* exponent mapping to PSD */
 136     for(bin=start;bin<end;bin++) {
 137         psd[bin]=(3072 - (exp[bin] << 7));
 138     }
 139
 140     /* PSD integration */
 141     j=start;
 142     k=masktab[start];
 143     do {
 144         v=psd[j];
 145         j++;
 146         end1=bndtab[k+1];
 147         if (end1 > end) end1=end;
 148         for(i=j;i<end1;i++) {
 149             int c,adr;
 150             /* logadd */
 151             v1=psd[j];
 152             c=v-v1;
 153             if (c >= 0) {
 154                 adr=c >> 1;
 155                 if (adr > 255) adr=255;
 156                 v=v + latab[adr];
 157             } else {
 158                 adr=(-c) >> 1;
 159                 if (adr > 255) adr=255;
 160                 v=v1 + latab[adr];
 161             }
 162             j++;
 163         }
 164         bndpsd[k]=v;
 165         k++;
 166     } while (end > bndtab[k]);
 167
 168     /* excitation function */
 169     bndstrt = masktab[start];
 170     bndend = masktab[end-1] + 1;
 171
 172     if (bndstrt == 0) {
 173         lowcomp = 0;
 174         lowcomp = calc_lowcomp1(lowcomp, bndpsd[0], bndpsd[1]) ;
 175         excite[0] = bndpsd[0] - fgain - lowcomp ;
 176         lowcomp = calc_lowcomp1(lowcomp, bndpsd[1], bndpsd[2]) ;
 177         excite[1] = bndpsd[1] - fgain - lowcomp ;
 178         begin = 7 ;
 179         for (bin = 2; bin < 7; bin++) {
 180             if (!(is_lfe && bin == 6))
 181                 lowcomp = calc_lowcomp1(lowcomp, bndpsd[bin], bndpsd[bin+1]) ;
 182             fastleak = bndpsd[bin] - fgain ;
 183             slowleak = bndpsd[bin] - s->sgain ;
 184             excite[bin] = fastleak - lowcomp ;
 185             if (!(is_lfe && bin == 6)) {
 186                 if (bndpsd[bin] <= bndpsd[bin+1]) {
 187                     begin = bin + 1 ;
 188                     break ;
 189                 }
 190             }
 191         }
 192
 193         end1=bndend;
 194         if (end1 > 22) end1=22;
 195
 196         for (bin = begin; bin < end1; bin++) {
 197             if (!(is_lfe && bin == 6))
 198                 lowcomp = calc_lowcomp(lowcomp, bndpsd[bin], bndpsd[bin+1], bin) ;
 199
 200             fastleak -= s->fdecay ;
 201             v = bndpsd[bin] - fgain;
 202             if (fastleak < v) fastleak = v;
 203
 204             slowleak -= s->sdecay ;
 205             v = bndpsd[bin] - s->sgain;
 206             if (slowleak < v) slowleak = v;
 207
 208             v=fastleak - lowcomp;
 209             if (slowleak > v) v=slowleak;
 210
 211             excite[bin] = v;
 212         }
 213         begin = 22;
 214     } else {
 215         /* coupling channel */
 216         begin = bndstrt;
 217
 218         fastleak = (s->cplfleak << 8) + 768;
 219         slowleak = (s->cplsleak << 8) + 768;
 220     }
 221
 222     for (bin = begin; bin < bndend; bin++) {
 223         fastleak -= s->fdecay ;
 224         v = bndpsd[bin] - fgain;
 225         if (fastleak < v) fastleak = v;
 226         slowleak -= s->sdecay ;
 227         v = bndpsd[bin] - s->sgain;
 228         if (slowleak < v) slowleak = v;
 229
 230         v=fastleak;
 231         if (slowleak > v) v = slowleak;
 232         excite[bin] = v;
 233     }
 234
 235     /* compute masking curve */
 236
 237     for (bin = bndstrt; bin < bndend; bin++) {
 238         v1 = excite[bin];
 239         tmp = s->dbknee - bndpsd[bin];
 240         if (tmp > 0) {
 241             v1 += tmp >> 2;
 242         }
 243         v=hth[bin >> s->halfratecod][s->fscod];
 244         if (v1 > v) v=v1;
 245         mask[bin] = v;
 246     }
 247
 248     /* delta bit allocation */
 249
 250     if (deltbae == 0 || deltbae == 1) {
 251         int band, seg, delta;
 252         band = 0 ;
 253         for (seg = 0; seg < deltnseg; seg++) {
 254             band += deltoffst[seg] ;
 255             if (deltba[seg] >= 4) {
 256                 delta = (deltba[seg] - 3) << 7;
 257             } else {
 258                 delta = (deltba[seg] - 4) << 7;
 259             }
 260             for (k = 0; k < deltlen[seg]; k++) {
 261                 mask[band] += delta ;
 262                 band++ ;
 263             }
 264         }
 265     }
 266
 267     /* compute bit allocation */
 268
 269     i = start ;
 270     j = masktab[start] ;
 271     do {
 272         v=mask[j];
 273         v -= snroffset ;
 274         v -= s->floor ;
 275         if (v < 0) v = 0;
 276         v &= 0x1fe0 ;
 277         v += s->floor ;
 278
 279         end1=bndtab[j] + bndsz[j];
 280         if (end1 > end) end1=end;
 281
 282         for (k = i; k < end1; k++) {
 283             address = (psd[i] - v) >> 5 ;
 284             if (address < 0) address=0;
 285             else if (address > 63) address=63;
 286             bap[i] = baptab[address];
 287             i++;
 288         }
 289     } while (end > bndtab[j++]) ;
 290 }
 291
 292 typedef struct IComplex {
 293     short re,im;
 294 } IComplex;
 295
 296 static void fft_init(int ln)
 297 {
 298     int i, j, m, n;
 299     float alpha;
 300
 301     n = 1 << ln;
 302
 303     for(i=0;i<(n/2);i++) {
 304         alpha = 2 * M_PI * (float)i / (float)n;
 305         costab[i] = fix15(cos(alpha));
 306         sintab[i] = fix15(sin(alpha));
 307     }
 308
 309     for(i=0;i<n;i++) {
 310         m=0;
 311         for(j=0;j<ln;j++) {
 312             m |= ((i >> j) & 1) << (ln-j-1);
 313         }
 314         fft_rev[i]=m;
 315     }
 316 }
 317
 318 /* butter fly op */
 319 #define BF(pre, pim, qre, qim, pre1, pim1, qre1, qim1) \
 320 {\
 321   int ax, ay, bx, by;\
 322   bx=pre1;\
 323   by=pim1;\
 324   ax=qre1;\
 325   ay=qim1;\
 326   pre = (bx + ax) >> 1;\
 327   pim = (by + ay) >> 1;\
 328   qre = (bx - ax) >> 1;\
 329   qim = (by - ay) >> 1;\
 330 }
 331
 332 #define MUL16(a,b) ((a) * (b))
 333
 334 #define CMUL(pre, pim, are, aim, bre, bim) \
 335 {\
 336    pre = (MUL16(are, bre) - MUL16(aim, bim)) >> 15;\
 337    pim = (MUL16(are, bim) + MUL16(bre, aim)) >> 15;\
 338 }
 339
 340
 341 /* do a 2^n point complex fft on 2^ln points. */
 342 static void fft(IComplex *z, int ln)
 343 {
 344     int        j, l, np, np2;
 345     int        nblocks, nloops;
 346     register IComplex *p,*q;
 347     int tmp_re, tmp_im;
 348
 349     np = 1 << ln;
 350
 351     /* reverse */
 352     for(j=0;j<np;j++) {
 353         int k;
 354         IComplex tmp;
 355         k = fft_rev[j];
 356         if (k < j) {
 357             tmp = z[k];
 358             z[k] = z[j];
 359             z[j] = tmp;
 360         }
 361     }
 362
 363     /* pass 0 */
 364
 365     p=&z[0];
 366     j=(np >> 1);
 367     do {
 368         BF(p[0].re, p[0].im, p[1].re, p[1].im,
 369            p[0].re, p[0].im, p[1].re, p[1].im);
 370         p+=2;
 371     } while (--j != 0);
 372
 373     /* pass 1 */
 374
 375     p=&z[0];
 376     j=np >> 2;
 377     do {
 378         BF(p[0].re, p[0].im, p[2].re, p[2].im,
 379            p[0].re, p[0].im, p[2].re, p[2].im);
 380         BF(p[1].re, p[1].im, p[3].re, p[3].im,
 381            p[1].re, p[1].im, p[3].im, -p[3].re);
 382         p+=4;
 383     } while (--j != 0);
 384
 385     /* pass 2 .. ln-1 */
 386
 387     nblocks = np >> 3;
 388     nloops = 1 << 2;
 389     np2 = np >> 1;
 390     do {
 391         p = z;
 392         q = z + nloops;
 393         for (j = 0; j < nblocks; ++j) {
 394
 395             BF(p->re, p->im, q->re, q->im,
 396                p->re, p->im, q->re, q->im);
 397
 398             p++;
 399             q++;
 400             for(l = nblocks; l < np2; l += nblocks) {
 401                 CMUL(tmp_re, tmp_im, costab[l], -sintab[l], q->re, q->im);
 402                 BF(p->re, p->im, q->re, q->im,
 403                    p->re, p->im, tmp_re, tmp_im);
 404                 p++;
 405                 q++;
 406             }
 407             p += nloops;
 408             q += nloops;
 409         }
 410         nblocks = nblocks >> 1;
 411         nloops = nloops << 1;
 412     } while (nblocks != 0);
 413 }
 414
 415 /* do a 512 point mdct */
 416 static void mdct512(int32_t *out, int16_t *in)
 417 {
 418     int i, re, im, re1, im1;
 419     int16_t rot[N];
 420     IComplex x[N/4];
 421
 422     /* shift to simplify computations */
 423     for(i=0;i<N/4;i++)
 424         rot[i] = -in[i + 3*N/4];
 425     for(i=N/4;i<N;i++)
 426         rot[i] = in[i - N/4];
 427
 428     /* pre rotation */
 429     for(i=0;i<N/4;i++) {
 430         re = ((int)rot[2*i] - (int)rot[N-1-2*i]) >> 1;
 431         im = -((int)rot[N/2+2*i] - (int)rot[N/2-1-2*i]) >> 1;
 432         CMUL(x[i].re, x[i].im, re, im, -xcos1[i], xsin1[i]);
 433     }
 434
 435     fft(x, MDCT_NBITS - 2);
 436
 437     /* post rotation */
 438     for(i=0;i<N/4;i++) {
 439         re = x[i].re;
 440         im = x[i].im;
 441         CMUL(re1, im1, re, im, xsin1[i], xcos1[i]);
 442         out[2*i] = im1;
 443         out[N/2-1-2*i] = re1;
 444     }
 445 }
 446
 447 /* XXX: use another norm ? */
 448 static int calc_exp_diff(uint8_t *exp1, uint8_t *exp2, int n)
 449 {
 450     int sum, i;
 451     sum = 0;
 452     for(i=0;i<n;i++) {
 453         sum += abs(exp1[i] - exp2[i]);
 454     }
 455     return sum;
 456 }
 457
 458 static void compute_exp_strategy(uint8_t exp_strategy[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS],
 459                                  uint8_t exp[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
 460                                  int ch, int is_lfe)
 461 {
 462     int i, j;
 463     int exp_diff;
 464
 465     /* estimate if the exponent variation & decide if they should be
 466        reused in the next frame */
 467     exp_strategy[0][ch] = EXP_NEW;
 468     for(i=1;i<NB_BLOCKS;i++) {
 469         exp_diff = calc_exp_diff(exp[i][ch], exp[i-1][ch], N/2);
 470 #ifdef DEBUG
 471         av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "exp_diff=%d\n", exp_diff);
 472 #endif
 473         if (exp_diff > EXP_DIFF_THRESHOLD)
 474             exp_strategy[i][ch] = EXP_NEW;
 475         else
 476             exp_strategy[i][ch] = EXP_REUSE;
 477     }
 478     if (is_lfe)
 479         return;
 480
 481     /* now select the encoding strategy type : if exponents are often
 482        recoded, we use a coarse encoding */
 483     i = 0;
 484     while (i < NB_BLOCKS) {
 485         j = i + 1;
 486         while (j < NB_BLOCKS && exp_strategy[j][ch] == EXP_REUSE)
 487             j++;
 488         switch(j - i) {
 489         case 1:
 490             exp_strategy[i][ch] = EXP_D45;
 491             break;
 492         case 2:
 493         case 3:
 494             exp_strategy[i][ch] = EXP_D25;
 495             break;
 496         default:
 497             exp_strategy[i][ch] = EXP_D15;
 498             break;
 499         }
 500         i = j;
 501     }
 502 }
 503
 504 /* set exp[i] to min(exp[i], exp1[i]) */
 505 static void exponent_min(uint8_t exp[N/2], uint8_t exp1[N/2], int n)
 506 {
 507     int i;
 508
 509     for(i=0;i<n;i++) {
 510         if (exp1[i] < exp[i])
 511             exp[i] = exp1[i];
 512     }
 513 }
 514
 515 /* update the exponents so that they are the ones the decoder will
 516    decode. Return the number of bits used to code the exponents */
 517 static int encode_exp(uint8_t encoded_exp[N/2],
 518                       uint8_t exp[N/2],
 519                       int nb_exps,
 520                       int exp_strategy)
 521 {
 522     int group_size, nb_groups, i, j, k, exp_min;
 523     uint8_t exp1[N/2];
 524
 525     switch(exp_strategy) {
 526     case EXP_D15:
 527         group_size = 1;
 528         break;
 529     case EXP_D25:
 530         group_size = 2;
 531         break;
 532     default:
 533     case EXP_D45:
 534         group_size = 4;
 535         break;
 536     }
 537     nb_groups = ((nb_exps + (group_size * 3) - 4) / (3 * group_size)) * 3;
 538
 539     /* for each group, compute the minimum exponent */
 540     exp1[0] = exp[0]; /* DC exponent is handled separately */
 541     k = 1;
 542     for(i=1;i<=nb_groups;i++) {
 543         exp_min = exp[k];
 544         assert(exp_min >= 0 && exp_min <= 24);
 545         for(j=1;j<group_size;j++) {
 546             if (exp[k+j] < exp_min)
 547                 exp_min = exp[k+j];
 548         }
 549         exp1[i] = exp_min;
 550         k += group_size;
 551     }
 552
 553     /* constraint for DC exponent */
 554     if (exp1[0] > 15)
 555         exp1[0] = 15;
 556
 557     /* Decrease the delta between each groups to within 2
 558      * so that they can be differentially encoded */
 559     for (i=1;i<=nb_groups;i++)
 560         exp1[i] = FFMIN(exp1[i], exp1[i-1] + 2);
 561     for (i=nb_groups-1;i>=0;i--)
 562         exp1[i] = FFMIN(exp1[i], exp1[i+1] + 2);
 563
 564     /* now we have the exponent values the decoder will see */
 565     encoded_exp[0] = exp1[0];
 566     k = 1;
 567     for(i=1;i<=nb_groups;i++) {
 568         for(j=0;j<group_size;j++) {
 569             encoded_exp[k+j] = exp1[i];
 570         }
 571         k += group_size;
 572     }
 573
 574 #if defined(DEBUG)
 575     av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "exponents: strategy=%d\n", exp_strategy);
 576     for(i=0;i<=nb_groups * group_size;i++) {
 577         av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "%d ", encoded_exp[i]);
 578     }
 579     av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "\n");
 580 #endif
 581
 582     return 4 + (nb_groups / 3) * 7;
 583 }
 584
 585 /* return the size in bits taken by the mantissa */
 586 static int compute_mantissa_size(AC3EncodeContext *s, uint8_t *m, int nb_coefs)
 587 {
 588     int bits, mant, i;
 589
 590     bits = 0;
 591     for(i=0;i<nb_coefs;i++) {
 592         mant = m[i];
 593         switch(mant) {
 594         case 0:
 595             /* nothing */
 596             break;
 597         case 1:
 598             /* 3 mantissa in 5 bits */
 599             if (s->mant1_cnt == 0)
 600                 bits += 5;
 601             if (++s->mant1_cnt == 3)
 602                 s->mant1_cnt = 0;
 603             break;
 604         case 2:
 605             /* 3 mantissa in 7 bits */
 606             if (s->mant2_cnt == 0)
 607                 bits += 7;
 608             if (++s->mant2_cnt == 3)
 609                 s->mant2_cnt = 0;
 610             break;
 611         case 3:
 612             bits += 3;
 613             break;
 614         case 4:
 615             /* 2 mantissa in 7 bits */
 616             if (s->mant4_cnt == 0)
 617                 bits += 7;
 618             if (++s->mant4_cnt == 2)
 619                 s->mant4_cnt = 0;
 620             break;
 621         case 14:
 622             bits += 14;
 623             break;
 624         case 15:
 625             bits += 16;
 626             break;
 627         default:
 628             bits += mant - 1;
 629             break;
 630         }
 631     }
 632     return bits;
 633 }
 634
 635
 636 static int bit_alloc(AC3EncodeContext *s,
 637                      uint8_t bap[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
 638                      uint8_t encoded_exp[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
 639                      uint8_t exp_strategy[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS],
 640                      int frame_bits, int csnroffst, int fsnroffst)
 641 {
 642     int i, ch;
 643
 644     /* compute size */
 645     for(i=0;i<NB_BLOCKS;i++) {
 646         s->mant1_cnt = 0;
 647         s->mant2_cnt = 0;
 648         s->mant4_cnt = 0;
 649         for(ch=0;ch<s->nb_all_channels;ch++) {
 650             ac3_parametric_bit_allocation(&s->bit_alloc,
 651                                           bap[i][ch], (int8_t *)encoded_exp[i][ch],
 652                                           0, s->nb_coefs[ch],
 653                                           (((csnroffst-15) << 4) +
 654                                            fsnroffst) << 2,
 655                                           fgaintab[s->fgaincod[ch]],
 656                                           ch == s->lfe_channel,
 657                                           2, 0, NULL, NULL, NULL);
 658             frame_bits += compute_mantissa_size(s, bap[i][ch],
 659                                                  s->nb_coefs[ch]);
 660         }
 661     }
 662 #if 0
 663     printf("csnr=%d fsnr=%d frame_bits=%d diff=%d\n",
 664            csnroffst, fsnroffst, frame_bits,
 665            16 * s->frame_size - ((frame_bits + 7) & ~7));
 666 #endif
 667     return 16 * s->frame_size - frame_bits;
 668 }
 669
 670 #define SNR_INC1 4
 671
 672 static int compute_bit_allocation(AC3EncodeContext *s,
 673                                   uint8_t bap[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
 674                                   uint8_t encoded_exp[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
 675                                   uint8_t exp_strategy[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS],
 676                                   int frame_bits)
 677 {
 678     int i, ch;
 679     int csnroffst, fsnroffst;
 680     uint8_t bap1[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2];
 681     static int frame_bits_inc[8] = { 0, 0, 2, 2, 2, 4, 2, 4 };
 682
 683     /* init default parameters */
 684     s->sdecaycod = 2;
 685     s->fdecaycod = 1;
 686     s->sgaincod = 1;
 687     s->dbkneecod = 2;
 688     s->floorcod = 4;
 689     for(ch=0;ch<s->nb_all_channels;ch++)
 690         s->fgaincod[ch] = 4;
 691
 692     /* compute real values */
 693     s->bit_alloc.fscod = s->fscod;
 694     s->bit_alloc.halfratecod = s->halfratecod;
 695     s->bit_alloc.sdecay = sdecaytab[s->sdecaycod] >> s->halfratecod;
 696     s->bit_alloc.fdecay = fdecaytab[s->fdecaycod] >> s->halfratecod;
 697     s->bit_alloc.sgain = sgaintab[s->sgaincod];
 698     s->bit_alloc.dbknee = dbkneetab[s->dbkneecod];
 699     s->bit_alloc.floor = floortab[s->floorcod];
 700
 701     /* header size */
 702     frame_bits += 65;
 703     // if (s->acmod == 2)
 704     //    frame_bits += 2;
 705     frame_bits += frame_bits_inc[s->acmod];
 706
 707     /* audio blocks */
 708     for(i=0;i<NB_BLOCKS;i++) {
 709         frame_bits += s->nb_channels * 2 + 2; /* blksw * c, dithflag * c, dynrnge, cplstre */
 710         if (s->acmod == 2) {
 711             frame_bits++; /* rematstr */
 712             if(i==0) frame_bits += 4;
 713         }
 714         frame_bits += 2 * s->nb_channels; /* chexpstr[2] * c */
 715         if (s->lfe)
 716             frame_bits++; /* lfeexpstr */
 717         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 718             if (exp_strategy[i][ch] != EXP_REUSE)
 719                 frame_bits += 6 + 2; /* chbwcod[6], gainrng[2] */
 720         }
 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->nb_all_channels * (4 + 3);
 731
 732     /* auxdatae, crcrsv */
 733     frame_bits += 2;
 734
 735     /* CRC */
 736     frame_bits += 16;
 737
 738     /* now the big work begins : do the bit allocation. Modify the snr
 739        offset until we can pack everything in the requested frame size */
 740
 741     csnroffst = s->csnroffst;
 742     while (csnroffst >= 0 &&
 743            bit_alloc(s, bap, encoded_exp, exp_strategy, frame_bits, csnroffst, 0) < 0)
 744         csnroffst -= SNR_INC1;
 745     if (csnroffst < 0) {
 746         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Bit allocation failed, try increasing the bitrate, -ab 384 for example!\n");
 747         return -1;
 748     }
 749     while ((csnroffst + SNR_INC1) <= 63 &&
 750            bit_alloc(s, bap1, encoded_exp, exp_strategy, frame_bits,
 751                      csnroffst + SNR_INC1, 0) >= 0) {
 752         csnroffst += SNR_INC1;
 753         memcpy(bap, bap1, sizeof(bap1));
 754     }
 755     while ((csnroffst + 1) <= 63 &&
 756            bit_alloc(s, bap1, encoded_exp, exp_strategy, frame_bits, csnroffst + 1, 0) >= 0) {
 757         csnroffst++;
 758         memcpy(bap, bap1, sizeof(bap1));
 759     }
 760
 761     fsnroffst = 0;
 762     while ((fsnroffst + SNR_INC1) <= 15 &&
 763            bit_alloc(s, bap1, encoded_exp, exp_strategy, frame_bits,
 764                      csnroffst, fsnroffst + SNR_INC1) >= 0) {
 765         fsnroffst += SNR_INC1;
 766         memcpy(bap, bap1, sizeof(bap1));
 767     }
 768     while ((fsnroffst + 1) <= 15 &&
 769            bit_alloc(s, bap1, encoded_exp, exp_strategy, frame_bits,
 770                      csnroffst, fsnroffst + 1) >= 0) {
 771         fsnroffst++;
 772         memcpy(bap, bap1, sizeof(bap1));
 773     }
 774
 775     s->csnroffst = csnroffst;
 776     for(ch=0;ch<s->nb_all_channels;ch++)
 777         s->fsnroffst[ch] = fsnroffst;
 778 #if defined(DEBUG_BITALLOC)
 779     {
 780         int j;
 781
 782         for(i=0;i<6;i++) {
 783             for(ch=0;ch<s->nb_all_channels;ch++) {
 784                 printf("Block #%d Ch%d:\n", i, ch);
 785                 printf("bap=");
 786                 for(j=0;j<s->nb_coefs[ch];j++) {
 787                     printf("%d ",bap[i][ch][j]);
 788                 }
 789                 printf("\n");
 790             }
 791         }
 792     }
 793 #endif
 794     return 0;
 795 }
 796
 797 void ac3_common_init(void)
 798 {
 799     int i, j, k, l, v;
 800     /* compute bndtab and masktab from bandsz */
 801     k = 0;
 802     l = 0;
 803     for(i=0;i<50;i++) {
 804         bndtab[i] = l;
 805         v = bndsz[i];
 806         for(j=0;j<v;j++) masktab[k++]=i;
 807         l += v;
 808     }
 809     bndtab[50] = l;
 810 }
 811
 812
 813 static int AC3_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 814 {
 815     int freq = avctx->sample_rate;
 816     int bitrate = avctx->bit_rate;
 817     int channels = avctx->channels;
 818     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
 819     int i, j, ch;
 820     float alpha;
 821     static const uint8_t acmod_defs[6] = {
 822         0x01, /* C */
 823         0x02, /* L R */
 824         0x03, /* L C R */
 825         0x06, /* L R SL SR */
 826         0x07, /* L C R SL SR */
 827         0x07, /* L C R SL SR (+LFE) */
 828     };
 829
 830     avctx->frame_size = AC3_FRAME_SIZE;
 831
 832     /* number of channels */
 833     if (channels < 1 || channels > 6)
 834         return -1;
 835     s->acmod = acmod_defs[channels - 1];
 836     s->lfe = (channels == 6) ? 1 : 0;
 837     s->nb_all_channels = channels;
 838     s->nb_channels = channels > 5 ? 5 : channels;
 839     s->lfe_channel = s->lfe ? 5 : -1;
 840
 841     /* frequency */
 842     for(i=0;i<3;i++) {
 843         for(j=0;j<3;j++)
 844             if ((ac3_freqs[j] >> i) == freq)
 845                 goto found;
 846     }
 847     return -1;
 848  found:
 849     s->sample_rate = freq;
 850     s->halfratecod = i;
 851     s->fscod = j;
 852     s->bsid = 8 + s->halfratecod;
 853     s->bsmod = 0; /* complete main audio service */
 854
 855     /* bitrate & frame size */
 856     bitrate /= 1000;
 857     for(i=0;i<19;i++) {
 858         if ((ac3_bitratetab[i] >> s->halfratecod) == bitrate)
 859             break;
 860     }
 861     if (i == 19)
 862         return -1;
 863     s->bit_rate = bitrate;
 864     s->frmsizecod = i << 1;
 865     s->frame_size_min = (bitrate * 1000 * AC3_FRAME_SIZE) / (freq * 16);
 866     s->bits_written = 0;
 867     s->samples_written = 0;
 868     s->frame_size = s->frame_size_min;
 869
 870     /* bit allocation init */
 871     for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 872         /* bandwidth for each channel */
 873         /* XXX: should compute the bandwidth according to the frame
 874            size, so that we avoid anoying high freq artefacts */
 875         s->chbwcod[ch] = 50; /* sample bandwidth as mpeg audio layer 2 table 0 */
 876         s->nb_coefs[ch] = ((s->chbwcod[ch] + 12) * 3) + 37;
 877     }
 878     if (s->lfe) {
 879         s->nb_coefs[s->lfe_channel] = 7; /* fixed */
 880     }
 881     /* initial snr offset */
 882     s->csnroffst = 40;
 883
 884     ac3_common_init();
 885
 886     /* mdct init */
 887     fft_init(MDCT_NBITS - 2);
 888     for(i=0;i<N/4;i++) {
 889         alpha = 2 * M_PI * (i + 1.0 / 8.0) / (float)N;
 890         xcos1[i] = fix15(-cos(alpha));
 891         xsin1[i] = fix15(-sin(alpha));
 892     }
 893
 894     avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
 895     avctx->coded_frame->key_frame= 1;
 896
 897     return 0;
 898 }
 899
 900 /* output the AC3 frame header */
 901 static void output_frame_header(AC3EncodeContext *s, unsigned char *frame)
 902 {
 903     init_put_bits(&s->pb, frame, AC3_MAX_CODED_FRAME_SIZE);
 904
 905     put_bits(&s->pb, 16, 0x0b77); /* frame header */
 906     put_bits(&s->pb, 16, 0); /* crc1: will be filled later */
 907     put_bits(&s->pb, 2, s->fscod);
 908     put_bits(&s->pb, 6, s->frmsizecod + (s->frame_size - s->frame_size_min));
 909     put_bits(&s->pb, 5, s->bsid);
 910     put_bits(&s->pb, 3, s->bsmod);
 911     put_bits(&s->pb, 3, s->acmod);
 912     if ((s->acmod & 0x01) && s->acmod != 0x01)
 913         put_bits(&s->pb, 2, 1); /* XXX -4.5 dB */
 914     if (s->acmod & 0x04)
 915         put_bits(&s->pb, 2, 1); /* XXX -6 dB */
 916     if (s->acmod == 0x02)
 917         put_bits(&s->pb, 2, 0); /* surround not indicated */
 918     put_bits(&s->pb, 1, s->lfe); /* LFE */
 919     put_bits(&s->pb, 5, 31); /* dialog norm: -31 db */
 920     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no compression control word */
 921     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no lang code */
 922     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no audio production info */
 923     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no copyright */
 924     put_bits(&s->pb, 1, 1); /* original bitstream */
 925     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no time code 1 */
 926     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no time code 2 */
 927     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no addtional bit stream info */
 928 }
 929
 930 /* symetric quantization on 'levels' levels */
 931 static inline int sym_quant(int c, int e, int levels)
 932 {
 933     int v;
 934
 935     if (c >= 0) {
 936         v = (levels * (c << e)) >> 24;
 937         v = (v + 1) >> 1;
 938         v = (levels >> 1) + v;
 939     } else {
 940         v = (levels * ((-c) << e)) >> 24;
 941         v = (v + 1) >> 1;
 942         v = (levels >> 1) - v;
 943     }
 944     assert (v >= 0 && v < levels);
 945     return v;
 946 }
 947
 948 /* asymetric quantization on 2^qbits levels */
 949 static inline int asym_quant(int c, int e, int qbits)
 950 {
 951     int lshift, m, v;
 952
 953     lshift = e + qbits - 24;
 954     if (lshift >= 0)
 955         v = c << lshift;
 956     else
 957         v = c >> (-lshift);
 958     /* rounding */
 959     v = (v + 1) >> 1;
 960     m = (1 << (qbits-1));
 961     if (v >= m)
 962         v = m - 1;
 963     assert(v >= -m);
 964     return v & ((1 << qbits)-1);
 965 }
 966
 967 /* Output one audio block. There are NB_BLOCKS audio blocks in one AC3
 968    frame */
 969 static void output_audio_block(AC3EncodeContext *s,
 970                                uint8_t exp_strategy[AC3_MAX_CHANNELS],
 971                                uint8_t encoded_exp[AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
 972                                uint8_t bap[AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
 973                                int32_t mdct_coefs[AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
 974                                int8_t global_exp[AC3_MAX_CHANNELS],
 975                                int block_num)
 976 {
 977     int ch, nb_groups, group_size, i, baie, rbnd;
 978     uint8_t *p;
 979     uint16_t qmant[AC3_MAX_CHANNELS][N/2];
 980     int exp0, exp1;
 981     int mant1_cnt, mant2_cnt, mant4_cnt;
 982     uint16_t *qmant1_ptr, *qmant2_ptr, *qmant4_ptr;
 983     int delta0, delta1, delta2;
 984
 985     for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++)
 986         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* 512 point MDCT */
 987     for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++)
 988         put_bits(&s->pb, 1, 1); /* no dither */
 989     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no dynamic range */
 990     if (block_num == 0) {
 991         /* for block 0, even if no coupling, we must say it. This is a
 992            waste of bit :-) */
 993         put_bits(&s->pb, 1, 1); /* coupling strategy present */
 994         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no coupling strategy */
 995     } else {
 996         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no new coupling strategy */
 997     }
 998
 999     if (s->acmod == 2)
1000       {
1001         if(block_num==0)
1002           {
1003             /* first block must define rematrixing (rematstr)  */
1004             put_bits(&s->pb, 1, 1);
1005
1006             /* dummy rematrixing rematflg(1:4)=0 */
1007             for (rbnd=0;rbnd<4;rbnd++)
1008               put_bits(&s->pb, 1, 0);
1009           }
1010         else
1011           {
1012             /* no matrixing (but should be used in the future) */
1013             put_bits(&s->pb, 1, 0);
1014           }
1015       }
1016
1017 #if defined(DEBUG)
1018     {
1019       static int count = 0;
1020       av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "Block #%d (%d)\n", block_num, count++);
1021     }
1022 #endif
1023     /* exponent strategy */
1024     for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1025         put_bits(&s->pb, 2, exp_strategy[ch]);
1026     }
1027
1028     if (s->lfe) {
1029         put_bits(&s->pb, 1, exp_strategy[s->lfe_channel]);
1030     }
1031
1032     for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
1033         if (exp_strategy[ch] != EXP_REUSE)
1034             put_bits(&s->pb, 6, s->chbwcod[ch]);
1035     }
1036
1037     /* exponents */
1038     for (ch = 0; ch < s->nb_all_channels; ch++) {
1039         switch(exp_strategy[ch]) {
1040         case EXP_REUSE:
1041             continue;
1042         case EXP_D15:
1043             group_size = 1;
1044             break;
1045         case EXP_D25:
1046             group_size = 2;
1047             break;
1048         default:
1049         case EXP_D45:
1050             group_size = 4;
1051             break;
1052         }
1053         nb_groups = (s->nb_coefs[ch] + (group_size * 3) - 4) / (3 * group_size);
1054         p = encoded_exp[ch];
1055
1056         /* first exponent */
1057         exp1 = *p++;
1058         put_bits(&s->pb, 4, exp1);
1059
1060         /* next ones are delta encoded */
1061         for(i=0;i<nb_groups;i++) {
1062             /* merge three delta in one code */
1063             exp0 = exp1;
1064             exp1 = p[0];
1065             p += group_size;
1066             delta0 = exp1 - exp0 + 2;
1067
1068             exp0 = exp1;
1069             exp1 = p[0];
1070             p += group_size;
1071             delta1 = exp1 - exp0 + 2;
1072
1073             exp0 = exp1;
1074             exp1 = p[0];
1075             p += group_size;
1076             delta2 = exp1 - exp0 + 2;
1077
1078             put_bits(&s->pb, 7, ((delta0 * 5 + delta1) * 5) + delta2);
1079         }
1080
1081         if (ch != s->lfe_channel)
1082             put_bits(&s->pb, 2, 0); /* no gain range info */
1083     }
1084
1085     /* bit allocation info */
1086     baie = (block_num == 0);
1087     put_bits(&s->pb, 1, baie);
1088     if (baie) {
1089         put_bits(&s->pb, 2, s->sdecaycod);
1090         put_bits(&s->pb, 2, s->fdecaycod);
1091         put_bits(&s->pb, 2, s->sgaincod);
1092         put_bits(&s->pb, 2, s->dbkneecod);
1093         put_bits(&s->pb, 3, s->floorcod);
1094     }
1095
1096     /* snr offset */
1097     put_bits(&s->pb, 1, baie); /* always present with bai */
1098     if (baie) {
1099         put_bits(&s->pb, 6, s->csnroffst);
1100         for(ch=0;ch<s->nb_all_channels;ch++) {
1101             put_bits(&s->pb, 4, s->fsnroffst[ch]);
1102             put_bits(&s->pb, 3, s->fgaincod[ch]);
1103         }
1104     }
1105
1106     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no delta bit allocation */
1107     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no data to skip */
1108
1109     /* mantissa encoding : we use two passes to handle the grouping. A
1110        one pass method may be faster, but it would necessitate to
1111        modify the output stream. */
1112
1113     /* first pass: quantize */
1114     mant1_cnt = mant2_cnt = mant4_cnt = 0;
1115     qmant1_ptr = qmant2_ptr = qmant4_ptr = NULL;
1116
1117     for (ch = 0; ch < s->nb_all_channels; ch++) {
1118         int b, c, e, v;
1119
1120         for(i=0;i<s->nb_coefs[ch];i++) {
1121             c = mdct_coefs[ch][i];
1122             e = encoded_exp[ch][i] - global_exp[ch];
1123             b = bap[ch][i];
1124             switch(b) {
1125             case 0:
1126                 v = 0;
1127                 break;
1128             case 1:
1129                 v = sym_quant(c, e, 3);
1130                 switch(mant1_cnt) {
1131                 case 0:
1132                     qmant1_ptr = &qmant[ch][i];
1133                     v = 9 * v;
1134                     mant1_cnt = 1;
1135                     break;
1136                 case 1:
1137                     *qmant1_ptr += 3 * v;
1138                     mant1_cnt = 2;
1139                     v = 128;
1140                     break;
1141                 default:
1142                     *qmant1_ptr += v;
1143                     mant1_cnt = 0;
1144                     v = 128;
1145                     break;
1146                 }
1147                 break;
1148             case 2:
1149                 v = sym_quant(c, e, 5);
1150                 switch(mant2_cnt) {
1151                 case 0:
1152                     qmant2_ptr = &qmant[ch][i];
1153                     v = 25 * v;
1154                     mant2_cnt = 1;
1155                     break;
1156                 case 1:
1157                     *qmant2_ptr += 5 * v;
1158                     mant2_cnt = 2;
1159                     v = 128;
1160                     break;
1161                 default:
1162                     *qmant2_ptr += v;
1163                     mant2_cnt = 0;
1164                     v = 128;
1165                     break;
1166                 }
1167                 break;
1168             case 3:
1169                 v = sym_quant(c, e, 7);
1170                 break;
1171             case 4:
1172                 v = sym_quant(c, e, 11);
1173                 switch(mant4_cnt) {
1174                 case 0:
1175                     qmant4_ptr = &qmant[ch][i];
1176                     v = 11 * v;
1177                     mant4_cnt = 1;
1178                     break;
1179                 default:
1180                     *qmant4_ptr += v;
1181                     mant4_cnt = 0;
1182                     v = 128;
1183                     break;
1184                 }
1185                 break;
1186             case 5:
1187                 v = sym_quant(c, e, 15);
1188                 break;
1189             case 14:
1190                 v = asym_quant(c, e, 14);
1191                 break;
1192             case 15:
1193                 v = asym_quant(c, e, 16);
1194                 break;
1195             default:
1196                 v = asym_quant(c, e, b - 1);
1197                 break;
1198             }
1199             qmant[ch][i] = v;
1200         }
1201     }
1202
1203     /* second pass : output the values */
1204     for (ch = 0; ch < s->nb_all_channels; ch++) {
1205         int b, q;
1206
1207         for(i=0;i<s->nb_coefs[ch];i++) {
1208             q = qmant[ch][i];
1209             b = bap[ch][i];
1210             switch(b) {
1211             case 0:
1212                 break;
1213             case 1:
1214                 if (q != 128)
1215                     put_bits(&s->pb, 5, q);
1216                 break;
1217             case 2:
1218                 if (q != 128)
1219                     put_bits(&s->pb, 7, q);
1220                 break;
1221             case 3:
1222                 put_bits(&s->pb, 3, q);
1223                 break;
1224             case 4:
1225                 if (q != 128)
1226                     put_bits(&s->pb, 7, q);
1227                 break;
1228             case 14:
1229                 put_bits(&s->pb, 14, q);
1230                 break;
1231             case 15:
1232                 put_bits(&s->pb, 16, q);
1233                 break;
1234             default:
1235                 put_bits(&s->pb, b - 1, q);
1236                 break;
1237             }
1238         }
1239     }
1240 }
1241
1242 #define CRC16_POLY ((1 << 0) | (1 << 2) | (1 << 15) | (1 << 16))
1243
1244 static unsigned int mul_poly(unsigned int a, unsigned int b, unsigned int poly)
1245 {
1246     unsigned int c;
1247
1248     c = 0;
1249     while (a) {
1250         if (a & 1)
1251             c ^= b;
1252         a = a >> 1;
1253         b = b << 1;
1254         if (b & (1 << 16))
1255             b ^= poly;
1256     }
1257     return c;
1258 }
1259
1260 static unsigned int pow_poly(unsigned int a, unsigned int n, unsigned int poly)
1261 {
1262     unsigned int r;
1263     r = 1;
1264     while (n) {
1265         if (n & 1)
1266             r = mul_poly(r, a, poly);
1267         a = mul_poly(a, a, poly);
1268         n >>= 1;
1269     }
1270     return r;
1271 }
1272
1273
1274 /* compute log2(max(abs(tab[]))) */
1275 static int log2_tab(int16_t *tab, int n)
1276 {
1277     int i, v;
1278
1279     v = 0;
1280     for(i=0;i<n;i++) {
1281         v |= abs(tab[i]);
1282     }
1283     return av_log2(v);
1284 }
1285
1286 static void lshift_tab(int16_t *tab, int n, int lshift)
1287 {
1288     int i;
1289
1290     if (lshift > 0) {
1291         for(i=0;i<n;i++) {
1292             tab[i] <<= lshift;
1293         }
1294     } else if (lshift < 0) {
1295         lshift = -lshift;
1296         for(i=0;i<n;i++) {
1297             tab[i] >>= lshift;
1298         }
1299     }
1300 }
1301
1302 /* fill the end of the frame and compute the two crcs */
1303 static int output_frame_end(AC3EncodeContext *s)
1304 {
1305     int frame_size, frame_size_58, n, crc1, crc2, crc_inv;
1306     uint8_t *frame;
1307
1308     frame_size = s->frame_size; /* frame size in words */
1309     /* align to 8 bits */
1310     flush_put_bits(&s->pb);
1311     /* add zero bytes to reach the frame size */
1312     frame = s->pb.buf;
1313     n = 2 * s->frame_size - (pbBufPtr(&s->pb) - frame) - 2;
1314     assert(n >= 0);
1315     if(n>0)
1316       memset(pbBufPtr(&s->pb), 0, n);
1317
1318     /* Now we must compute both crcs : this is not so easy for crc1
1319        because it is at the beginning of the data... */
1320     frame_size_58 = (frame_size >> 1) + (frame_size >> 3);
1321     crc1 = bswap_16(av_crc(av_crc8005, 0, frame + 4, 2 * frame_size_58 - 4));
1322     /* XXX: could precompute crc_inv */
1323     crc_inv = pow_poly((CRC16_POLY >> 1), (16 * frame_size_58) - 16, CRC16_POLY);
1324     crc1 = mul_poly(crc_inv, crc1, CRC16_POLY);
1325     frame[2] = crc1 >> 8;
1326     frame[3] = crc1;
1327
1328     crc2 = bswap_16(av_crc(av_crc8005, 0, frame + 2 * frame_size_58, (frame_size - frame_size_58) * 2 - 2));
1329     frame[2*frame_size - 2] = crc2 >> 8;
1330     frame[2*frame_size - 1] = crc2;
1331
1332     //    printf("n=%d frame_size=%d\n", n, frame_size);
1333     return frame_size * 2;
1334 }
1335
1336 static int AC3_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
1337                             unsigned char *frame, int buf_size, void *data)
1338 {
1339     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1340     int16_t *samples = data;
1341     int i, j, k, v, ch;
1342     int16_t input_samples[N];
1343     int32_t mdct_coef[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2];
1344     uint8_t exp[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2];
1345     uint8_t exp_strategy[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS];
1346     uint8_t encoded_exp[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2];
1347     uint8_t bap[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2];
1348     int8_t exp_samples[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS];
1349     int frame_bits;
1350
1351     frame_bits = 0;
1352     for(ch=0;ch<s->nb_all_channels;ch++) {
1353         /* fixed mdct to the six sub blocks & exponent computation */
1354         for(i=0;i<NB_BLOCKS;i++) {
1355             int16_t *sptr;
1356             int sinc;
1357
1358             /* compute input samples */
1359             memcpy(input_samples, s->last_samples[ch], N/2 * sizeof(int16_t));
1360             sinc = s->nb_all_channels;
1361             sptr = samples + (sinc * (N/2) * i) + ch;
1362             for(j=0;j<N/2;j++) {
1363                 v = *sptr;
1364                 input_samples[j + N/2] = v;
1365                 s->last_samples[ch][j] = v;
1366                 sptr += sinc;
1367             }
1368
1369             /* apply the MDCT window */
1370             for(j=0;j<N/2;j++) {
1371                 input_samples[j] = MUL16(input_samples[j],
1372                                          ac3_window[j]) >> 15;
1373                 input_samples[N-j-1] = MUL16(input_samples[N-j-1],
1374                                              ac3_window[j]) >> 15;
1375             }
1376
1377             /* Normalize the samples to use the maximum available
1378                precision */
1379             v = 14 - log2_tab(input_samples, N);
1380             if (v < 0)
1381                 v = 0;
1382             exp_samples[i][ch] = v - 9;
1383             lshift_tab(input_samples, N, v);
1384
1385             /* do the MDCT */
1386             mdct512(mdct_coef[i][ch], input_samples);
1387
1388             /* compute "exponents". We take into account the
1389                normalization there */
1390             for(j=0;j<N/2;j++) {
1391                 int e;
1392                 v = abs(mdct_coef[i][ch][j]);
1393                 if (v == 0)
1394                     e = 24;
1395                 else {
1396                     e = 23 - av_log2(v) + exp_samples[i][ch];
1397                     if (e >= 24) {
1398                         e = 24;
1399                         mdct_coef[i][ch][j] = 0;
1400                     }
1401                 }
1402                 exp[i][ch][j] = e;
1403             }
1404         }
1405
1406         compute_exp_strategy(exp_strategy, exp, ch, ch == s->lfe_channel);
1407
1408         /* compute the exponents as the decoder will see them. The
1409            EXP_REUSE case must be handled carefully : we select the
1410            min of the exponents */
1411         i = 0;
1412         while (i < NB_BLOCKS) {
1413             j = i + 1;
1414             while (j < NB_BLOCKS && exp_strategy[j][ch] == EXP_REUSE) {
1415                 exponent_min(exp[i][ch], exp[j][ch], s->nb_coefs[ch]);
1416                 j++;
1417             }
1418             frame_bits += encode_exp(encoded_exp[i][ch],
1419                                      exp[i][ch], s->nb_coefs[ch],
1420                                      exp_strategy[i][ch]);
1421             /* copy encoded exponents for reuse case */
1422             for(k=i+1;k<j;k++) {
1423                 memcpy(encoded_exp[k][ch], encoded_exp[i][ch],
1424                        s->nb_coefs[ch] * sizeof(uint8_t));
1425             }
1426             i = j;
1427         }
1428     }
1429
1430     /* adjust for fractional frame sizes */
1431     while(s->bits_written >= s->bit_rate*1000 && s->samples_written >= s->sample_rate) {
1432         s->bits_written -= s->bit_rate*1000;
1433         s->samples_written -= s->sample_rate;
1434     }
1435     s->frame_size = s->frame_size_min + (s->bits_written * s->sample_rate < s->samples_written * s->bit_rate*1000);
1436     s->bits_written += s->frame_size * 16;
1437     s->samples_written += AC3_FRAME_SIZE;
1438
1439     compute_bit_allocation(s, bap, encoded_exp, exp_strategy, frame_bits);
1440     /* everything is known... let's output the frame */
1441     output_frame_header(s, frame);
1442
1443     for(i=0;i<NB_BLOCKS;i++) {
1444         output_audio_block(s, exp_strategy[i], encoded_exp[i],
1445                            bap[i], mdct_coef[i], exp_samples[i], i);
1446     }
1447     return output_frame_end(s);
1448 }
1449
1450 static int AC3_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1451 {
1452     av_freep(&avctx->coded_frame);
1453     return 0;
1454 }
1455
1456 #if 0
1457 /*************************************************************************/
1458 /* TEST */
1459
1460 #define FN (N/4)
1461
1462 void fft_test(void)
1463 {
1464     IComplex in[FN], in1[FN];
1465     int k, n, i;
1466     float sum_re, sum_im, a;
1467
1468     /* FFT test */
1469
1470     for(i=0;i<FN;i++) {
1471         in[i].re = random() % 65535 - 32767;
1472         in[i].im = random() % 65535 - 32767;
1473         in1[i] = in[i];
1474     }
1475     fft(in, 7);
1476
1477     /* do it by hand */
1478     for(k=0;k<FN;k++) {
1479         sum_re = 0;
1480         sum_im = 0;
1481         for(n=0;n<FN;n++) {
1482             a = -2 * M_PI * (n * k) / FN;
1483             sum_re += in1[n].re * cos(a) - in1[n].im * sin(a);
1484             sum_im += in1[n].re * sin(a) + in1[n].im * cos(a);
1485         }
1486         printf("%3d: %6d,%6d %6.0f,%6.0f\n",
1487                k, in[k].re, in[k].im, sum_re / FN, sum_im / FN);
1488     }
1489 }
1490
1491 void mdct_test(void)
1492 {
1493     int16_t input[N];
1494     int32_t output[N/2];
1495     float input1[N];
1496     float output1[N/2];
1497     float s, a, err, e, emax;
1498     int i, k, n;
1499
1500     for(i=0;i<N;i++) {
1501         input[i] = (random() % 65535 - 32767) * 9 / 10;
1502         input1[i] = input[i];
1503     }
1504
1505     mdct512(output, input);
1506
1507     /* do it by hand */
1508     for(k=0;k<N/2;k++) {
1509         s = 0;
1510         for(n=0;n<N;n++) {
1511             a = (2*M_PI*(2*n+1+N/2)*(2*k+1) / (4 * N));
1512             s += input1[n] * cos(a);
1513         }
1514         output1[k] = -2 * s / N;
1515     }
1516
1517     err = 0;
1518     emax = 0;
1519     for(i=0;i<N/2;i++) {
1520         printf("%3d: %7d %7.0f\n", i, output[i], output1[i]);
1521         e = output[i] - output1[i];
1522         if (e > emax)
1523             emax = e;
1524         err += e * e;
1525     }
1526     printf("err2=%f emax=%f\n", err / (N/2), emax);
1527 }
1528
1529 void test_ac3(void)
1530 {
1531     AC3EncodeContext ctx;
1532     unsigned char frame[AC3_MAX_CODED_FRAME_SIZE];
1533     short samples[AC3_FRAME_SIZE];
1534     int ret, i;
1535
1536     AC3_encode_init(&ctx, 44100, 64000, 1);
1537
1538     fft_test();
1539     mdct_test();
1540
1541     for(i=0;i<AC3_FRAME_SIZE;i++)
1542         samples[i] = (int)(sin(2*M_PI*i*1000.0/44100) * 10000);
1543     ret = AC3_encode_frame(&ctx, frame, samples);
1544     printf("ret=%d\n", ret);
1545 }
1546 #endif
1547
1548 AVCodec ac3_encoder = {
1549     "ac3",
1550     CODEC_TYPE_AUDIO,
1551     CODEC_ID_AC3,
1552     sizeof(AC3EncodeContext),
1553     AC3_encode_init,
1554     AC3_encode_frame,
1555     AC3_encode_close,
1556     NULL,
1557 };