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 Libav.
   8  *
   9  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
  10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  11  * License as published by the Free Software Foundation; either
  12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  13  *
  14  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17  * Lesser General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  20  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  22  */
  23
  24 /**
  25  * @file
  26  * The simplest AC-3 encoder.
  27  */
  28
  29 //#define DEBUG
  30 //#define ASSERT_LEVEL 2
  31
  32 #include <stdint.h>
  33
  34 #include "libavutil/audioconvert.h"
  35 #include "libavutil/avassert.h"
  36 #include "libavutil/crc.h"
  37 #include "libavutil/opt.h"
  38 #include "avcodec.h"
  39 #include "put_bits.h"
  40 #include "dsputil.h"
  41 #include "ac3dsp.h"
  42 #include "ac3.h"
  43 #include "audioconvert.h"
  44 #include "fft.h"
  45
  46
  47 #ifndef CONFIG_AC3ENC_FLOAT
  48 #define CONFIG_AC3ENC_FLOAT 0
  49 #endif
  50
  51
  52 /** Maximum number of exponent groups. +1 for separate DC exponent. */
  53 #define AC3_MAX_EXP_GROUPS 85
  54
  55 #if CONFIG_AC3ENC_FLOAT
  56 #define MAC_COEF(d,a,b) ((d)+=(a)*(b))
  57 typedef float SampleType;
  58 typedef float CoefType;
  59 typedef float CoefSumType;
  60 #else
  61 #define MAC_COEF(d,a,b) MAC64(d,a,b)
  62 typedef int16_t SampleType;
  63 typedef int32_t CoefType;
  64 typedef int64_t CoefSumType;
  65 #endif
  66
  67 typedef struct AC3MDCTContext {
  68     const SampleType *window;           ///< MDCT window function
  69     FFTContext fft;                     ///< FFT context for MDCT calculation
  70 } AC3MDCTContext;
  71
  72 /**
  73  * Encoding Options used by AVOption.
  74  */
  75 typedef struct AC3EncOptions {
  76     /* AC-3 metadata options*/
  77     int dialogue_level;
  78     int bitstream_mode;
  79     float center_mix_level;
  80     float surround_mix_level;
  81     int dolby_surround_mode;
  82     int audio_production_info;
  83     int mixing_level;
  84     int room_type;
  85     int copyright;
  86     int original;
  87     int extended_bsi_1;
  88     int preferred_stereo_downmix;
  89     float ltrt_center_mix_level;
  90     float ltrt_surround_mix_level;
  91     float loro_center_mix_level;
  92     float loro_surround_mix_level;
  93     int extended_bsi_2;
  94     int dolby_surround_ex_mode;
  95     int dolby_headphone_mode;
  96     int ad_converter_type;
  97
  98     /* other encoding options */
  99     int allow_per_frame_metadata;
 100     int stereo_rematrixing;
 101 } AC3EncOptions;
 102
 103 /**
 104  * Data for a single audio block.
 105  */
 106 typedef struct AC3Block {
 107     uint8_t  **bap;                             ///< bit allocation pointers (bap)
 108     CoefType **mdct_coef;                       ///< MDCT coefficients
 109     int32_t  **fixed_coef;                      ///< fixed-point MDCT coefficients
 110     uint8_t  **exp;                             ///< original exponents
 111     uint8_t  **grouped_exp;                     ///< grouped exponents
 112     int16_t  **psd;                             ///< psd per frequency bin
 113     int16_t  **band_psd;                        ///< psd per critical band
 114     int16_t  **mask;                            ///< masking curve
 115     uint16_t **qmant;                           ///< quantized mantissas
 116     uint8_t  coeff_shift[AC3_MAX_CHANNELS];     ///< fixed-point coefficient shift values
 117     uint8_t  new_rematrixing_strategy;          ///< send new rematrixing flags in this block
 118     uint8_t  rematrixing_flags[4];              ///< rematrixing flags
 119     struct AC3Block *exp_ref_block[AC3_MAX_CHANNELS]; ///< reference blocks for EXP_REUSE
 120 } AC3Block;
 121
 122 /**
 123  * AC-3 encoder private context.
 124  */
 125 typedef struct AC3EncodeContext {
 126     AVClass *av_class;                      ///< AVClass used for AVOption
 127     AC3EncOptions options;                  ///< encoding options
 128     PutBitContext pb;                       ///< bitstream writer context
 129     DSPContext dsp;
 130     AC3DSPContext ac3dsp;                   ///< AC-3 optimized functions
 131     AC3MDCTContext mdct;                    ///< MDCT context
 132
 133     AC3Block blocks[AC3_MAX_BLOCKS];        ///< per-block info
 134
 135     int bitstream_id;                       ///< bitstream id                           (bsid)
 136     int bitstream_mode;                     ///< bitstream mode                         (bsmod)
 137
 138     int bit_rate;                           ///< target bit rate, in bits-per-second
 139     int sample_rate;                        ///< sampling frequency, in Hz
 140
 141     int frame_size_min;                     ///< minimum frame size in case rounding is necessary
 142     int frame_size;                         ///< current frame size in bytes
 143     int frame_size_code;                    ///< frame size code                        (frmsizecod)
 144     uint16_t crc_inv[2];
 145     int bits_written;                       ///< bit count    (used to avg. bitrate)
 146     int samples_written;                    ///< sample count (used to avg. bitrate)
 147
 148     int fbw_channels;                       ///< number of full-bandwidth channels      (nfchans)
 149     int channels;                           ///< total number of channels               (nchans)
 150     int lfe_on;                             ///< indicates if there is an LFE channel   (lfeon)
 151     int lfe_channel;                        ///< channel index of the LFE channel
 152     int has_center;                         ///< indicates if there is a center channel
 153     int has_surround;                       ///< indicates if there are one or more surround channels
 154     int channel_mode;                       ///< channel mode                           (acmod)
 155     const uint8_t *channel_map;             ///< channel map used to reorder channels
 156
 157     int center_mix_level;                   ///< center mix level code
 158     int surround_mix_level;                 ///< surround mix level code
 159     int ltrt_center_mix_level;              ///< Lt/Rt center mix level code
 160     int ltrt_surround_mix_level;            ///< Lt/Rt surround mix level code
 161     int loro_center_mix_level;              ///< Lo/Ro center mix level code
 162     int loro_surround_mix_level;            ///< Lo/Ro surround mix level code
 163
 164     int cutoff;                             ///< user-specified cutoff frequency, in Hz
 165     int bandwidth_code[AC3_MAX_CHANNELS];   ///< bandwidth code (0 to 60)               (chbwcod)
 166     int nb_coefs[AC3_MAX_CHANNELS];
 167
 168     int rematrixing_enabled;                ///< stereo rematrixing enabled
 169     int num_rematrixing_bands;              ///< number of rematrixing bands
 170
 171     /* bitrate allocation control */
 172     int slow_gain_code;                     ///< slow gain code                         (sgaincod)
 173     int slow_decay_code;                    ///< slow decay code                        (sdcycod)
 174     int fast_decay_code;                    ///< fast decay code                        (fdcycod)
 175     int db_per_bit_code;                    ///< dB/bit code                            (dbpbcod)
 176     int floor_code;                         ///< floor code                             (floorcod)
 177     AC3BitAllocParameters bit_alloc;        ///< bit allocation parameters
 178     int coarse_snr_offset;                  ///< coarse SNR offsets                     (csnroffst)
 179     int fast_gain_code[AC3_MAX_CHANNELS];   ///< fast gain codes (signal-to-mask ratio) (fgaincod)
 180     int fine_snr_offset[AC3_MAX_CHANNELS];  ///< fine SNR offsets                       (fsnroffst)
 181     int frame_bits_fixed;                   ///< number of non-coefficient bits for fixed parameters
 182     int frame_bits;                         ///< all frame bits except exponents and mantissas
 183     int exponent_bits;                      ///< number of bits used for exponents
 184
 185     SampleType **planar_samples;
 186     uint8_t *bap_buffer;
 187     uint8_t *bap1_buffer;
 188     CoefType *mdct_coef_buffer;
 189     int32_t *fixed_coef_buffer;
 190     uint8_t *exp_buffer;
 191     uint8_t *grouped_exp_buffer;
 192     int16_t *psd_buffer;
 193     int16_t *band_psd_buffer;
 194     int16_t *mask_buffer;
 195     uint16_t *qmant_buffer;
 196
 197     uint8_t exp_strategy[AC3_MAX_CHANNELS][AC3_MAX_BLOCKS]; ///< exponent strategies
 198
 199     DECLARE_ALIGNED(32, SampleType, windowed_samples)[AC3_WINDOW_SIZE];
 200 } AC3EncodeContext;
 201
 202 typedef struct AC3Mant {
 203     uint16_t *qmant1_ptr, *qmant2_ptr, *qmant4_ptr; ///< mantissa pointers for bap=1,2,4
 204     int mant1_cnt, mant2_cnt, mant4_cnt;    ///< mantissa counts for bap=1,2,4
 205 } AC3Mant;
 206
 207 #define CMIXLEV_NUM_OPTIONS 3
 208 static const float cmixlev_options[CMIXLEV_NUM_OPTIONS] = {
 209     LEVEL_MINUS_3DB, LEVEL_MINUS_4POINT5DB, LEVEL_MINUS_6DB
 210 };
 211
 212 #define SURMIXLEV_NUM_OPTIONS 3
 213 static const float surmixlev_options[SURMIXLEV_NUM_OPTIONS] = {
 214     LEVEL_MINUS_3DB, LEVEL_MINUS_6DB, LEVEL_ZERO
 215 };
 216
 217 #define EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS 8
 218 static const float extmixlev_options[EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS] = {
 219     LEVEL_PLUS_3DB,  LEVEL_PLUS_1POINT5DB,  LEVEL_ONE,       LEVEL_MINUS_4POINT5DB,
 220     LEVEL_MINUS_3DB, LEVEL_MINUS_4POINT5DB, LEVEL_MINUS_6DB, LEVEL_ZERO
 221 };
 222
 223
 224 #define OFFSET(param) offsetof(AC3EncodeContext, options.param)
 225 #define AC3ENC_PARAM (AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM)
 226
 227 static const AVOption options[] = {
 228 /* Metadata Options */
 229 {"per_frame_metadata", "Allow Changing Metadata Per-Frame", OFFSET(allow_per_frame_metadata), FF_OPT_TYPE_INT, 0, 0, 1, AC3ENC_PARAM},
 230 /* downmix levels */
 231 {"center_mixlev", "Center Mix Level", OFFSET(center_mix_level), FF_OPT_TYPE_FLOAT, LEVEL_MINUS_4POINT5DB, 0.0, 1.0, AC3ENC_PARAM},
 232 {"surround_mixlev", "Surround Mix Level", OFFSET(surround_mix_level), FF_OPT_TYPE_FLOAT, LEVEL_MINUS_6DB, 0.0, 1.0, AC3ENC_PARAM},
 233 /* audio production information */
 234 {"mixing_level", "Mixing Level", OFFSET(mixing_level), FF_OPT_TYPE_INT, -1, -1, 111, AC3ENC_PARAM},
 235 {"room_type", "Room Type", OFFSET(room_type), FF_OPT_TYPE_INT, -1, -1, 2, AC3ENC_PARAM, "room_type"},
 236     {"notindicated", "Not Indicated (default)", 0, FF_OPT_TYPE_CONST, 0, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "room_type"},
 237     {"large",        "Large Room",              0, FF_OPT_TYPE_CONST, 1, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "room_type"},
 238     {"small",        "Small Room",              0, FF_OPT_TYPE_CONST, 2, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "room_type"},
 239 /* other metadata options */
 240 {"copyright", "Copyright Bit", OFFSET(copyright), FF_OPT_TYPE_INT, 0, 0, 1, AC3ENC_PARAM},
 241 {"dialnorm", "Dialogue Level (dB)", OFFSET(dialogue_level), FF_OPT_TYPE_INT, -31, -31, -1, AC3ENC_PARAM},
 242 {"dsur_mode", "Dolby Surround Mode", OFFSET(dolby_surround_mode), FF_OPT_TYPE_INT, 0, 0, 2, AC3ENC_PARAM, "dsur_mode"},
 243     {"notindicated", "Not Indicated (default)",    0, FF_OPT_TYPE_CONST, 0, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dsur_mode"},
 244     {"on",           "Dolby Surround Encoded",     0, FF_OPT_TYPE_CONST, 1, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dsur_mode"},
 245     {"off",          "Not Dolby Surround Encoded", 0, FF_OPT_TYPE_CONST, 2, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dsur_mode"},
 246 {"original", "Original Bit Stream", OFFSET(original), FF_OPT_TYPE_INT, 1, 0, 1, AC3ENC_PARAM},
 247 /* extended bitstream information */
 248 {"dmix_mode", "Preferred Stereo Downmix Mode", OFFSET(preferred_stereo_downmix), FF_OPT_TYPE_INT, -1, -1, 2, AC3ENC_PARAM, "dmix_mode"},
 249     {"notindicated", "Not Indicated (default)", 0, FF_OPT_TYPE_CONST, 0, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dmix_mode"},
 250     {"ltrt", "Lt/Rt Downmix Preferred",         0, FF_OPT_TYPE_CONST, 1, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dmix_mode"},
 251     {"loro", "Lo/Ro Downmix Preferred",         0, FF_OPT_TYPE_CONST, 2, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dmix_mode"},
 252 {"ltrt_cmixlev", "Lt/Rt Center Mix Level", OFFSET(ltrt_center_mix_level), FF_OPT_TYPE_FLOAT, -1.0, -1.0, 2.0, AC3ENC_PARAM},
 253 {"ltrt_surmixlev", "Lt/Rt Surround Mix Level", OFFSET(ltrt_surround_mix_level), FF_OPT_TYPE_FLOAT, -1.0, -1.0, 2.0, AC3ENC_PARAM},
 254 {"loro_cmixlev", "Lo/Ro Center Mix Level", OFFSET(loro_center_mix_level), FF_OPT_TYPE_FLOAT, -1.0, -1.0, 2.0, AC3ENC_PARAM},
 255 {"loro_surmixlev", "Lo/Ro Surround Mix Level", OFFSET(loro_surround_mix_level), FF_OPT_TYPE_FLOAT, -1.0, -1.0, 2.0, AC3ENC_PARAM},
 256 {"dsurex_mode", "Dolby Surround EX Mode", OFFSET(dolby_surround_ex_mode), FF_OPT_TYPE_INT, -1, -1, 2, AC3ENC_PARAM, "dsurex_mode"},
 257     {"notindicated", "Not Indicated (default)",       0, FF_OPT_TYPE_CONST, 0, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dsurex_mode"},
 258     {"on",           "Dolby Surround EX Encoded",     0, FF_OPT_TYPE_CONST, 1, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dsurex_mode"},
 259     {"off",          "Not Dolby Surround EX Encoded", 0, FF_OPT_TYPE_CONST, 2, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dsurex_mode"},
 260 {"dheadphone_mode", "Dolby Headphone Mode", OFFSET(dolby_headphone_mode), FF_OPT_TYPE_INT, -1, -1, 2, AC3ENC_PARAM, "dheadphone_mode"},
 261     {"notindicated", "Not Indicated (default)",     0, FF_OPT_TYPE_CONST, 0, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dheadphone_mode"},
 262     {"on",           "Dolby Headphone Encoded",     0, FF_OPT_TYPE_CONST, 1, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dheadphone_mode"},
 263     {"off",          "Not Dolby Headphone Encoded", 0, FF_OPT_TYPE_CONST, 2, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "dheadphone_mode"},
 264 {"ad_conv_type", "A/D Converter Type", OFFSET(ad_converter_type), FF_OPT_TYPE_INT, -1, -1, 1, AC3ENC_PARAM, "ad_conv_type"},
 265     {"standard", "Standard (default)", 0, FF_OPT_TYPE_CONST, 0, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "ad_conv_type"},
 266     {"hdcd",     "HDCD",               0, FF_OPT_TYPE_CONST, 1, INT_MIN, INT_MAX, AC3ENC_PARAM, "ad_conv_type"},
 267 /* Other Encoding Options */
 268 {"stereo_rematrixing", "Stereo Rematrixing", OFFSET(stereo_rematrixing), FF_OPT_TYPE_INT, 1, 0, 1, AC3ENC_PARAM},
 269 {NULL}
 270 };
 271
 272 #if CONFIG_AC3ENC_FLOAT
 273 static AVClass ac3enc_class = { "AC-3 Encoder", av_default_item_name,
 274                                 options, LIBAVUTIL_VERSION_INT };
 275 #else
 276 static AVClass ac3enc_class = { "Fixed-Point AC-3 Encoder", av_default_item_name,
 277                                 options, LIBAVUTIL_VERSION_INT };
 278 #endif
 279
 280
 281 /* prototypes for functions in ac3enc_fixed.c and ac3enc_float.c */
 282
 283 static av_cold void mdct_end(AC3MDCTContext *mdct);
 284
 285 static av_cold int mdct_init(AVCodecContext *avctx, AC3MDCTContext *mdct,
 286                              int nbits);
 287
 288 static void apply_window(DSPContext *dsp, SampleType *output, const SampleType *input,
 289                          const SampleType *window, unsigned int len);
 290
 291 static int normalize_samples(AC3EncodeContext *s);
 292
 293 static void scale_coefficients(AC3EncodeContext *s);
 294
 295
 296 /**
 297  * LUT for number of exponent groups.
 298  * exponent_group_tab[exponent strategy-1][number of coefficients]
 299  */
 300 static uint8_t exponent_group_tab[3][256];
 301
 302
 303 /**
 304  * List of supported channel layouts.
 305  */
 306 static const int64_t ac3_channel_layouts[] = {
 307      AV_CH_LAYOUT_MONO,
 308      AV_CH_LAYOUT_STEREO,
 309      AV_CH_LAYOUT_2_1,
 310      AV_CH_LAYOUT_SURROUND,
 311      AV_CH_LAYOUT_2_2,
 312      AV_CH_LAYOUT_QUAD,
 313      AV_CH_LAYOUT_4POINT0,
 314      AV_CH_LAYOUT_5POINT0,
 315      AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK,
 316     (AV_CH_LAYOUT_MONO     | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
 317     (AV_CH_LAYOUT_STEREO   | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
 318     (AV_CH_LAYOUT_2_1      | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
 319     (AV_CH_LAYOUT_SURROUND | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
 320     (AV_CH_LAYOUT_2_2      | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
 321     (AV_CH_LAYOUT_QUAD     | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
 322     (AV_CH_LAYOUT_4POINT0  | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
 323      AV_CH_LAYOUT_5POINT1,
 324      AV_CH_LAYOUT_5POINT1_BACK,
 325      0
 326 };
 327
 328
 329 /**
 330  * LUT to select the bandwidth code based on the bit rate, sample rate, and
 331  * number of full-bandwidth channels.
 332  * bandwidth_tab[fbw_channels-1][sample rate code][bit rate code]
 333  */
 334 static const uint8_t ac3_bandwidth_tab[5][3][19] = {
 335 //      32  40  48  56  64  80  96 112 128 160 192 224 256 320 384 448 512 576 640
 336
 337     { {  0,  0,  0, 12, 16, 32, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48 },
 338       {  0,  0,  0, 16, 20, 36, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56 },
 339       {  0,  0,  0, 32, 40, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } },
 340
 341     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 20, 24, 32, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48 },
 342       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  4, 24, 28, 36, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56 },
 343       {  0,  0,  0,  0,  0,  0, 20, 44, 52, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } },
 344
 345     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 16, 24, 32, 40, 48, 48, 48, 48, 48, 48 },
 346       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  4, 20, 28, 36, 44, 56, 56, 56, 56, 56, 56 },
 347       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 20, 40, 48, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } },
 348
 349     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 12, 24, 32, 48, 48, 48, 48, 48, 48 },
 350       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 16, 28, 36, 56, 56, 56, 56, 56, 56 },
 351       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 32, 48, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } },
 352
 353     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  8, 20, 32, 40, 48, 48, 48, 48 },
 354       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 12, 24, 36, 44, 56, 56, 56, 56 },
 355       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 28, 44, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } }
 356 };
 357
 358
 359 /**
 360  * Adjust the frame size to make the average bit rate match the target bit rate.
 361  * This is only needed for 11025, 22050, and 44100 sample rates.
 362  */
 363 static void adjust_frame_size(AC3EncodeContext *s)
 364 {
 365     while (s->bits_written >= s->bit_rate && s->samples_written >= s->sample_rate) {
 366         s->bits_written    -= s->bit_rate;
 367         s->samples_written -= s->sample_rate;
 368     }
 369     s->frame_size = s->frame_size_min +
 370                     2 * (s->bits_written * s->sample_rate < s->samples_written * s->bit_rate);
 371     s->bits_written    += s->frame_size * 8;
 372     s->samples_written += AC3_FRAME_SIZE;
 373 }
 374
 375
 376 /**
 377  * Deinterleave input samples.
 378  * Channels are reordered from Libav's default order to AC-3 order.
 379  */
 380 static void deinterleave_input_samples(AC3EncodeContext *s,
 381                                        const SampleType *samples)
 382 {
 383     int ch, i;
 384
 385     /* deinterleave and remap input samples */
 386     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 387         const SampleType *sptr;
 388         int sinc;
 389
 390         /* copy last 256 samples of previous frame to the start of the current frame */
 391         memcpy(&s->planar_samples[ch][0], &s->planar_samples[ch][AC3_FRAME_SIZE],
 392                AC3_BLOCK_SIZE * sizeof(s->planar_samples[0][0]));
 393
 394         /* deinterleave */
 395         sinc = s->channels;
 396         sptr = samples + s->channel_map[ch];
 397         for (i = AC3_BLOCK_SIZE; i < AC3_FRAME_SIZE+AC3_BLOCK_SIZE; i++) {
 398             s->planar_samples[ch][i] = *sptr;
 399             sptr += sinc;
 400         }
 401     }
 402 }
 403
 404
 405 /**
 406  * Apply the MDCT to input samples to generate frequency coefficients.
 407  * This applies the KBD window and normalizes the input to reduce precision
 408  * loss due to fixed-point calculations.
 409  */
 410 static void apply_mdct(AC3EncodeContext *s)
 411 {
 412     int blk, ch;
 413
 414     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 415         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 416             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 417             const SampleType *input_samples = &s->planar_samples[ch][blk * AC3_BLOCK_SIZE];
 418
 419             apply_window(&s->dsp, s->windowed_samples, input_samples, s->mdct.window, AC3_WINDOW_SIZE);
 420
 421             block->coeff_shift[ch] = normalize_samples(s);
 422
 423             s->mdct.fft.mdct_calcw(&s->mdct.fft, block->mdct_coef[ch],
 424                                    s->windowed_samples);
 425         }
 426     }
 427 }
 428
 429
 430 /**
 431  * Determine rematrixing flags for each block and band.
 432  */
 433 static void compute_rematrixing_strategy(AC3EncodeContext *s)
 434 {
 435     int nb_coefs;
 436     int blk, bnd, i;
 437     AC3Block *block, *block0;
 438
 439     if (s->channel_mode != AC3_CHMODE_STEREO)
 440         return;
 441
 442     s->num_rematrixing_bands = 4;
 443
 444     nb_coefs = FFMIN(s->nb_coefs[0], s->nb_coefs[1]);
 445
 446     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 447         block = &s->blocks[blk];
 448         block->new_rematrixing_strategy = !blk;
 449         if (!s->rematrixing_enabled)
 450             continue;
 451         for (bnd = 0; bnd < s->num_rematrixing_bands; bnd++) {
 452             /* calculate calculate sum of squared coeffs for one band in one block */
 453             int start = ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd];
 454             int end   = FFMIN(nb_coefs, ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd+1]);
 455             CoefSumType sum[4] = {0,};
 456             for (i = start; i < end; i++) {
 457                 CoefType lt = block->mdct_coef[0][i];
 458                 CoefType rt = block->mdct_coef[1][i];
 459                 CoefType md = lt + rt;
 460                 CoefType sd = lt - rt;
 461                 MAC_COEF(sum[0], lt, lt);
 462                 MAC_COEF(sum[1], rt, rt);
 463                 MAC_COEF(sum[2], md, md);
 464                 MAC_COEF(sum[3], sd, sd);
 465             }
 466
 467             /* compare sums to determine if rematrixing will be used for this band */
 468             if (FFMIN(sum[2], sum[3]) < FFMIN(sum[0], sum[1]))
 469                 block->rematrixing_flags[bnd] = 1;
 470             else
 471                 block->rematrixing_flags[bnd] = 0;
 472
 473             /* determine if new rematrixing flags will be sent */
 474             if (blk &&
 475                 block->rematrixing_flags[bnd] != block0->rematrixing_flags[bnd]) {
 476                 block->new_rematrixing_strategy = 1;
 477             }
 478         }
 479         block0 = block;
 480     }
 481 }
 482
 483
 484 /**
 485  * Apply stereo rematrixing to coefficients based on rematrixing flags.
 486  */
 487 static void apply_rematrixing(AC3EncodeContext *s)
 488 {
 489     int nb_coefs;
 490     int blk, bnd, i;
 491     int start, end;
 492     uint8_t *flags;
 493
 494     if (!s->rematrixing_enabled)
 495         return;
 496
 497     nb_coefs = FFMIN(s->nb_coefs[0], s->nb_coefs[1]);
 498
 499     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 500         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 501         if (block->new_rematrixing_strategy)
 502             flags = block->rematrixing_flags;
 503         for (bnd = 0; bnd < s->num_rematrixing_bands; bnd++) {
 504             if (flags[bnd]) {
 505                 start = ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd];
 506                 end   = FFMIN(nb_coefs, ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd+1]);
 507                 for (i = start; i < end; i++) {
 508                     int32_t lt = block->fixed_coef[0][i];
 509                     int32_t rt = block->fixed_coef[1][i];
 510                     block->fixed_coef[0][i] = (lt + rt) >> 1;
 511                     block->fixed_coef[1][i] = (lt - rt) >> 1;
 512                 }
 513             }
 514         }
 515     }
 516 }
 517
 518
 519 /**
 520  * Initialize exponent tables.
 521  */
 522 static av_cold void exponent_init(AC3EncodeContext *s)
 523 {
 524     int expstr, i, grpsize;
 525
 526     for (expstr = EXP_D15-1; expstr <= EXP_D45-1; expstr++) {
 527         grpsize = 3 << expstr;
 528         for (i = 73; i < 256; i++) {
 529             exponent_group_tab[expstr][i] = (i + grpsize - 4) / grpsize;
 530         }
 531     }
 532     /* LFE */
 533     exponent_group_tab[0][7] = 2;
 534 }
 535
 536
 537 /**
 538  * Extract exponents from the MDCT coefficients.
 539  * This takes into account the normalization that was done to the input samples
 540  * by adjusting the exponents by the exponent shift values.
 541  */
 542 static void extract_exponents(AC3EncodeContext *s)
 543 {
 544     int blk, ch;
 545
 546     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 547         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 548             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 549             s->ac3dsp.extract_exponents(block->exp[ch], block->fixed_coef[ch],
 550                                         AC3_MAX_COEFS);
 551         }
 552     }
 553 }
 554
 555
 556 /**
 557  * Exponent Difference Threshold.
 558  * New exponents are sent if their SAD exceed this number.
 559  */
 560 #define EXP_DIFF_THRESHOLD 500
 561
 562
 563 /**
 564  * Calculate exponent strategies for all blocks in a single channel.
 565  */
 566 static void compute_exp_strategy_ch(AC3EncodeContext *s, uint8_t *exp_strategy,
 567                                     uint8_t *exp)
 568 {
 569     int blk, blk1;
 570     int exp_diff;
 571
 572     /* estimate if the exponent variation & decide if they should be
 573        reused in the next frame */
 574     exp_strategy[0] = EXP_NEW;
 575     exp += AC3_MAX_COEFS;
 576     for (blk = 1; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 577         exp_diff = s->dsp.sad[0](NULL, exp, exp - AC3_MAX_COEFS, 16, 16);
 578         if (exp_diff > EXP_DIFF_THRESHOLD)
 579             exp_strategy[blk] = EXP_NEW;
 580         else
 581             exp_strategy[blk] = EXP_REUSE;
 582         exp += AC3_MAX_COEFS;
 583     }
 584
 585     /* now select the encoding strategy type : if exponents are often
 586        recoded, we use a coarse encoding */
 587     blk = 0;
 588     while (blk < AC3_MAX_BLOCKS) {
 589         blk1 = blk + 1;
 590         while (blk1 < AC3_MAX_BLOCKS && exp_strategy[blk1] == EXP_REUSE)
 591             blk1++;
 592         switch (blk1 - blk) {
 593         case 1:  exp_strategy[blk] = EXP_D45; break;
 594         case 2:
 595         case 3:  exp_strategy[blk] = EXP_D25; break;
 596         default: exp_strategy[blk] = EXP_D15; break;
 597         }
 598         blk = blk1;
 599     }
 600 }
 601
 602
 603 /**
 604  * Calculate exponent strategies for all channels.
 605  * Array arrangement is reversed to simplify the per-channel calculation.
 606  */
 607 static void compute_exp_strategy(AC3EncodeContext *s)
 608 {
 609     int ch, blk;
 610
 611     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
 612         compute_exp_strategy_ch(s, s->exp_strategy[ch], s->blocks[0].exp[ch]);
 613     }
 614     if (s->lfe_on) {
 615         ch = s->lfe_channel;
 616         s->exp_strategy[ch][0] = EXP_D15;
 617         for (blk = 1; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++)
 618             s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_REUSE;
 619     }
 620 }
 621
 622
 623 /**
 624  * Update the exponents so that they are the ones the decoder will decode.
 625  */
 626 static void encode_exponents_blk_ch(uint8_t *exp, int nb_exps, int exp_strategy)
 627 {
 628     int nb_groups, i, k;
 629
 630     nb_groups = exponent_group_tab[exp_strategy-1][nb_exps] * 3;
 631
 632     /* for each group, compute the minimum exponent */
 633     switch(exp_strategy) {
 634     case EXP_D25:
 635         for (i = 1, k = 1; i <= nb_groups; i++) {
 636             uint8_t exp_min = exp[k];
 637             if (exp[k+1] < exp_min)
 638                 exp_min = exp[k+1];
 639             exp[i] = exp_min;
 640             k += 2;
 641         }
 642         break;
 643     case EXP_D45:
 644         for (i = 1, k = 1; i <= nb_groups; i++) {
 645             uint8_t exp_min = exp[k];
 646             if (exp[k+1] < exp_min)
 647                 exp_min = exp[k+1];
 648             if (exp[k+2] < exp_min)
 649                 exp_min = exp[k+2];
 650             if (exp[k+3] < exp_min)
 651                 exp_min = exp[k+3];
 652             exp[i] = exp_min;
 653             k += 4;
 654         }
 655         break;
 656     }
 657
 658     /* constraint for DC exponent */
 659     if (exp[0] > 15)
 660         exp[0] = 15;
 661
 662     /* decrease the delta between each groups to within 2 so that they can be
 663        differentially encoded */
 664     for (i = 1; i <= nb_groups; i++)
 665         exp[i] = FFMIN(exp[i], exp[i-1] + 2);
 666     i--;
 667     while (--i >= 0)
 668         exp[i] = FFMIN(exp[i], exp[i+1] + 2);
 669
 670     /* now we have the exponent values the decoder will see */
 671     switch (exp_strategy) {
 672     case EXP_D25:
 673         for (i = nb_groups, k = nb_groups * 2; i > 0; i--) {
 674             uint8_t exp1 = exp[i];
 675             exp[k--] = exp1;
 676             exp[k--] = exp1;
 677         }
 678         break;
 679     case EXP_D45:
 680         for (i = nb_groups, k = nb_groups * 4; i > 0; i--) {
 681             exp[k] = exp[k-1] = exp[k-2] = exp[k-3] = exp[i];
 682             k -= 4;
 683         }
 684         break;
 685     }
 686 }
 687
 688
 689 /**
 690  * Encode exponents from original extracted form to what the decoder will see.
 691  * This copies and groups exponents based on exponent strategy and reduces
 692  * deltas between adjacent exponent groups so that they can be differentially
 693  * encoded.
 694  */
 695 static void encode_exponents(AC3EncodeContext *s)
 696 {
 697     int blk, blk1, ch;
 698     uint8_t *exp, *exp_strategy;
 699     int nb_coefs, num_reuse_blocks;
 700
 701     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 702         exp          = s->blocks[0].exp[ch];
 703         exp_strategy = s->exp_strategy[ch];
 704         nb_coefs     = s->nb_coefs[ch];
 705
 706         blk = 0;
 707         while (blk < AC3_MAX_BLOCKS) {
 708             blk1 = blk + 1;
 709
 710             /* count the number of EXP_REUSE blocks after the current block
 711                and set exponent reference block pointers */
 712             s->blocks[blk].exp_ref_block[ch] = &s->blocks[blk];
 713             while (blk1 < AC3_MAX_BLOCKS && exp_strategy[blk1] == EXP_REUSE) {
 714                 s->blocks[blk1].exp_ref_block[ch] = &s->blocks[blk];
 715                 blk1++;
 716             }
 717             num_reuse_blocks = blk1 - blk - 1;
 718
 719             /* for the EXP_REUSE case we select the min of the exponents */
 720             s->ac3dsp.ac3_exponent_min(exp, num_reuse_blocks, nb_coefs);
 721
 722             encode_exponents_blk_ch(exp, nb_coefs, exp_strategy[blk]);
 723
 724             exp += AC3_MAX_COEFS * (num_reuse_blocks + 1);
 725             blk = blk1;
 726         }
 727     }
 728 }
 729
 730
 731 /**
 732  * Group exponents.
 733  * 3 delta-encoded exponents are in each 7-bit group. The number of groups
 734  * varies depending on exponent strategy and bandwidth.
 735  */
 736 static void group_exponents(AC3EncodeContext *s)
 737 {
 738     int blk, ch, i;
 739     int group_size, nb_groups, bit_count;
 740     uint8_t *p;
 741     int delta0, delta1, delta2;
 742     int exp0, exp1;
 743
 744     bit_count = 0;
 745     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 746         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 747         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 748             int exp_strategy = s->exp_strategy[ch][blk];
 749             if (exp_strategy == EXP_REUSE)
 750                 continue;
 751             group_size = exp_strategy + (exp_strategy == EXP_D45);
 752             nb_groups = exponent_group_tab[exp_strategy-1][s->nb_coefs[ch]];
 753             bit_count += 4 + (nb_groups * 7);
 754             p = block->exp[ch];
 755
 756             /* DC exponent */
 757             exp1 = *p++;
 758             block->grouped_exp[ch][0] = exp1;
 759
 760             /* remaining exponents are delta encoded */
 761             for (i = 1; i <= nb_groups; i++) {
 762                 /* merge three delta in one code */
 763                 exp0   = exp1;
 764                 exp1   = p[0];
 765                 p     += group_size;
 766                 delta0 = exp1 - exp0 + 2;
 767                 av_assert2(delta0 >= 0 && delta0 <= 4);
 768
 769                 exp0   = exp1;
 770                 exp1   = p[0];
 771                 p     += group_size;
 772                 delta1 = exp1 - exp0 + 2;
 773                 av_assert2(delta1 >= 0 && delta1 <= 4);
 774
 775                 exp0   = exp1;
 776                 exp1   = p[0];
 777                 p     += group_size;
 778                 delta2 = exp1 - exp0 + 2;
 779                 av_assert2(delta2 >= 0 && delta2 <= 4);
 780
 781                 block->grouped_exp[ch][i] = ((delta0 * 5 + delta1) * 5) + delta2;
 782             }
 783         }
 784     }
 785
 786     s->exponent_bits = bit_count;
 787 }
 788
 789
 790 /**
 791  * Calculate final exponents from the supplied MDCT coefficients and exponent shift.
 792  * Extract exponents from MDCT coefficients, calculate exponent strategies,
 793  * and encode final exponents.
 794  */
 795 static void process_exponents(AC3EncodeContext *s)
 796 {
 797     extract_exponents(s);
 798
 799     compute_exp_strategy(s);
 800
 801     encode_exponents(s);
 802
 803     group_exponents(s);
 804
 805     emms_c();
 806 }
 807
 808
 809 /**
 810  * Count frame bits that are based solely on fixed parameters.
 811  * This only has to be run once when the encoder is initialized.
 812  */
 813 static void count_frame_bits_fixed(AC3EncodeContext *s)
 814 {
 815     static const int frame_bits_inc[8] = { 0, 0, 2, 2, 2, 4, 2, 4 };
 816     int blk;
 817     int frame_bits;
 818
 819     /* assumptions:
 820      *   no dynamic range codes
 821      *   no channel coupling
 822      *   bit allocation parameters do not change between blocks
 823      *   SNR offsets do not change between blocks
 824      *   no delta bit allocation
 825      *   no skipped data
 826      *   no auxilliary data
 827      */
 828
 829     /* header size */
 830     frame_bits = 65;
 831     frame_bits += frame_bits_inc[s->channel_mode];
 832
 833     /* audio blocks */
 834     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 835         frame_bits += s->fbw_channels * 2 + 2; /* blksw * c, dithflag * c, dynrnge, cplstre */
 836         if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
 837             frame_bits++; /* rematstr */
 838         }
 839         frame_bits += 2 * s->fbw_channels; /* chexpstr[2] * c */
 840         if (s->lfe_on)
 841             frame_bits++; /* lfeexpstr */
 842         frame_bits++; /* baie */
 843         frame_bits++; /* snr */
 844         frame_bits += 2; /* delta / skip */
 845     }
 846     frame_bits++; /* cplinu for block 0 */
 847     /* bit alloc info */
 848     /* sdcycod[2], fdcycod[2], sgaincod[2], dbpbcod[2], floorcod[3] */
 849     /* csnroffset[6] */
 850     /* (fsnoffset[4] + fgaincod[4]) * c */
 851     frame_bits += 2*4 + 3 + 6 + s->channels * (4 + 3);
 852
 853     /* auxdatae, crcrsv */
 854     frame_bits += 2;
 855
 856     /* CRC */
 857     frame_bits += 16;
 858
 859     s->frame_bits_fixed = frame_bits;
 860 }
 861
 862
 863 /**
 864  * Initialize bit allocation.
 865  * Set default parameter codes and calculate parameter values.
 866  */
 867 static void bit_alloc_init(AC3EncodeContext *s)
 868 {
 869     int ch;
 870
 871     /* init default parameters */
 872     s->slow_decay_code = 2;
 873     s->fast_decay_code = 1;
 874     s->slow_gain_code  = 1;
 875     s->db_per_bit_code = 3;
 876     s->floor_code      = 7;
 877     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
 878         s->fast_gain_code[ch] = 4;
 879
 880     /* initial snr offset */
 881     s->coarse_snr_offset = 40;
 882
 883     /* compute real values */
 884     /* currently none of these values change during encoding, so we can just
 885        set them once at initialization */
 886     s->bit_alloc.slow_decay = ff_ac3_slow_decay_tab[s->slow_decay_code] >> s->bit_alloc.sr_shift;
 887     s->bit_alloc.fast_decay = ff_ac3_fast_decay_tab[s->fast_decay_code] >> s->bit_alloc.sr_shift;
 888     s->bit_alloc.slow_gain  = ff_ac3_slow_gain_tab[s->slow_gain_code];
 889     s->bit_alloc.db_per_bit = ff_ac3_db_per_bit_tab[s->db_per_bit_code];
 890     s->bit_alloc.floor      = ff_ac3_floor_tab[s->floor_code];
 891
 892     count_frame_bits_fixed(s);
 893 }
 894
 895
 896 /**
 897  * Count the bits used to encode the frame, minus exponents and mantissas.
 898  * Bits based on fixed parameters have already been counted, so now we just
 899  * have to add the bits based on parameters that change during encoding.
 900  */
 901 static void count_frame_bits(AC3EncodeContext *s)
 902 {
 903     AC3EncOptions *opt = &s->options;
 904     int blk, ch;
 905     int frame_bits = 0;
 906
 907     if (opt->audio_production_info)
 908         frame_bits += 7;
 909     if (s->bitstream_id == 6) {
 910         if (opt->extended_bsi_1)
 911             frame_bits += 14;
 912         if (opt->extended_bsi_2)
 913             frame_bits += 14;
 914     }
 915
 916     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 917         /* stereo rematrixing */
 918         if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO &&
 919             s->blocks[blk].new_rematrixing_strategy) {
 920             frame_bits += s->num_rematrixing_bands;
 921         }
 922
 923         for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
 924             if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE)
 925                 frame_bits += 6 + 2; /* chbwcod[6], gainrng[2] */
 926         }
 927     }
 928     s->frame_bits = s->frame_bits_fixed + frame_bits;
 929 }
 930
 931
 932 /**
 933  * Finalize the mantissa bit count by adding in the grouped mantissas.
 934  */
 935 static int compute_mantissa_size_final(int mant_cnt[5])
 936 {
 937     // bap=1 : 3 mantissas in 5 bits
 938     int bits = (mant_cnt[1] / 3) * 5;
 939     // bap=2 : 3 mantissas in 7 bits
 940     // bap=4 : 2 mantissas in 7 bits
 941     bits += ((mant_cnt[2] / 3) + (mant_cnt[4] >> 1)) * 7;
 942     // bap=3 : each mantissa is 3 bits
 943     bits += mant_cnt[3] * 3;
 944     return bits;
 945 }
 946
 947
 948 /**
 949  * Calculate masking curve based on the final exponents.
 950  * Also calculate the power spectral densities to use in future calculations.
 951  */
 952 static void bit_alloc_masking(AC3EncodeContext *s)
 953 {
 954     int blk, ch;
 955
 956     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 957         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 958         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 959             /* We only need psd and mask for calculating bap.
 960                Since we currently do not calculate bap when exponent
 961                strategy is EXP_REUSE we do not need to calculate psd or mask. */
 962             if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE) {
 963                 ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(block->exp[ch], 0,
 964                                           s->nb_coefs[ch],
 965                                           block->psd[ch], block->band_psd[ch]);
 966                 ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(&s->bit_alloc, block->band_psd[ch],
 967                                            0, s->nb_coefs[ch],
 968                                            ff_ac3_fast_gain_tab[s->fast_gain_code[ch]],
 969                                            ch == s->lfe_channel,
 970                                            DBA_NONE, 0, NULL, NULL, NULL,
 971                                            block->mask[ch]);
 972             }
 973         }
 974     }
 975 }
 976
 977
 978 /**
 979  * Ensure that bap for each block and channel point to the current bap_buffer.
 980  * They may have been switched during the bit allocation search.
 981  */
 982 static void reset_block_bap(AC3EncodeContext *s)
 983 {
 984     int blk, ch;
 985     if (s->blocks[0].bap[0] == s->bap_buffer)
 986         return;
 987     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 988         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 989             s->blocks[blk].bap[ch] = &s->bap_buffer[AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
 990         }
 991     }
 992 }
 993
 994
 995 /**
 996  * Run the bit allocation with a given SNR offset.
 997  * This calculates the bit allocation pointers that will be used to determine
 998  * the quantization of each mantissa.
 999  * @return the number of bits needed for mantissas if the given SNR offset is
1000  *         is used.
1001  */
1002 static int bit_alloc(AC3EncodeContext *s, int snr_offset)
1003 {
1004     int blk, ch;
1005     int mantissa_bits;
1006     int mant_cnt[5];
1007
1008     snr_offset = (snr_offset - 240) << 2;
1009
1010     reset_block_bap(s);
1011     mantissa_bits = 0;
1012     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1013         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1014         AC3Block *ref_block;
1015         // initialize grouped mantissa counts. these are set so that they are
1016         // padded to the next whole group size when bits are counted in
1017         // compute_mantissa_size_final
1018         mant_cnt[0] = mant_cnt[3] = 0;
1019         mant_cnt[1] = mant_cnt[2] = 2;
1020         mant_cnt[4] = 1;
1021         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1022             /* Currently the only bit allocation parameters which vary across
1023                blocks within a frame are the exponent values.  We can take
1024                advantage of that by reusing the bit allocation pointers
1025                whenever we reuse exponents. */
1026             ref_block = block->exp_ref_block[ch];
1027             if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE) {
1028                 s->ac3dsp.bit_alloc_calc_bap(ref_block->mask[ch],
1029                                              ref_block->psd[ch], 0,
1030                                              s->nb_coefs[ch], snr_offset,
1031                                              s->bit_alloc.floor, ff_ac3_bap_tab,
1032                                              ref_block->bap[ch]);
1033             }
1034             mantissa_bits += s->ac3dsp.compute_mantissa_size(mant_cnt,
1035                                                              ref_block->bap[ch],
1036                                                              s->nb_coefs[ch]);
1037         }
1038         mantissa_bits += compute_mantissa_size_final(mant_cnt);
1039     }
1040     return mantissa_bits;
1041 }
1042
1043
1044 /**
1045  * Constant bitrate bit allocation search.
1046  * Find the largest SNR offset that will allow data to fit in the frame.
1047  */
1048 static int cbr_bit_allocation(AC3EncodeContext *s)
1049 {
1050     int ch;
1051     int bits_left;
1052     int snr_offset, snr_incr;
1053
1054     bits_left = 8 * s->frame_size - (s->frame_bits + s->exponent_bits);
1055     av_assert2(bits_left >= 0);
1056
1057     snr_offset = s->coarse_snr_offset << 4;
1058
1059     /* if previous frame SNR offset was 1023, check if current frame can also
1060        use SNR offset of 1023. if so, skip the search. */
1061     if ((snr_offset | s->fine_snr_offset[0]) == 1023) {
1062         if (bit_alloc(s, 1023) <= bits_left)
1063             return 0;
1064     }
1065
1066     while (snr_offset >= 0 &&
1067            bit_alloc(s, snr_offset) > bits_left) {
1068         snr_offset -= 64;
1069     }
1070     if (snr_offset < 0)
1071         return AVERROR(EINVAL);
1072
1073     FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
1074     for (snr_incr = 64; snr_incr > 0; snr_incr >>= 2) {
1075         while (snr_offset + snr_incr <= 1023 &&
1076                bit_alloc(s, snr_offset + snr_incr) <= bits_left) {
1077             snr_offset += snr_incr;
1078             FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
1079         }
1080     }
1081     FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
1082     reset_block_bap(s);
1083
1084     s->coarse_snr_offset = snr_offset >> 4;
1085     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
1086         s->fine_snr_offset[ch] = snr_offset & 0xF;
1087
1088     return 0;
1089 }
1090
1091
1092 /**
1093  * Downgrade exponent strategies to reduce the bits used by the exponents.
1094  * This is a fallback for when bit allocation fails with the normal exponent
1095  * strategies.  Each time this function is run it only downgrades the
1096  * strategy in 1 channel of 1 block.
1097  * @return non-zero if downgrade was unsuccessful
1098  */
1099 static int downgrade_exponents(AC3EncodeContext *s)
1100 {
1101     int ch, blk;
1102
1103     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1104         for (blk = AC3_MAX_BLOCKS-1; blk >= 0; blk--) {
1105             if (s->exp_strategy[ch][blk] == EXP_D15) {
1106                 s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_D25;
1107                 return 0;
1108             }
1109         }
1110     }
1111     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1112         for (blk = AC3_MAX_BLOCKS-1; blk >= 0; blk--) {
1113             if (s->exp_strategy[ch][blk] == EXP_D25) {
1114                 s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_D45;
1115                 return 0;
1116             }
1117         }
1118     }
1119     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1120         /* block 0 cannot reuse exponents, so only downgrade D45 to REUSE if
1121            the block number > 0 */
1122         for (blk = AC3_MAX_BLOCKS-1; blk > 0; blk--) {
1123             if (s->exp_strategy[ch][blk] > EXP_REUSE) {
1124                 s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_REUSE;
1125                 return 0;
1126             }
1127         }
1128     }
1129     return -1;
1130 }
1131
1132
1133 /**
1134  * Reduce the bandwidth to reduce the number of bits used for a given SNR offset.
1135  * This is a second fallback for when bit allocation still fails after exponents
1136  * have been downgraded.
1137  * @return non-zero if bandwidth reduction was unsuccessful
1138  */
1139 static int reduce_bandwidth(AC3EncodeContext *s, int min_bw_code)
1140 {
1141     int ch;
1142
1143     if (s->bandwidth_code[0] > min_bw_code) {
1144         for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1145             s->bandwidth_code[ch]--;
1146             s->nb_coefs[ch] = s->bandwidth_code[ch] * 3 + 73;
1147         }
1148         return 0;
1149     }
1150     return -1;
1151 }
1152
1153
1154 /**
1155  * Perform bit allocation search.
1156  * Finds the SNR offset value that maximizes quality and fits in the specified
1157  * frame size.  Output is the SNR offset and a set of bit allocation pointers
1158  * used to quantize the mantissas.
1159  */
1160 static int compute_bit_allocation(AC3EncodeContext *s)
1161 {
1162     int ret;
1163
1164     count_frame_bits(s);
1165
1166     bit_alloc_masking(s);
1167
1168     ret = cbr_bit_allocation(s);
1169     while (ret) {
1170         /* fallback 1: downgrade exponents */
1171         if (!downgrade_exponents(s)) {
1172             extract_exponents(s);
1173             encode_exponents(s);
1174             group_exponents(s);
1175             ret = compute_bit_allocation(s);
1176             continue;
1177         }
1178
1179         /* fallback 2: reduce bandwidth */
1180         /* only do this if the user has not specified a specific cutoff
1181            frequency */
1182         if (!s->cutoff && !reduce_bandwidth(s, 0)) {
1183             process_exponents(s);
1184             ret = compute_bit_allocation(s);
1185             continue;
1186         }
1187
1188         /* fallbacks were not enough... */
1189         break;
1190     }
1191
1192     return ret;
1193 }
1194
1195
1196 /**
1197  * Symmetric quantization on 'levels' levels.
1198  */
1199 static inline int sym_quant(int c, int e, int levels)
1200 {
1201     int v = (((levels * c) >> (24 - e)) + levels) >> 1;
1202     av_assert2(v >= 0 && v < levels);
1203     return v;
1204 }
1205
1206
1207 /**
1208  * Asymmetric quantization on 2^qbits levels.
1209  */
1210 static inline int asym_quant(int c, int e, int qbits)
1211 {
1212     int lshift, m, v;
1213
1214     lshift = e + qbits - 24;
1215     if (lshift >= 0)
1216         v = c << lshift;
1217     else
1218         v = c >> (-lshift);
1219     /* rounding */
1220     v = (v + 1) >> 1;
1221     m = (1 << (qbits-1));
1222     if (v >= m)
1223         v = m - 1;
1224     av_assert2(v >= -m);
1225     return v & ((1 << qbits)-1);
1226 }
1227
1228
1229 /**
1230  * Quantize a set of mantissas for a single channel in a single block.
1231  */
1232 static void quantize_mantissas_blk_ch(AC3Mant *s, int32_t *fixed_coef,
1233                                       uint8_t *exp,
1234                                       uint8_t *bap, uint16_t *qmant, int n)
1235 {
1236     int i;
1237
1238     for (i = 0; i < n; i++) {
1239         int v;
1240         int c = fixed_coef[i];
1241         int e = exp[i];
1242         int b = bap[i];
1243         switch (b) {
1244         case 0:
1245             v = 0;
1246             break;
1247         case 1:
1248             v = sym_quant(c, e, 3);
1249             switch (s->mant1_cnt) {
1250             case 0:
1251                 s->qmant1_ptr = &qmant[i];
1252                 v = 9 * v;
1253                 s->mant1_cnt = 1;
1254                 break;
1255             case 1:
1256                 *s->qmant1_ptr += 3 * v;
1257                 s->mant1_cnt = 2;
1258                 v = 128;
1259                 break;
1260             default:
1261                 *s->qmant1_ptr += v;
1262                 s->mant1_cnt = 0;
1263                 v = 128;
1264                 break;
1265             }
1266             break;
1267         case 2:
1268             v = sym_quant(c, e, 5);
1269             switch (s->mant2_cnt) {
1270             case 0:
1271                 s->qmant2_ptr = &qmant[i];
1272                 v = 25 * v;
1273                 s->mant2_cnt = 1;
1274                 break;
1275             case 1:
1276                 *s->qmant2_ptr += 5 * v;
1277                 s->mant2_cnt = 2;
1278                 v = 128;
1279                 break;
1280             default:
1281                 *s->qmant2_ptr += v;
1282                 s->mant2_cnt = 0;
1283                 v = 128;
1284                 break;
1285             }
1286             break;
1287         case 3:
1288             v = sym_quant(c, e, 7);
1289             break;
1290         case 4:
1291             v = sym_quant(c, e, 11);
1292             switch (s->mant4_cnt) {
1293             case 0:
1294                 s->qmant4_ptr = &qmant[i];
1295                 v = 11 * v;
1296                 s->mant4_cnt = 1;
1297                 break;
1298             default:
1299                 *s->qmant4_ptr += v;
1300                 s->mant4_cnt = 0;
1301                 v = 128;
1302                 break;
1303             }
1304             break;
1305         case 5:
1306             v = sym_quant(c, e, 15);
1307             break;
1308         case 14:
1309             v = asym_quant(c, e, 14);
1310             break;
1311         case 15:
1312             v = asym_quant(c, e, 16);
1313             break;
1314         default:
1315             v = asym_quant(c, e, b - 1);
1316             break;
1317         }
1318         qmant[i] = v;
1319     }
1320 }
1321
1322
1323 /**
1324  * Quantize mantissas using coefficients, exponents, and bit allocation pointers.
1325  */
1326 static void quantize_mantissas(AC3EncodeContext *s)
1327 {
1328     int blk, ch;
1329
1330
1331     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1332         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1333         AC3Block *ref_block;
1334         AC3Mant m = { 0 };
1335
1336         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1337             ref_block = block->exp_ref_block[ch];
1338             quantize_mantissas_blk_ch(&m, block->fixed_coef[ch],
1339                                       ref_block->exp[ch], ref_block->bap[ch],
1340                                       block->qmant[ch], s->nb_coefs[ch]);
1341         }
1342     }
1343 }
1344
1345
1346 /**
1347  * Write the AC-3 frame header to the output bitstream.
1348  */
1349 static void output_frame_header(AC3EncodeContext *s)
1350 {
1351     AC3EncOptions *opt = &s->options;
1352
1353     put_bits(&s->pb, 16, 0x0b77);   /* frame header */
1354     put_bits(&s->pb, 16, 0);        /* crc1: will be filled later */
1355     put_bits(&s->pb, 2,  s->bit_alloc.sr_code);
1356     put_bits(&s->pb, 6,  s->frame_size_code + (s->frame_size - s->frame_size_min) / 2);
1357     put_bits(&s->pb, 5,  s->bitstream_id);
1358     put_bits(&s->pb, 3,  s->bitstream_mode);
1359     put_bits(&s->pb, 3,  s->channel_mode);
1360     if ((s->channel_mode & 0x01) && s->channel_mode != AC3_CHMODE_MONO)
1361         put_bits(&s->pb, 2, s->center_mix_level);
1362     if (s->channel_mode & 0x04)
1363         put_bits(&s->pb, 2, s->surround_mix_level);
1364     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
1365         put_bits(&s->pb, 2, opt->dolby_surround_mode);
1366     put_bits(&s->pb, 1, s->lfe_on); /* LFE */
1367     put_bits(&s->pb, 5, -opt->dialogue_level);
1368     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no compression control word */
1369     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no lang code */
1370     put_bits(&s->pb, 1, opt->audio_production_info);
1371     if (opt->audio_production_info) {
1372         put_bits(&s->pb, 5, opt->mixing_level - 80);
1373         put_bits(&s->pb, 2, opt->room_type);
1374     }
1375     put_bits(&s->pb, 1, opt->copyright);
1376     put_bits(&s->pb, 1, opt->original);
1377     if (s->bitstream_id == 6) {
1378         /* alternate bit stream syntax */
1379         put_bits(&s->pb, 1, opt->extended_bsi_1);
1380         if (opt->extended_bsi_1) {
1381             put_bits(&s->pb, 2, opt->preferred_stereo_downmix);
1382             put_bits(&s->pb, 3, s->ltrt_center_mix_level);
1383             put_bits(&s->pb, 3, s->ltrt_surround_mix_level);
1384             put_bits(&s->pb, 3, s->loro_center_mix_level);
1385             put_bits(&s->pb, 3, s->loro_surround_mix_level);
1386         }
1387         put_bits(&s->pb, 1, opt->extended_bsi_2);
1388         if (opt->extended_bsi_2) {
1389             put_bits(&s->pb, 2, opt->dolby_surround_ex_mode);
1390             put_bits(&s->pb, 2, opt->dolby_headphone_mode);
1391             put_bits(&s->pb, 1, opt->ad_converter_type);
1392             put_bits(&s->pb, 9, 0);     /* xbsi2 and encinfo : reserved */
1393         }
1394     } else {
1395     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no time code 1 */
1396     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no time code 2 */
1397     }
1398     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no additional bit stream info */
1399 }
1400
1401
1402 /**
1403  * Write one audio block to the output bitstream.
1404  */
1405 static void output_audio_block(AC3EncodeContext *s, int blk)
1406 {
1407     int ch, i, baie, rbnd;
1408     AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1409
1410     /* block switching */
1411     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
1412         put_bits(&s->pb, 1, 0);
1413
1414     /* dither flags */
1415     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
1416         put_bits(&s->pb, 1, 1);
1417
1418     /* dynamic range codes */
1419     put_bits(&s->pb, 1, 0);
1420
1421     /* channel coupling */
1422     if (!blk) {
1423         put_bits(&s->pb, 1, 1); /* coupling strategy present */
1424         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no coupling strategy */
1425     } else {
1426         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no new coupling strategy */
1427     }
1428
1429     /* stereo rematrixing */
1430     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
1431         put_bits(&s->pb, 1, block->new_rematrixing_strategy);
1432         if (block->new_rematrixing_strategy) {
1433             /* rematrixing flags */
1434             for (rbnd = 0; rbnd < s->num_rematrixing_bands; rbnd++)
1435                 put_bits(&s->pb, 1, block->rematrixing_flags[rbnd]);
1436         }
1437     }
1438
1439     /* exponent strategy */
1440     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
1441         put_bits(&s->pb, 2, s->exp_strategy[ch][blk]);
1442     if (s->lfe_on)
1443         put_bits(&s->pb, 1, s->exp_strategy[s->lfe_channel][blk]);
1444
1445     /* bandwidth */
1446     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
1447         if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE)
1448             put_bits(&s->pb, 6, s->bandwidth_code[ch]);
1449     }
1450
1451     /* exponents */
1452     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1453         int nb_groups;
1454
1455         if (s->exp_strategy[ch][blk] == EXP_REUSE)
1456             continue;
1457
1458         /* DC exponent */
1459         put_bits(&s->pb, 4, block->grouped_exp[ch][0]);
1460
1461         /* exponent groups */
1462         nb_groups = exponent_group_tab[s->exp_strategy[ch][blk]-1][s->nb_coefs[ch]];
1463         for (i = 1; i <= nb_groups; i++)
1464             put_bits(&s->pb, 7, block->grouped_exp[ch][i]);
1465
1466         /* gain range info */
1467         if (ch != s->lfe_channel)
1468             put_bits(&s->pb, 2, 0);
1469     }
1470
1471     /* bit allocation info */
1472     baie = (blk == 0);
1473     put_bits(&s->pb, 1, baie);
1474     if (baie) {
1475         put_bits(&s->pb, 2, s->slow_decay_code);
1476         put_bits(&s->pb, 2, s->fast_decay_code);
1477         put_bits(&s->pb, 2, s->slow_gain_code);
1478         put_bits(&s->pb, 2, s->db_per_bit_code);
1479         put_bits(&s->pb, 3, s->floor_code);
1480     }
1481
1482     /* snr offset */
1483     put_bits(&s->pb, 1, baie);
1484     if (baie) {
1485         put_bits(&s->pb, 6, s->coarse_snr_offset);
1486         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1487             put_bits(&s->pb, 4, s->fine_snr_offset[ch]);
1488             put_bits(&s->pb, 3, s->fast_gain_code[ch]);
1489         }
1490     }
1491
1492     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no delta bit allocation */
1493     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no data to skip */
1494
1495     /* mantissas */
1496     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1497         int b, q;
1498         AC3Block *ref_block = block->exp_ref_block[ch];
1499         for (i = 0; i < s->nb_coefs[ch]; i++) {
1500             q = block->qmant[ch][i];
1501             b = ref_block->bap[ch][i];
1502             switch (b) {
1503             case 0:                                         break;
1504             case 1: if (q != 128) put_bits(&s->pb,   5, q); break;
1505             case 2: if (q != 128) put_bits(&s->pb,   7, q); break;
1506             case 3:               put_bits(&s->pb,   3, q); break;
1507             case 4: if (q != 128) put_bits(&s->pb,   7, q); break;
1508             case 14:              put_bits(&s->pb,  14, q); break;
1509             case 15:              put_bits(&s->pb,  16, q); break;
1510             default:              put_bits(&s->pb, b-1, q); break;
1511             }
1512         }
1513     }
1514 }
1515
1516
1517 /** CRC-16 Polynomial */
1518 #define CRC16_POLY ((1 << 0) | (1 << 2) | (1 << 15) | (1 << 16))
1519
1520
1521 static unsigned int mul_poly(unsigned int a, unsigned int b, unsigned int poly)
1522 {
1523     unsigned int c;
1524
1525     c = 0;
1526     while (a) {
1527         if (a & 1)
1528             c ^= b;
1529         a = a >> 1;
1530         b = b << 1;
1531         if (b & (1 << 16))
1532             b ^= poly;
1533     }
1534     return c;
1535 }
1536
1537
1538 static unsigned int pow_poly(unsigned int a, unsigned int n, unsigned int poly)
1539 {
1540     unsigned int r;
1541     r = 1;
1542     while (n) {
1543         if (n & 1)
1544             r = mul_poly(r, a, poly);
1545         a = mul_poly(a, a, poly);
1546         n >>= 1;
1547     }
1548     return r;
1549 }
1550
1551
1552 /**
1553  * Fill the end of the frame with 0's and compute the two CRCs.
1554  */
1555 static void output_frame_end(AC3EncodeContext *s)
1556 {
1557     const AVCRC *crc_ctx = av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI);
1558     int frame_size_58, pad_bytes, crc1, crc2_partial, crc2, crc_inv;
1559     uint8_t *frame;
1560
1561     frame_size_58 = ((s->frame_size >> 2) + (s->frame_size >> 4)) << 1;
1562
1563     /* pad the remainder of the frame with zeros */
1564     av_assert2(s->frame_size * 8 - put_bits_count(&s->pb) >= 18);
1565     flush_put_bits(&s->pb);
1566     frame = s->pb.buf;
1567     pad_bytes = s->frame_size - (put_bits_ptr(&s->pb) - frame) - 2;
1568     av_assert2(pad_bytes >= 0);
1569     if (pad_bytes > 0)
1570         memset(put_bits_ptr(&s->pb), 0, pad_bytes);
1571
1572     /* compute crc1 */
1573     /* this is not so easy because it is at the beginning of the data... */
1574     crc1    = av_bswap16(av_crc(crc_ctx, 0, frame + 4, frame_size_58 - 4));
1575     crc_inv = s->crc_inv[s->frame_size > s->frame_size_min];
1576     crc1    = mul_poly(crc_inv, crc1, CRC16_POLY);
1577     AV_WB16(frame + 2, crc1);
1578
1579     /* compute crc2 */
1580     crc2_partial = av_crc(crc_ctx, 0, frame + frame_size_58,
1581                           s->frame_size - frame_size_58 - 3);
1582     crc2 = av_crc(crc_ctx, crc2_partial, frame + s->frame_size - 3, 1);
1583     /* ensure crc2 does not match sync word by flipping crcrsv bit if needed */
1584     if (crc2 == 0x770B) {
1585         frame[s->frame_size - 3] ^= 0x1;
1586         crc2 = av_crc(crc_ctx, crc2_partial, frame + s->frame_size - 3, 1);
1587     }
1588     crc2 = av_bswap16(crc2);
1589     AV_WB16(frame + s->frame_size - 2, crc2);
1590 }
1591
1592
1593 /**
1594  * Write the frame to the output bitstream.
1595  */
1596 static void output_frame(AC3EncodeContext *s, unsigned char *frame)
1597 {
1598     int blk;
1599
1600     init_put_bits(&s->pb, frame, AC3_MAX_CODED_FRAME_SIZE);
1601
1602     output_frame_header(s);
1603
1604     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++)
1605         output_audio_block(s, blk);
1606
1607     output_frame_end(s);
1608 }
1609
1610
1611 static void dprint_options(AVCodecContext *avctx)
1612 {
1613 #ifdef DEBUG
1614     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1615     AC3EncOptions *opt = &s->options;
1616     char strbuf[32];
1617
1618     switch (s->bitstream_id) {
1619     case  6:  strncpy(strbuf, "AC-3 (alt syntax)", 32);      break;
1620     case  8:  strncpy(strbuf, "AC-3 (standard)", 32);        break;
1621     case  9:  strncpy(strbuf, "AC-3 (dnet half-rate)", 32);  break;
1622     case 10:  strncpy(strbuf, "AC-3 (dnet quater-rate", 32); break;
1623     default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR");
1624     }
1625     av_dlog(avctx, "bitstream_id: %s (%d)\n", strbuf, s->bitstream_id);
1626     av_dlog(avctx, "sample_fmt: %s\n", av_get_sample_fmt_name(avctx->sample_fmt));
1627     av_get_channel_layout_string(strbuf, 32, s->channels, avctx->channel_layout);
1628     av_dlog(avctx, "channel_layout: %s\n", strbuf);
1629     av_dlog(avctx, "sample_rate: %d\n", s->sample_rate);
1630     av_dlog(avctx, "bit_rate: %d\n", s->bit_rate);
1631     if (s->cutoff)
1632         av_dlog(avctx, "cutoff: %d\n", s->cutoff);
1633
1634     av_dlog(avctx, "per_frame_metadata: %s\n",
1635             opt->allow_per_frame_metadata?"on":"off");
1636     if (s->has_center)
1637         av_dlog(avctx, "center_mixlev: %0.3f (%d)\n", opt->center_mix_level,
1638                 s->center_mix_level);
1639     else
1640         av_dlog(avctx, "center_mixlev: {not written}\n");
1641     if (s->has_surround)
1642         av_dlog(avctx, "surround_mixlev: %0.3f (%d)\n", opt->surround_mix_level,
1643                 s->surround_mix_level);
1644     else
1645         av_dlog(avctx, "surround_mixlev: {not written}\n");
1646     if (opt->audio_production_info) {
1647         av_dlog(avctx, "mixing_level: %ddB\n", opt->mixing_level);
1648         switch (opt->room_type) {
1649         case 0:  strncpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1650         case 1:  strncpy(strbuf, "large", 32);        break;
1651         case 2:  strncpy(strbuf, "small", 32);        break;
1652         default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->room_type);
1653         }
1654         av_dlog(avctx, "room_type: %s\n", strbuf);
1655     } else {
1656         av_dlog(avctx, "mixing_level: {not written}\n");
1657         av_dlog(avctx, "room_type: {not written}\n");
1658     }
1659     av_dlog(avctx, "copyright: %s\n", opt->copyright?"on":"off");
1660     av_dlog(avctx, "dialnorm: %ddB\n", opt->dialogue_level);
1661     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
1662         switch (opt->dolby_surround_mode) {
1663         case 0:  strncpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1664         case 1:  strncpy(strbuf, "on", 32);           break;
1665         case 2:  strncpy(strbuf, "off", 32);          break;
1666         default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->dolby_surround_mode);
1667         }
1668         av_dlog(avctx, "dsur_mode: %s\n", strbuf);
1669     } else {
1670         av_dlog(avctx, "dsur_mode: {not written}\n");
1671     }
1672     av_dlog(avctx, "original: %s\n", opt->original?"on":"off");
1673
1674     if (s->bitstream_id == 6) {
1675         if (opt->extended_bsi_1) {
1676             switch (opt->preferred_stereo_downmix) {
1677             case 0:  strncpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1678             case 1:  strncpy(strbuf, "ltrt", 32);         break;
1679             case 2:  strncpy(strbuf, "loro", 32);         break;
1680             default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->preferred_stereo_downmix);
1681             }
1682             av_dlog(avctx, "dmix_mode: %s\n", strbuf);
1683             av_dlog(avctx, "ltrt_cmixlev: %0.3f (%d)\n",
1684                     opt->ltrt_center_mix_level, s->ltrt_center_mix_level);
1685             av_dlog(avctx, "ltrt_surmixlev: %0.3f (%d)\n",
1686                     opt->ltrt_surround_mix_level, s->ltrt_surround_mix_level);
1687             av_dlog(avctx, "loro_cmixlev: %0.3f (%d)\n",
1688                     opt->loro_center_mix_level, s->loro_center_mix_level);
1689             av_dlog(avctx, "loro_surmixlev: %0.3f (%d)\n",
1690                     opt->loro_surround_mix_level, s->loro_surround_mix_level);
1691         } else {
1692             av_dlog(avctx, "extended bitstream info 1: {not written}\n");
1693         }
1694         if (opt->extended_bsi_2) {
1695             switch (opt->dolby_surround_ex_mode) {
1696             case 0:  strncpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1697             case 1:  strncpy(strbuf, "on", 32);           break;
1698             case 2:  strncpy(strbuf, "off", 32);          break;
1699             default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->dolby_surround_ex_mode);
1700             }
1701             av_dlog(avctx, "dsurex_mode: %s\n", strbuf);
1702             switch (opt->dolby_headphone_mode) {
1703             case 0:  strncpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1704             case 1:  strncpy(strbuf, "on", 32);           break;
1705             case 2:  strncpy(strbuf, "off", 32);          break;
1706             default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->dolby_headphone_mode);
1707             }
1708             av_dlog(avctx, "dheadphone_mode: %s\n", strbuf);
1709
1710             switch (opt->ad_converter_type) {
1711             case 0:  strncpy(strbuf, "standard", 32); break;
1712             case 1:  strncpy(strbuf, "hdcd", 32);     break;
1713             default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->ad_converter_type);
1714             }
1715             av_dlog(avctx, "ad_conv_type: %s\n", strbuf);
1716         } else {
1717             av_dlog(avctx, "extended bitstream info 2: {not written}\n");
1718         }
1719     }
1720 #endif
1721 }
1722
1723
1724 #define FLT_OPTION_THRESHOLD 0.01
1725
1726 static int validate_float_option(float v, const float *v_list, int v_list_size)
1727 {
1728     int i;
1729
1730     for (i = 0; i < v_list_size; i++) {
1731         if (v < (v_list[i] + FLT_OPTION_THRESHOLD) &&
1732             v > (v_list[i] - FLT_OPTION_THRESHOLD))
1733             break;
1734     }
1735     if (i == v_list_size)
1736         return -1;
1737
1738     return i;
1739 }
1740
1741
1742 static void validate_mix_level(void *log_ctx, const char *opt_name,
1743                                float *opt_param, const float *list,
1744                                int list_size, int default_value, int min_value,
1745                                int *ctx_param)
1746 {
1747     int mixlev = validate_float_option(*opt_param, list, list_size);
1748     if (mixlev < min_value) {
1749         mixlev = default_value;
1750         if (*opt_param >= 0.0) {
1751             av_log(log_ctx, AV_LOG_WARNING, "requested %s is not valid. using "
1752                    "default value: %0.3f\n", opt_name, list[mixlev]);
1753         }
1754     }
1755     *opt_param = list[mixlev];
1756     *ctx_param = mixlev;
1757 }
1758
1759
1760 /**
1761  * Validate metadata options as set by AVOption system.
1762  * These values can optionally be changed per-frame.
1763  */
1764 static int validate_metadata(AVCodecContext *avctx)
1765 {
1766     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1767     AC3EncOptions *opt = &s->options;
1768
1769     /* validate mixing levels */
1770     if (s->has_center) {
1771         validate_mix_level(avctx, "center_mix_level", &opt->center_mix_level,
1772                            cmixlev_options, CMIXLEV_NUM_OPTIONS, 1, 0,
1773                            &s->center_mix_level);
1774     }
1775     if (s->has_surround) {
1776         validate_mix_level(avctx, "surround_mix_level", &opt->surround_mix_level,
1777                            surmixlev_options, SURMIXLEV_NUM_OPTIONS, 1, 0,
1778                            &s->surround_mix_level);
1779     }
1780
1781     /* set audio production info flag */
1782     if (opt->mixing_level >= 0 || opt->room_type >= 0) {
1783         if (opt->mixing_level < 0) {
1784             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "mixing_level must be set if "
1785                    "room_type is set\n");
1786             return AVERROR(EINVAL);
1787         }
1788         if (opt->mixing_level < 80) {
1789             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid mixing level. must be between "
1790                    "80dB and 111dB\n");
1791             return AVERROR(EINVAL);
1792         }
1793         /* default room type */
1794         if (opt->room_type < 0)
1795             opt->room_type = 0;
1796         opt->audio_production_info = 1;
1797     } else {
1798         opt->audio_production_info = 0;
1799     }
1800
1801     /* set extended bsi 1 flag */
1802     if ((s->has_center || s->has_surround) &&
1803         (opt->preferred_stereo_downmix >= 0 ||
1804          opt->ltrt_center_mix_level   >= 0 ||
1805          opt->ltrt_surround_mix_level >= 0 ||
1806          opt->loro_center_mix_level   >= 0 ||
1807          opt->loro_surround_mix_level >= 0)) {
1808         /* default preferred stereo downmix */
1809         if (opt->preferred_stereo_downmix < 0)
1810             opt->preferred_stereo_downmix = 0;
1811         /* validate Lt/Rt center mix level */
1812         validate_mix_level(avctx, "ltrt_center_mix_level",
1813                            &opt->ltrt_center_mix_level, extmixlev_options,
1814                            EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS, 5, 0,
1815                            &s->ltrt_center_mix_level);
1816         /* validate Lt/Rt surround mix level */
1817         validate_mix_level(avctx, "ltrt_surround_mix_level",
1818                            &opt->ltrt_surround_mix_level, extmixlev_options,
1819                            EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS, 6, 3,
1820                            &s->ltrt_surround_mix_level);
1821         /* validate Lo/Ro center mix level */
1822         validate_mix_level(avctx, "loro_center_mix_level",
1823                            &opt->loro_center_mix_level, extmixlev_options,
1824                            EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS, 5, 0,
1825                            &s->loro_center_mix_level);
1826         /* validate Lo/Ro surround mix level */
1827         validate_mix_level(avctx, "loro_surround_mix_level",
1828                            &opt->loro_surround_mix_level, extmixlev_options,
1829                            EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS, 6, 3,
1830                            &s->loro_surround_mix_level);
1831         opt->extended_bsi_1 = 1;
1832     } else {
1833         opt->extended_bsi_1 = 0;
1834     }
1835
1836     /* set extended bsi 2 flag */
1837     if (opt->dolby_surround_ex_mode >= 0 ||
1838         opt->dolby_headphone_mode   >= 0 ||
1839         opt->ad_converter_type      >= 0) {
1840         /* default dolby surround ex mode */
1841         if (opt->dolby_surround_ex_mode < 0)
1842             opt->dolby_surround_ex_mode = 0;
1843         /* default dolby headphone mode */
1844         if (opt->dolby_headphone_mode < 0)
1845             opt->dolby_headphone_mode = 0;
1846         /* default A/D converter type */
1847         if (opt->ad_converter_type < 0)
1848             opt->ad_converter_type = 0;
1849         opt->extended_bsi_2 = 1;
1850     } else {
1851         opt->extended_bsi_2 = 0;
1852     }
1853
1854     /* set bitstream id for alternate bitstream syntax */
1855     if (opt->extended_bsi_1 || opt->extended_bsi_2) {
1856         if (s->bitstream_id > 8 && s->bitstream_id < 11) {
1857             static int warn_once = 1;
1858             if (warn_once) {
1859                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "alternate bitstream syntax is "
1860                        "not compatible with reduced samplerates. writing of "
1861                        "extended bitstream information will be disabled.\n");
1862                 warn_once = 0;
1863             }
1864         } else {
1865             s->bitstream_id = 6;
1866         }
1867     }
1868
1869     return 0;
1870 }
1871
1872
1873 /**
1874  * Encode a single AC-3 frame.
1875  */
1876 static int ac3_encode_frame(AVCodecContext *avctx, unsigned char *frame,
1877                             int buf_size, void *data)
1878 {
1879     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1880     const SampleType *samples = data;
1881     int ret;
1882
1883     if (s->options.allow_per_frame_metadata) {
1884         ret = validate_metadata(avctx);
1885         if (ret)
1886             return ret;
1887     }
1888
1889     if (s->bit_alloc.sr_code == 1)
1890         adjust_frame_size(s);
1891
1892     deinterleave_input_samples(s, samples);
1893
1894     apply_mdct(s);
1895
1896     scale_coefficients(s);
1897
1898     compute_rematrixing_strategy(s);
1899
1900     apply_rematrixing(s);
1901
1902     process_exponents(s);
1903
1904     ret = compute_bit_allocation(s);
1905     if (ret) {
1906         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Bit allocation failed. Try increasing the bitrate.\n");
1907         return ret;
1908     }
1909
1910     quantize_mantissas(s);
1911
1912     output_frame(s, frame);
1913
1914     return s->frame_size;
1915 }
1916
1917
1918 /**
1919  * Finalize encoding and free any memory allocated by the encoder.
1920  */
1921 static av_cold int ac3_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1922 {
1923     int blk, ch;
1924     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1925
1926     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
1927         av_freep(&s->planar_samples[ch]);
1928     av_freep(&s->planar_samples);
1929     av_freep(&s->bap_buffer);
1930     av_freep(&s->bap1_buffer);
1931     av_freep(&s->mdct_coef_buffer);
1932     av_freep(&s->fixed_coef_buffer);
1933     av_freep(&s->exp_buffer);
1934     av_freep(&s->grouped_exp_buffer);
1935     av_freep(&s->psd_buffer);
1936     av_freep(&s->band_psd_buffer);
1937     av_freep(&s->mask_buffer);
1938     av_freep(&s->qmant_buffer);
1939     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1940         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1941         av_freep(&block->bap);
1942         av_freep(&block->mdct_coef);
1943         av_freep(&block->fixed_coef);
1944         av_freep(&block->exp);
1945         av_freep(&block->grouped_exp);
1946         av_freep(&block->psd);
1947         av_freep(&block->band_psd);
1948         av_freep(&block->mask);
1949         av_freep(&block->qmant);
1950     }
1951
1952     mdct_end(&s->mdct);
1953
1954     av_freep(&avctx->coded_frame);
1955     return 0;
1956 }
1957
1958
1959 /**
1960  * Set channel information during initialization.
1961  */
1962 static av_cold int set_channel_info(AC3EncodeContext *s, int channels,
1963                                     int64_t *channel_layout)
1964 {
1965     int ch_layout;
1966
1967     if (channels < 1 || channels > AC3_MAX_CHANNELS)
1968         return AVERROR(EINVAL);
1969     if ((uint64_t)*channel_layout > 0x7FF)
1970         return AVERROR(EINVAL);
1971     ch_layout = *channel_layout;
1972     if (!ch_layout)
1973         ch_layout = avcodec_guess_channel_layout(channels, CODEC_ID_AC3, NULL);
1974
1975     s->lfe_on       = !!(ch_layout & AV_CH_LOW_FREQUENCY);
1976     s->channels     = channels;
1977     s->fbw_channels = channels - s->lfe_on;
1978     s->lfe_channel  = s->lfe_on ? s->fbw_channels : -1;
1979     if (s->lfe_on)
1980         ch_layout -= AV_CH_LOW_FREQUENCY;
1981
1982     switch (ch_layout) {
1983     case AV_CH_LAYOUT_MONO:           s->channel_mode = AC3_CHMODE_MONO;   break;
1984     case AV_CH_LAYOUT_STEREO:         s->channel_mode = AC3_CHMODE_STEREO; break;
1985     case AV_CH_LAYOUT_SURROUND:       s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F;     break;
1986     case AV_CH_LAYOUT_2_1:            s->channel_mode = AC3_CHMODE_2F1R;   break;
1987     case AV_CH_LAYOUT_4POINT0:        s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F1R;   break;
1988     case AV_CH_LAYOUT_QUAD:
1989     case AV_CH_LAYOUT_2_2:            s->channel_mode = AC3_CHMODE_2F2R;   break;
1990     case AV_CH_LAYOUT_5POINT0:
1991     case AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK:   s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F2R;   break;
1992     default:
1993         return AVERROR(EINVAL);
1994     }
1995     s->has_center   = (s->channel_mode & 0x01) && s->channel_mode != AC3_CHMODE_MONO;
1996     s->has_surround =  s->channel_mode & 0x04;
1997
1998     s->channel_map  = ff_ac3_enc_channel_map[s->channel_mode][s->lfe_on];
1999     *channel_layout = ch_layout;
2000     if (s->lfe_on)
2001         *channel_layout |= AV_CH_LOW_FREQUENCY;
2002
2003     return 0;
2004 }
2005
2006
2007 static av_cold int validate_options(AVCodecContext *avctx, AC3EncodeContext *s)
2008 {
2009     int i, ret;
2010
2011     /* validate channel layout */
2012     if (!avctx->channel_layout) {
2013         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "No channel layout specified. The "
2014                                       "encoder will guess the layout, but it "
2015                                       "might be incorrect.\n");
2016     }
2017     ret = set_channel_info(s, avctx->channels, &avctx->channel_layout);
2018     if (ret) {
2019         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid channel layout\n");
2020         return ret;
2021     }
2022
2023     /* validate sample rate */
2024     for (i = 0; i < 9; i++) {
2025         if ((ff_ac3_sample_rate_tab[i / 3] >> (i % 3)) == avctx->sample_rate)
2026             break;
2027     }
2028     if (i == 9) {
2029         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sample rate\n");
2030         return AVERROR(EINVAL);
2031     }
2032     s->sample_rate        = avctx->sample_rate;
2033     s->bit_alloc.sr_shift = i % 3;
2034     s->bit_alloc.sr_code  = i / 3;
2035     s->bitstream_id       = 8 + s->bit_alloc.sr_shift;
2036
2037     /* validate bit rate */
2038     for (i = 0; i < 19; i++) {
2039         if ((ff_ac3_bitrate_tab[i] >> s->bit_alloc.sr_shift)*1000 == avctx->bit_rate)
2040             break;
2041     }
2042     if (i == 19) {
2043         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid bit rate\n");
2044         return AVERROR(EINVAL);
2045     }
2046     s->bit_rate        = avctx->bit_rate;
2047     s->frame_size_code = i << 1;
2048
2049     /* validate cutoff */
2050     if (avctx->cutoff < 0) {
2051         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid cutoff frequency\n");
2052         return AVERROR(EINVAL);
2053     }
2054     s->cutoff = avctx->cutoff;
2055     if (s->cutoff > (s->sample_rate >> 1))
2056         s->cutoff = s->sample_rate >> 1;
2057
2058     /* validate audio service type / channels combination */
2059     if ((avctx->audio_service_type == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_KARAOKE &&
2060          avctx->channels == 1) ||
2061         ((avctx->audio_service_type == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_COMMENTARY ||
2062           avctx->audio_service_type == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_EMERGENCY  ||
2063           avctx->audio_service_type == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_VOICE_OVER)
2064          && avctx->channels > 1)) {
2065         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid audio service type for the "
2066                                     "specified number of channels\n");
2067         return AVERROR(EINVAL);
2068     }
2069
2070     ret = validate_metadata(avctx);
2071     if (ret)
2072         return ret;
2073
2074     s->rematrixing_enabled = s->options.stereo_rematrixing &&
2075                              (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO);
2076
2077     return 0;
2078 }
2079
2080
2081 /**
2082  * Set bandwidth for all channels.
2083  * The user can optionally supply a cutoff frequency. Otherwise an appropriate
2084  * default value will be used.
2085  */
2086 static av_cold void set_bandwidth(AC3EncodeContext *s)
2087 {
2088     int ch, bw_code;
2089
2090     if (s->cutoff) {
2091         /* calculate bandwidth based on user-specified cutoff frequency */
2092         int fbw_coeffs;
2093         fbw_coeffs     = s->cutoff * 2 * AC3_MAX_COEFS / s->sample_rate;
2094         bw_code        = av_clip((fbw_coeffs - 73) / 3, 0, 60);
2095     } else {
2096         /* use default bandwidth setting */
2097         bw_code = ac3_bandwidth_tab[s->fbw_channels-1][s->bit_alloc.sr_code][s->frame_size_code/2];
2098     }
2099
2100     /* set number of coefficients for each channel */
2101     for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++) {
2102         s->bandwidth_code[ch] = bw_code;
2103         s->nb_coefs[ch]       = bw_code * 3 + 73;
2104     }
2105     if (s->lfe_on)
2106         s->nb_coefs[s->lfe_channel] = 7; /* LFE channel always has 7 coefs */
2107 }
2108
2109
2110 static av_cold int allocate_buffers(AVCodecContext *avctx)
2111 {
2112     int blk, ch;
2113     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
2114
2115     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->planar_samples, s->channels * sizeof(*s->planar_samples),
2116                      alloc_fail);
2117     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
2118         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, s->planar_samples[ch],
2119                           (AC3_FRAME_SIZE+AC3_BLOCK_SIZE) * sizeof(**s->planar_samples),
2120                           alloc_fail);
2121     }
2122     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->bap_buffer,  AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2123                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->bap_buffer),  alloc_fail);
2124     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->bap1_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2125                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->bap1_buffer), alloc_fail);
2126     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->mdct_coef_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2127                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->mdct_coef_buffer), alloc_fail);
2128     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->exp_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2129                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->exp_buffer), alloc_fail);
2130     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->grouped_exp_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2131                      128 * sizeof(*s->grouped_exp_buffer), alloc_fail);
2132     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->psd_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2133                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->psd_buffer), alloc_fail);
2134     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->band_psd_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2135                      64 * sizeof(*s->band_psd_buffer), alloc_fail);
2136     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->mask_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2137                      64 * sizeof(*s->mask_buffer), alloc_fail);
2138     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->qmant_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2139                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->qmant_buffer), alloc_fail);
2140     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
2141         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
2142         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, block->bap, s->channels * sizeof(*block->bap),
2143                          alloc_fail);
2144         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->mdct_coef, s->channels * sizeof(*block->mdct_coef),
2145                           alloc_fail);
2146         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->exp, s->channels * sizeof(*block->exp),
2147                           alloc_fail);
2148         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->grouped_exp, s->channels * sizeof(*block->grouped_exp),
2149                           alloc_fail);
2150         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->psd, s->channels * sizeof(*block->psd),
2151                           alloc_fail);
2152         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->band_psd, s->channels * sizeof(*block->band_psd),
2153                           alloc_fail);
2154         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->mask, s->channels * sizeof(*block->mask),
2155                           alloc_fail);
2156         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->qmant, s->channels * sizeof(*block->qmant),
2157                           alloc_fail);
2158
2159         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
2160             /* arrangement: block, channel, coeff */
2161             block->bap[ch]         = &s->bap_buffer        [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
2162             block->mdct_coef[ch]   = &s->mdct_coef_buffer  [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
2163             block->grouped_exp[ch] = &s->grouped_exp_buffer[128           * (blk * s->channels + ch)];
2164             block->psd[ch]         = &s->psd_buffer        [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
2165             block->band_psd[ch]    = &s->band_psd_buffer   [64            * (blk * s->channels + ch)];
2166             block->mask[ch]        = &s->mask_buffer       [64            * (blk * s->channels + ch)];
2167             block->qmant[ch]       = &s->qmant_buffer      [AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
2168
2169             /* arrangement: channel, block, coeff */
2170             block->exp[ch]         = &s->exp_buffer        [AC3_MAX_COEFS * (AC3_MAX_BLOCKS * ch + blk)];
2171         }
2172     }
2173
2174     if (CONFIG_AC3ENC_FLOAT) {
2175         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->fixed_coef_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * s->channels *
2176                          AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->fixed_coef_buffer), alloc_fail);
2177         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
2178             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
2179             FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->fixed_coef, s->channels *
2180                               sizeof(*block->fixed_coef), alloc_fail);
2181             for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
2182                 block->fixed_coef[ch] = &s->fixed_coef_buffer[AC3_MAX_COEFS * (blk * s->channels + ch)];
2183         }
2184     } else {
2185         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
2186             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
2187             FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->fixed_coef, s->channels *
2188                               sizeof(*block->fixed_coef), alloc_fail);
2189             for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
2190                 block->fixed_coef[ch] = (int32_t *)block->mdct_coef[ch];
2191         }
2192     }
2193
2194     return 0;
2195 alloc_fail:
2196     return AVERROR(ENOMEM);
2197 }
2198
2199
2200 /**
2201  * Initialize the encoder.
2202  */
2203 static av_cold int ac3_encode_init(AVCodecContext *avctx)
2204 {
2205     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
2206     int ret, frame_size_58;
2207
2208     avctx->frame_size = AC3_FRAME_SIZE;
2209
2210     ff_ac3_common_init();
2211
2212     ret = validate_options(avctx, s);
2213     if (ret)
2214         return ret;
2215
2216     s->bitstream_mode = avctx->audio_service_type;
2217     if (s->bitstream_mode == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_KARAOKE)
2218         s->bitstream_mode = 0x7;
2219
2220     s->frame_size_min  = 2 * ff_ac3_frame_size_tab[s->frame_size_code][s->bit_alloc.sr_code];
2221     s->bits_written    = 0;
2222     s->samples_written = 0;
2223     s->frame_size      = s->frame_size_min;
2224
2225     /* calculate crc_inv for both possible frame sizes */
2226     frame_size_58 = (( s->frame_size    >> 2) + ( s->frame_size    >> 4)) << 1;
2227     s->crc_inv[0] = pow_poly((CRC16_POLY >> 1), (8 * frame_size_58) - 16, CRC16_POLY);
2228     if (s->bit_alloc.sr_code == 1) {
2229         frame_size_58 = (((s->frame_size+2) >> 2) + ((s->frame_size+2) >> 4)) << 1;
2230         s->crc_inv[1] = pow_poly((CRC16_POLY >> 1), (8 * frame_size_58) - 16, CRC16_POLY);
2231     }
2232
2233     set_bandwidth(s);
2234
2235     exponent_init(s);
2236
2237     bit_alloc_init(s);
2238
2239     ret = mdct_init(avctx, &s->mdct, 9);
2240     if (ret)
2241         goto init_fail;
2242
2243     ret = allocate_buffers(avctx);
2244     if (ret)
2245         goto init_fail;
2246
2247     avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
2248
2249     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
2250     ff_ac3dsp_init(&s->ac3dsp, avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT);
2251
2252     dprint_options(avctx);
2253
2254     return 0;
2255 init_fail:
2256     ac3_encode_close(avctx);
2257     return ret;
2258 }