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, int c)
  87 {
  88     if ((b0 + 256) == b1) {
  89         a = c;
  90     } else if (b0 > b1) {
  91         a = FFMAX(a - 64, 0);
  92     }
  93     return a;
  94 }
  95
  96 static inline int calc_lowcomp(int a, int b0, int b1, int bin)
  97 {
  98     if (bin < 7) {
  99         return calc_lowcomp1(a, b0, b1, 384);
 100     } else if (bin < 20) {
 101         return calc_lowcomp1(a, b0, b1, 320);
 102     } else {
 103         return FFMAX(a - 128, 0);
 104     }
 105 }
 106
 107 /* AC3 bit allocation. The algorithm is the one described in the AC3
 108    spec. */
 109 void ac3_parametric_bit_allocation(AC3BitAllocParameters *s, uint8_t *bap,
 110                                    int8_t *exp, int start, int end,
 111                                    int snroffset, int fgain, int is_lfe,
 112                                    int deltbae,int deltnseg,
 113                                    uint8_t *deltoffst, uint8_t *deltlen, uint8_t *deltba)
 114 {
 115     int bin,i,j,k,end1,v,bndstrt,bndend,lowcomp,begin;
 116     int fastleak,slowleak,address,tmp;
 117     int16_t psd[256]; /* scaled exponents */
 118     int16_t bndpsd[50]; /* interpolated exponents */
 119     int16_t excite[50]; /* excitation */
 120     int16_t mask[50];   /* masking value */
 121
 122     /* exponent mapping to PSD */
 123     for(bin=start;bin<end;bin++) {
 124         psd[bin]=(3072 - (exp[bin] << 7));
 125     }
 126
 127     /* PSD integration */
 128     j=start;
 129     k=masktab[start];
 130     do {
 131         v=psd[j];
 132         j++;
 133         end1 = FFMIN(bndtab[k+1], end);
 134         for(i=j;i<end1;i++) {
 135             /* logadd */
 136             int adr = FFMIN(FFABS(v - psd[j]) >> 1, 255);
 137             v = FFMAX(v, psd[j]) + latab[adr];
 138             j++;
 139         }
 140         bndpsd[k]=v;
 141         k++;
 142     } while (end > bndtab[k]);
 143
 144     /* excitation function */
 145     bndstrt = masktab[start];
 146     bndend = masktab[end-1] + 1;
 147
 148     if (bndstrt == 0) {
 149         lowcomp = 0;
 150         lowcomp = calc_lowcomp1(lowcomp, bndpsd[0], bndpsd[1], 384);
 151         excite[0] = bndpsd[0] - fgain - lowcomp;
 152         lowcomp = calc_lowcomp1(lowcomp, bndpsd[1], bndpsd[2], 384);
 153         excite[1] = bndpsd[1] - fgain - lowcomp;
 154         begin = 7;
 155         for (bin = 2; bin < 7; bin++) {
 156             if (!(is_lfe && bin == 6))
 157                 lowcomp = calc_lowcomp1(lowcomp, bndpsd[bin], bndpsd[bin+1], 384);
 158             fastleak = bndpsd[bin] - fgain;
 159             slowleak = bndpsd[bin] - s->sgain;
 160             excite[bin] = fastleak - lowcomp;
 161             if (!(is_lfe && bin == 6)) {
 162                 if (bndpsd[bin] <= bndpsd[bin+1]) {
 163                     begin = bin + 1;
 164                     break;
 165                 }
 166             }
 167         }
 168
 169         end1=bndend;
 170         if (end1 > 22) end1=22;
 171
 172         for (bin = begin; bin < end1; bin++) {
 173             if (!(is_lfe && bin == 6))
 174                 lowcomp = calc_lowcomp(lowcomp, bndpsd[bin], bndpsd[bin+1], bin);
 175
 176             fastleak = FFMAX(fastleak - s->fdecay, bndpsd[bin] - fgain);
 177             slowleak = FFMAX(slowleak - s->sdecay, bndpsd[bin] - s->sgain);
 178             excite[bin] = FFMAX(fastleak - lowcomp, slowleak);
 179         }
 180         begin = 22;
 181     } else {
 182         /* coupling channel */
 183         begin = bndstrt;
 184
 185         fastleak = (s->cplfleak << 8) + 768;
 186         slowleak = (s->cplsleak << 8) + 768;
 187     }
 188
 189     for (bin = begin; bin < bndend; bin++) {
 190         fastleak = FFMAX(fastleak - s->fdecay, bndpsd[bin] - fgain);
 191         slowleak = FFMAX(slowleak - s->sdecay, bndpsd[bin] - s->sgain);
 192         excite[bin] = FFMAX(fastleak, slowleak);
 193     }
 194
 195     /* compute masking curve */
 196
 197     for (bin = bndstrt; bin < bndend; bin++) {
 198         tmp = s->dbknee - bndpsd[bin];
 199         if (tmp > 0) {
 200             excite[bin] += tmp >> 2;
 201         }
 202         mask[bin] = FFMAX(hth[bin >> s->halfratecod][s->fscod], excite[bin]);
 203     }
 204
 205     /* delta bit allocation */
 206
 207     if (deltbae == 0 || deltbae == 1) {
 208         int band, seg, delta;
 209         band = 0;
 210         for (seg = 0; seg < deltnseg; seg++) {
 211             band += deltoffst[seg];
 212             if (deltba[seg] >= 4) {
 213                 delta = (deltba[seg] - 3) << 7;
 214             } else {
 215                 delta = (deltba[seg] - 4) << 7;
 216             }
 217             for (k = 0; k < deltlen[seg]; k++) {
 218                 mask[band] += delta;
 219                 band++;
 220             }
 221         }
 222     }
 223
 224     /* compute bit allocation */
 225
 226     i = start;
 227     j = masktab[start];
 228     do {
 229         v = (FFMAX(mask[j] - snroffset - s->floor, 0) & 0x1FE0) + s->floor;
 230         end1 = FFMIN(bndtab[j] + bndsz[j], end);
 231         for (k = i; k < end1; k++) {
 232             address = av_clip((psd[i] - v) >> 5, 0, 63);
 233             bap[i] = baptab[address];
 234             i++;
 235         }
 236     } while (end > bndtab[j++]);
 237 }
 238
 239 typedef struct IComplex {
 240     short re,im;
 241 } IComplex;
 242
 243 static void fft_init(int ln)
 244 {
 245     int i, j, m, n;
 246     float alpha;
 247
 248     n = 1 << ln;
 249
 250     for(i=0;i<(n/2);i++) {
 251         alpha = 2 * M_PI * (float)i / (float)n;
 252         costab[i] = fix15(cos(alpha));
 253         sintab[i] = fix15(sin(alpha));
 254     }
 255
 256     for(i=0;i<n;i++) {
 257         m=0;
 258         for(j=0;j<ln;j++) {
 259             m |= ((i >> j) & 1) << (ln-j-1);
 260         }
 261         fft_rev[i]=m;
 262     }
 263 }
 264
 265 /* butter fly op */
 266 #define BF(pre, pim, qre, qim, pre1, pim1, qre1, qim1) \
 267 {\
 268   int ax, ay, bx, by;\
 269   bx=pre1;\
 270   by=pim1;\
 271   ax=qre1;\
 272   ay=qim1;\
 273   pre = (bx + ax) >> 1;\
 274   pim = (by + ay) >> 1;\
 275   qre = (bx - ax) >> 1;\
 276   qim = (by - ay) >> 1;\
 277 }
 278
 279 #define MUL16(a,b) ((a) * (b))
 280
 281 #define CMUL(pre, pim, are, aim, bre, bim) \
 282 {\
 283    pre = (MUL16(are, bre) - MUL16(aim, bim)) >> 15;\
 284    pim = (MUL16(are, bim) + MUL16(bre, aim)) >> 15;\
 285 }
 286
 287
 288 /* do a 2^n point complex fft on 2^ln points. */
 289 static void fft(IComplex *z, int ln)
 290 {
 291     int        j, l, np, np2;
 292     int        nblocks, nloops;
 293     register IComplex *p,*q;
 294     int tmp_re, tmp_im;
 295
 296     np = 1 << ln;
 297
 298     /* reverse */
 299     for(j=0;j<np;j++) {
 300         int k;
 301         IComplex tmp;
 302         k = fft_rev[j];
 303         if (k < j) {
 304             tmp = z[k];
 305             z[k] = z[j];
 306             z[j] = tmp;
 307         }
 308     }
 309
 310     /* pass 0 */
 311
 312     p=&z[0];
 313     j=(np >> 1);
 314     do {
 315         BF(p[0].re, p[0].im, p[1].re, p[1].im,
 316            p[0].re, p[0].im, p[1].re, p[1].im);
 317         p+=2;
 318     } while (--j != 0);
 319
 320     /* pass 1 */
 321
 322     p=&z[0];
 323     j=np >> 2;
 324     do {
 325         BF(p[0].re, p[0].im, p[2].re, p[2].im,
 326            p[0].re, p[0].im, p[2].re, p[2].im);
 327         BF(p[1].re, p[1].im, p[3].re, p[3].im,
 328            p[1].re, p[1].im, p[3].im, -p[3].re);
 329         p+=4;
 330     } while (--j != 0);
 331
 332     /* pass 2 .. ln-1 */
 333
 334     nblocks = np >> 3;
 335     nloops = 1 << 2;
 336     np2 = np >> 1;
 337     do {
 338         p = z;
 339         q = z + nloops;
 340         for (j = 0; j < nblocks; ++j) {
 341
 342             BF(p->re, p->im, q->re, q->im,
 343                p->re, p->im, q->re, q->im);
 344
 345             p++;
 346             q++;
 347             for(l = nblocks; l < np2; l += nblocks) {
 348                 CMUL(tmp_re, tmp_im, costab[l], -sintab[l], q->re, q->im);
 349                 BF(p->re, p->im, q->re, q->im,
 350                    p->re, p->im, tmp_re, tmp_im);
 351                 p++;
 352                 q++;
 353             }
 354             p += nloops;
 355             q += nloops;
 356         }
 357         nblocks = nblocks >> 1;
 358         nloops = nloops << 1;
 359     } while (nblocks != 0);
 360 }
 361
 362 /* do a 512 point mdct */
 363 static void mdct512(int32_t *out, int16_t *in)
 364 {
 365     int i, re, im, re1, im1;
 366     int16_t rot[N];
 367     IComplex x[N/4];
 368
 369     /* shift to simplify computations */
 370     for(i=0;i<N/4;i++)
 371         rot[i] = -in[i + 3*N/4];
 372     for(i=N/4;i<N;i++)
 373         rot[i] = in[i - N/4];
 374
 375     /* pre rotation */
 376     for(i=0;i<N/4;i++) {
 377         re = ((int)rot[2*i] - (int)rot[N-1-2*i]) >> 1;
 378         im = -((int)rot[N/2+2*i] - (int)rot[N/2-1-2*i]) >> 1;
 379         CMUL(x[i].re, x[i].im, re, im, -xcos1[i], xsin1[i]);
 380     }
 381
 382     fft(x, MDCT_NBITS - 2);
 383
 384     /* post rotation */
 385     for(i=0;i<N/4;i++) {
 386         re = x[i].re;
 387         im = x[i].im;
 388         CMUL(re1, im1, re, im, xsin1[i], xcos1[i]);
 389         out[2*i] = im1;
 390         out[N/2-1-2*i] = re1;
 391     }
 392 }
 393
 394 /* XXX: use another norm ? */
 395 static int calc_exp_diff(uint8_t *exp1, uint8_t *exp2, int n)
 396 {
 397     int sum, i;
 398     sum = 0;
 399     for(i=0;i<n;i++) {
 400         sum += abs(exp1[i] - exp2[i]);
 401     }
 402     return sum;
 403 }
 404
 405 static void compute_exp_strategy(uint8_t exp_strategy[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS],
 406                                  uint8_t exp[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
 407                                  int ch, int is_lfe)
 408 {
 409     int i, j;
 410     int exp_diff;
 411
 412     /* estimate if the exponent variation & decide if they should be
 413        reused in the next frame */
 414     exp_strategy[0][ch] = EXP_NEW;
 415     for(i=1;i<NB_BLOCKS;i++) {
 416         exp_diff = calc_exp_diff(exp[i][ch], exp[i-1][ch], N/2);
 417 #ifdef DEBUG
 418         av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "exp_diff=%d\n", exp_diff);
 419 #endif
 420         if (exp_diff > EXP_DIFF_THRESHOLD)
 421             exp_strategy[i][ch] = EXP_NEW;
 422         else
 423             exp_strategy[i][ch] = EXP_REUSE;
 424     }
 425     if (is_lfe)
 426         return;
 427
 428     /* now select the encoding strategy type : if exponents are often
 429        recoded, we use a coarse encoding */
 430     i = 0;
 431     while (i < NB_BLOCKS) {
 432         j = i + 1;
 433         while (j < NB_BLOCKS && exp_strategy[j][ch] == EXP_REUSE)
 434             j++;
 435         switch(j - i) {
 436         case 1:
 437             exp_strategy[i][ch] = EXP_D45;
 438             break;
 439         case 2:
 440         case 3:
 441             exp_strategy[i][ch] = EXP_D25;
 442             break;
 443         default:
 444             exp_strategy[i][ch] = EXP_D15;
 445             break;
 446         }
 447         i = j;
 448     }
 449 }
 450
 451 /* set exp[i] to min(exp[i], exp1[i]) */
 452 static void exponent_min(uint8_t exp[N/2], uint8_t exp1[N/2], int n)
 453 {
 454     int i;
 455
 456     for(i=0;i<n;i++) {
 457         if (exp1[i] < exp[i])
 458             exp[i] = exp1[i];
 459     }
 460 }
 461
 462 /* update the exponents so that they are the ones the decoder will
 463    decode. Return the number of bits used to code the exponents */
 464 static int encode_exp(uint8_t encoded_exp[N/2],
 465                       uint8_t exp[N/2],
 466                       int nb_exps,
 467                       int exp_strategy)
 468 {
 469     int group_size, nb_groups, i, j, k, exp_min;
 470     uint8_t exp1[N/2];
 471
 472     switch(exp_strategy) {
 473     case EXP_D15:
 474         group_size = 1;
 475         break;
 476     case EXP_D25:
 477         group_size = 2;
 478         break;
 479     default:
 480     case EXP_D45:
 481         group_size = 4;
 482         break;
 483     }
 484     nb_groups = ((nb_exps + (group_size * 3) - 4) / (3 * group_size)) * 3;
 485
 486     /* for each group, compute the minimum exponent */
 487     exp1[0] = exp[0]; /* DC exponent is handled separately */
 488     k = 1;
 489     for(i=1;i<=nb_groups;i++) {
 490         exp_min = exp[k];
 491         assert(exp_min >= 0 && exp_min <= 24);
 492         for(j=1;j<group_size;j++) {
 493             if (exp[k+j] < exp_min)
 494                 exp_min = exp[k+j];
 495         }
 496         exp1[i] = exp_min;
 497         k += group_size;
 498     }
 499
 500     /* constraint for DC exponent */
 501     if (exp1[0] > 15)
 502         exp1[0] = 15;
 503
 504     /* Decrease the delta between each groups to within 2
 505      * so that they can be differentially encoded */
 506     for (i=1;i<=nb_groups;i++)
 507         exp1[i] = FFMIN(exp1[i], exp1[i-1] + 2);
 508     for (i=nb_groups-1;i>=0;i--)
 509         exp1[i] = FFMIN(exp1[i], exp1[i+1] + 2);
 510
 511     /* now we have the exponent values the decoder will see */
 512     encoded_exp[0] = exp1[0];
 513     k = 1;
 514     for(i=1;i<=nb_groups;i++) {
 515         for(j=0;j<group_size;j++) {
 516             encoded_exp[k+j] = exp1[i];
 517         }
 518         k += group_size;
 519     }
 520
 521 #if defined(DEBUG)
 522     av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "exponents: strategy=%d\n", exp_strategy);
 523     for(i=0;i<=nb_groups * group_size;i++) {
 524         av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "%d ", encoded_exp[i]);
 525     }
 526     av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "\n");
 527 #endif
 528
 529     return 4 + (nb_groups / 3) * 7;
 530 }
 531
 532 /* return the size in bits taken by the mantissa */
 533 static int compute_mantissa_size(AC3EncodeContext *s, uint8_t *m, int nb_coefs)
 534 {
 535     int bits, mant, i;
 536
 537     bits = 0;
 538     for(i=0;i<nb_coefs;i++) {
 539         mant = m[i];
 540         switch(mant) {
 541         case 0:
 542             /* nothing */
 543             break;
 544         case 1:
 545             /* 3 mantissa in 5 bits */
 546             if (s->mant1_cnt == 0)
 547                 bits += 5;
 548             if (++s->mant1_cnt == 3)
 549                 s->mant1_cnt = 0;
 550             break;
 551         case 2:
 552             /* 3 mantissa in 7 bits */
 553             if (s->mant2_cnt == 0)
 554                 bits += 7;
 555             if (++s->mant2_cnt == 3)
 556                 s->mant2_cnt = 0;
 557             break;
 558         case 3:
 559             bits += 3;
 560             break;
 561         case 4:
 562             /* 2 mantissa in 7 bits */
 563             if (s->mant4_cnt == 0)
 564                 bits += 7;
 565             if (++s->mant4_cnt == 2)
 566                 s->mant4_cnt = 0;
 567             break;
 568         case 14:
 569             bits += 14;
 570             break;
 571         case 15:
 572             bits += 16;
 573             break;
 574         default:
 575             bits += mant - 1;
 576             break;
 577         }
 578     }
 579     return bits;
 580 }
 581
 582
 583 static int bit_alloc(AC3EncodeContext *s,
 584                      uint8_t bap[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
 585                      uint8_t encoded_exp[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
 586                      uint8_t exp_strategy[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS],
 587                      int frame_bits, int csnroffst, int fsnroffst)
 588 {
 589     int i, ch;
 590
 591     /* compute size */
 592     for(i=0;i<NB_BLOCKS;i++) {
 593         s->mant1_cnt = 0;
 594         s->mant2_cnt = 0;
 595         s->mant4_cnt = 0;
 596         for(ch=0;ch<s->nb_all_channels;ch++) {
 597             ac3_parametric_bit_allocation(&s->bit_alloc,
 598                                           bap[i][ch], (int8_t *)encoded_exp[i][ch],
 599                                           0, s->nb_coefs[ch],
 600                                           (((csnroffst-15) << 4) +
 601                                            fsnroffst) << 2,
 602                                           fgaintab[s->fgaincod[ch]],
 603                                           ch == s->lfe_channel,
 604                                           2, 0, NULL, NULL, NULL);
 605             frame_bits += compute_mantissa_size(s, bap[i][ch],
 606                                                  s->nb_coefs[ch]);
 607         }
 608     }
 609 #if 0
 610     printf("csnr=%d fsnr=%d frame_bits=%d diff=%d\n",
 611            csnroffst, fsnroffst, frame_bits,
 612            16 * s->frame_size - ((frame_bits + 7) & ~7));
 613 #endif
 614     return 16 * s->frame_size - frame_bits;
 615 }
 616
 617 #define SNR_INC1 4
 618
 619 static int compute_bit_allocation(AC3EncodeContext *s,
 620                                   uint8_t bap[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
 621                                   uint8_t encoded_exp[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
 622                                   uint8_t exp_strategy[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS],
 623                                   int frame_bits)
 624 {
 625     int i, ch;
 626     int csnroffst, fsnroffst;
 627     uint8_t bap1[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2];
 628     static int frame_bits_inc[8] = { 0, 0, 2, 2, 2, 4, 2, 4 };
 629
 630     /* init default parameters */
 631     s->sdecaycod = 2;
 632     s->fdecaycod = 1;
 633     s->sgaincod = 1;
 634     s->dbkneecod = 2;
 635     s->floorcod = 4;
 636     for(ch=0;ch<s->nb_all_channels;ch++)
 637         s->fgaincod[ch] = 4;
 638
 639     /* compute real values */
 640     s->bit_alloc.fscod = s->fscod;
 641     s->bit_alloc.halfratecod = s->halfratecod;
 642     s->bit_alloc.sdecay = sdecaytab[s->sdecaycod] >> s->halfratecod;
 643     s->bit_alloc.fdecay = fdecaytab[s->fdecaycod] >> s->halfratecod;
 644     s->bit_alloc.sgain = sgaintab[s->sgaincod];
 645     s->bit_alloc.dbknee = dbkneetab[s->dbkneecod];
 646     s->bit_alloc.floor = floortab[s->floorcod];
 647
 648     /* header size */
 649     frame_bits += 65;
 650     // if (s->acmod == 2)
 651     //    frame_bits += 2;
 652     frame_bits += frame_bits_inc[s->acmod];
 653
 654     /* audio blocks */
 655     for(i=0;i<NB_BLOCKS;i++) {
 656         frame_bits += s->nb_channels * 2 + 2; /* blksw * c, dithflag * c, dynrnge, cplstre */
 657         if (s->acmod == 2) {
 658             frame_bits++; /* rematstr */
 659             if(i==0) frame_bits += 4;
 660         }
 661         frame_bits += 2 * s->nb_channels; /* chexpstr[2] * c */
 662         if (s->lfe)
 663             frame_bits++; /* lfeexpstr */
 664         for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 665             if (exp_strategy[i][ch] != EXP_REUSE)
 666                 frame_bits += 6 + 2; /* chbwcod[6], gainrng[2] */
 667         }
 668         frame_bits++; /* baie */
 669         frame_bits++; /* snr */
 670         frame_bits += 2; /* delta / skip */
 671     }
 672     frame_bits++; /* cplinu for block 0 */
 673     /* bit alloc info */
 674     /* sdcycod[2], fdcycod[2], sgaincod[2], dbpbcod[2], floorcod[3] */
 675     /* csnroffset[6] */
 676     /* (fsnoffset[4] + fgaincod[4]) * c */
 677     frame_bits += 2*4 + 3 + 6 + s->nb_all_channels * (4 + 3);
 678
 679     /* auxdatae, crcrsv */
 680     frame_bits += 2;
 681
 682     /* CRC */
 683     frame_bits += 16;
 684
 685     /* now the big work begins : do the bit allocation. Modify the snr
 686        offset until we can pack everything in the requested frame size */
 687
 688     csnroffst = s->csnroffst;
 689     while (csnroffst >= 0 &&
 690            bit_alloc(s, bap, encoded_exp, exp_strategy, frame_bits, csnroffst, 0) < 0)
 691         csnroffst -= SNR_INC1;
 692     if (csnroffst < 0) {
 693         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Bit allocation failed, try increasing the bitrate, -ab 384 for example!\n");
 694         return -1;
 695     }
 696     while ((csnroffst + SNR_INC1) <= 63 &&
 697            bit_alloc(s, bap1, encoded_exp, exp_strategy, frame_bits,
 698                      csnroffst + SNR_INC1, 0) >= 0) {
 699         csnroffst += SNR_INC1;
 700         memcpy(bap, bap1, sizeof(bap1));
 701     }
 702     while ((csnroffst + 1) <= 63 &&
 703            bit_alloc(s, bap1, encoded_exp, exp_strategy, frame_bits, csnroffst + 1, 0) >= 0) {
 704         csnroffst++;
 705         memcpy(bap, bap1, sizeof(bap1));
 706     }
 707
 708     fsnroffst = 0;
 709     while ((fsnroffst + SNR_INC1) <= 15 &&
 710            bit_alloc(s, bap1, encoded_exp, exp_strategy, frame_bits,
 711                      csnroffst, fsnroffst + SNR_INC1) >= 0) {
 712         fsnroffst += SNR_INC1;
 713         memcpy(bap, bap1, sizeof(bap1));
 714     }
 715     while ((fsnroffst + 1) <= 15 &&
 716            bit_alloc(s, bap1, encoded_exp, exp_strategy, frame_bits,
 717                      csnroffst, fsnroffst + 1) >= 0) {
 718         fsnroffst++;
 719         memcpy(bap, bap1, sizeof(bap1));
 720     }
 721
 722     s->csnroffst = csnroffst;
 723     for(ch=0;ch<s->nb_all_channels;ch++)
 724         s->fsnroffst[ch] = fsnroffst;
 725 #if defined(DEBUG_BITALLOC)
 726     {
 727         int j;
 728
 729         for(i=0;i<6;i++) {
 730             for(ch=0;ch<s->nb_all_channels;ch++) {
 731                 printf("Block #%d Ch%d:\n", i, ch);
 732                 printf("bap=");
 733                 for(j=0;j<s->nb_coefs[ch];j++) {
 734                     printf("%d ",bap[i][ch][j]);
 735                 }
 736                 printf("\n");
 737             }
 738         }
 739     }
 740 #endif
 741     return 0;
 742 }
 743
 744 void ac3_common_init(void)
 745 {
 746     int i, j, k, l, v;
 747     /* compute bndtab and masktab from bandsz */
 748     k = 0;
 749     l = 0;
 750     for(i=0;i<50;i++) {
 751         bndtab[i] = l;
 752         v = bndsz[i];
 753         for(j=0;j<v;j++) masktab[k++]=i;
 754         l += v;
 755     }
 756     bndtab[50] = l;
 757 }
 758
 759
 760 static int AC3_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 761 {
 762     int freq = avctx->sample_rate;
 763     int bitrate = avctx->bit_rate;
 764     int channels = avctx->channels;
 765     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
 766     int i, j, ch;
 767     float alpha;
 768     static const uint8_t acmod_defs[6] = {
 769         0x01, /* C */
 770         0x02, /* L R */
 771         0x03, /* L C R */
 772         0x06, /* L R SL SR */
 773         0x07, /* L C R SL SR */
 774         0x07, /* L C R SL SR (+LFE) */
 775     };
 776
 777     avctx->frame_size = AC3_FRAME_SIZE;
 778
 779     /* number of channels */
 780     if (channels < 1 || channels > 6)
 781         return -1;
 782     s->acmod = acmod_defs[channels - 1];
 783     s->lfe = (channels == 6) ? 1 : 0;
 784     s->nb_all_channels = channels;
 785     s->nb_channels = channels > 5 ? 5 : channels;
 786     s->lfe_channel = s->lfe ? 5 : -1;
 787
 788     /* frequency */
 789     for(i=0;i<3;i++) {
 790         for(j=0;j<3;j++)
 791             if ((ac3_freqs[j] >> i) == freq)
 792                 goto found;
 793     }
 794     return -1;
 795  found:
 796     s->sample_rate = freq;
 797     s->halfratecod = i;
 798     s->fscod = j;
 799     s->bsid = 8 + s->halfratecod;
 800     s->bsmod = 0; /* complete main audio service */
 801
 802     /* bitrate & frame size */
 803     bitrate /= 1000;
 804     for(i=0;i<19;i++) {
 805         if ((ac3_bitratetab[i] >> s->halfratecod) == bitrate)
 806             break;
 807     }
 808     if (i == 19)
 809         return -1;
 810     s->bit_rate = bitrate;
 811     s->frmsizecod = i << 1;
 812     s->frame_size_min = (bitrate * 1000 * AC3_FRAME_SIZE) / (freq * 16);
 813     s->bits_written = 0;
 814     s->samples_written = 0;
 815     s->frame_size = s->frame_size_min;
 816
 817     /* bit allocation init */
 818     for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 819         /* bandwidth for each channel */
 820         /* XXX: should compute the bandwidth according to the frame
 821            size, so that we avoid anoying high freq artefacts */
 822         s->chbwcod[ch] = 50; /* sample bandwidth as mpeg audio layer 2 table 0 */
 823         s->nb_coefs[ch] = ((s->chbwcod[ch] + 12) * 3) + 37;
 824     }
 825     if (s->lfe) {
 826         s->nb_coefs[s->lfe_channel] = 7; /* fixed */
 827     }
 828     /* initial snr offset */
 829     s->csnroffst = 40;
 830
 831     ac3_common_init();
 832
 833     /* mdct init */
 834     fft_init(MDCT_NBITS - 2);
 835     for(i=0;i<N/4;i++) {
 836         alpha = 2 * M_PI * (i + 1.0 / 8.0) / (float)N;
 837         xcos1[i] = fix15(-cos(alpha));
 838         xsin1[i] = fix15(-sin(alpha));
 839     }
 840
 841     avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
 842     avctx->coded_frame->key_frame= 1;
 843
 844     return 0;
 845 }
 846
 847 /* output the AC3 frame header */
 848 static void output_frame_header(AC3EncodeContext *s, unsigned char *frame)
 849 {
 850     init_put_bits(&s->pb, frame, AC3_MAX_CODED_FRAME_SIZE);
 851
 852     put_bits(&s->pb, 16, 0x0b77); /* frame header */
 853     put_bits(&s->pb, 16, 0); /* crc1: will be filled later */
 854     put_bits(&s->pb, 2, s->fscod);
 855     put_bits(&s->pb, 6, s->frmsizecod + (s->frame_size - s->frame_size_min));
 856     put_bits(&s->pb, 5, s->bsid);
 857     put_bits(&s->pb, 3, s->bsmod);
 858     put_bits(&s->pb, 3, s->acmod);
 859     if ((s->acmod & 0x01) && s->acmod != 0x01)
 860         put_bits(&s->pb, 2, 1); /* XXX -4.5 dB */
 861     if (s->acmod & 0x04)
 862         put_bits(&s->pb, 2, 1); /* XXX -6 dB */
 863     if (s->acmod == 0x02)
 864         put_bits(&s->pb, 2, 0); /* surround not indicated */
 865     put_bits(&s->pb, 1, s->lfe); /* LFE */
 866     put_bits(&s->pb, 5, 31); /* dialog norm: -31 db */
 867     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no compression control word */
 868     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no lang code */
 869     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no audio production info */
 870     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no copyright */
 871     put_bits(&s->pb, 1, 1); /* original bitstream */
 872     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no time code 1 */
 873     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no time code 2 */
 874     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no addtional bit stream info */
 875 }
 876
 877 /* symetric quantization on 'levels' levels */
 878 static inline int sym_quant(int c, int e, int levels)
 879 {
 880     int v;
 881
 882     if (c >= 0) {
 883         v = (levels * (c << e)) >> 24;
 884         v = (v + 1) >> 1;
 885         v = (levels >> 1) + v;
 886     } else {
 887         v = (levels * ((-c) << e)) >> 24;
 888         v = (v + 1) >> 1;
 889         v = (levels >> 1) - v;
 890     }
 891     assert (v >= 0 && v < levels);
 892     return v;
 893 }
 894
 895 /* asymetric quantization on 2^qbits levels */
 896 static inline int asym_quant(int c, int e, int qbits)
 897 {
 898     int lshift, m, v;
 899
 900     lshift = e + qbits - 24;
 901     if (lshift >= 0)
 902         v = c << lshift;
 903     else
 904         v = c >> (-lshift);
 905     /* rounding */
 906     v = (v + 1) >> 1;
 907     m = (1 << (qbits-1));
 908     if (v >= m)
 909         v = m - 1;
 910     assert(v >= -m);
 911     return v & ((1 << qbits)-1);
 912 }
 913
 914 /* Output one audio block. There are NB_BLOCKS audio blocks in one AC3
 915    frame */
 916 static void output_audio_block(AC3EncodeContext *s,
 917                                uint8_t exp_strategy[AC3_MAX_CHANNELS],
 918                                uint8_t encoded_exp[AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
 919                                uint8_t bap[AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
 920                                int32_t mdct_coefs[AC3_MAX_CHANNELS][N/2],
 921                                int8_t global_exp[AC3_MAX_CHANNELS],
 922                                int block_num)
 923 {
 924     int ch, nb_groups, group_size, i, baie, rbnd;
 925     uint8_t *p;
 926     uint16_t qmant[AC3_MAX_CHANNELS][N/2];
 927     int exp0, exp1;
 928     int mant1_cnt, mant2_cnt, mant4_cnt;
 929     uint16_t *qmant1_ptr, *qmant2_ptr, *qmant4_ptr;
 930     int delta0, delta1, delta2;
 931
 932     for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++)
 933         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* 512 point MDCT */
 934     for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++)
 935         put_bits(&s->pb, 1, 1); /* no dither */
 936     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no dynamic range */
 937     if (block_num == 0) {
 938         /* for block 0, even if no coupling, we must say it. This is a
 939            waste of bit :-) */
 940         put_bits(&s->pb, 1, 1); /* coupling strategy present */
 941         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no coupling strategy */
 942     } else {
 943         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no new coupling strategy */
 944     }
 945
 946     if (s->acmod == 2)
 947       {
 948         if(block_num==0)
 949           {
 950             /* first block must define rematrixing (rematstr)  */
 951             put_bits(&s->pb, 1, 1);
 952
 953             /* dummy rematrixing rematflg(1:4)=0 */
 954             for (rbnd=0;rbnd<4;rbnd++)
 955               put_bits(&s->pb, 1, 0);
 956           }
 957         else
 958           {
 959             /* no matrixing (but should be used in the future) */
 960             put_bits(&s->pb, 1, 0);
 961           }
 962       }
 963
 964 #if defined(DEBUG)
 965     {
 966       static int count = 0;
 967       av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "Block #%d (%d)\n", block_num, count++);
 968     }
 969 #endif
 970     /* exponent strategy */
 971     for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 972         put_bits(&s->pb, 2, exp_strategy[ch]);
 973     }
 974
 975     if (s->lfe) {
 976         put_bits(&s->pb, 1, exp_strategy[s->lfe_channel]);
 977     }
 978
 979     for(ch=0;ch<s->nb_channels;ch++) {
 980         if (exp_strategy[ch] != EXP_REUSE)
 981             put_bits(&s->pb, 6, s->chbwcod[ch]);
 982     }
 983
 984     /* exponents */
 985     for (ch = 0; ch < s->nb_all_channels; ch++) {
 986         switch(exp_strategy[ch]) {
 987         case EXP_REUSE:
 988             continue;
 989         case EXP_D15:
 990             group_size = 1;
 991             break;
 992         case EXP_D25:
 993             group_size = 2;
 994             break;
 995         default:
 996         case EXP_D45:
 997             group_size = 4;
 998             break;
 999         }
1000         nb_groups = (s->nb_coefs[ch] + (group_size * 3) - 4) / (3 * group_size);
1001         p = encoded_exp[ch];
1002
1003         /* first exponent */
1004         exp1 = *p++;
1005         put_bits(&s->pb, 4, exp1);
1006
1007         /* next ones are delta encoded */
1008         for(i=0;i<nb_groups;i++) {
1009             /* merge three delta in one code */
1010             exp0 = exp1;
1011             exp1 = p[0];
1012             p += group_size;
1013             delta0 = exp1 - exp0 + 2;
1014
1015             exp0 = exp1;
1016             exp1 = p[0];
1017             p += group_size;
1018             delta1 = exp1 - exp0 + 2;
1019
1020             exp0 = exp1;
1021             exp1 = p[0];
1022             p += group_size;
1023             delta2 = exp1 - exp0 + 2;
1024
1025             put_bits(&s->pb, 7, ((delta0 * 5 + delta1) * 5) + delta2);
1026         }
1027
1028         if (ch != s->lfe_channel)
1029             put_bits(&s->pb, 2, 0); /* no gain range info */
1030     }
1031
1032     /* bit allocation info */
1033     baie = (block_num == 0);
1034     put_bits(&s->pb, 1, baie);
1035     if (baie) {
1036         put_bits(&s->pb, 2, s->sdecaycod);
1037         put_bits(&s->pb, 2, s->fdecaycod);
1038         put_bits(&s->pb, 2, s->sgaincod);
1039         put_bits(&s->pb, 2, s->dbkneecod);
1040         put_bits(&s->pb, 3, s->floorcod);
1041     }
1042
1043     /* snr offset */
1044     put_bits(&s->pb, 1, baie); /* always present with bai */
1045     if (baie) {
1046         put_bits(&s->pb, 6, s->csnroffst);
1047         for(ch=0;ch<s->nb_all_channels;ch++) {
1048             put_bits(&s->pb, 4, s->fsnroffst[ch]);
1049             put_bits(&s->pb, 3, s->fgaincod[ch]);
1050         }
1051     }
1052
1053     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no delta bit allocation */
1054     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no data to skip */
1055
1056     /* mantissa encoding : we use two passes to handle the grouping. A
1057        one pass method may be faster, but it would necessitate to
1058        modify the output stream. */
1059
1060     /* first pass: quantize */
1061     mant1_cnt = mant2_cnt = mant4_cnt = 0;
1062     qmant1_ptr = qmant2_ptr = qmant4_ptr = NULL;
1063
1064     for (ch = 0; ch < s->nb_all_channels; ch++) {
1065         int b, c, e, v;
1066
1067         for(i=0;i<s->nb_coefs[ch];i++) {
1068             c = mdct_coefs[ch][i];
1069             e = encoded_exp[ch][i] - global_exp[ch];
1070             b = bap[ch][i];
1071             switch(b) {
1072             case 0:
1073                 v = 0;
1074                 break;
1075             case 1:
1076                 v = sym_quant(c, e, 3);
1077                 switch(mant1_cnt) {
1078                 case 0:
1079                     qmant1_ptr = &qmant[ch][i];
1080                     v = 9 * v;
1081                     mant1_cnt = 1;
1082                     break;
1083                 case 1:
1084                     *qmant1_ptr += 3 * v;
1085                     mant1_cnt = 2;
1086                     v = 128;
1087                     break;
1088                 default:
1089                     *qmant1_ptr += v;
1090                     mant1_cnt = 0;
1091                     v = 128;
1092                     break;
1093                 }
1094                 break;
1095             case 2:
1096                 v = sym_quant(c, e, 5);
1097                 switch(mant2_cnt) {
1098                 case 0:
1099                     qmant2_ptr = &qmant[ch][i];
1100                     v = 25 * v;
1101                     mant2_cnt = 1;
1102                     break;
1103                 case 1:
1104                     *qmant2_ptr += 5 * v;
1105                     mant2_cnt = 2;
1106                     v = 128;
1107                     break;
1108                 default:
1109                     *qmant2_ptr += v;
1110                     mant2_cnt = 0;
1111                     v = 128;
1112                     break;
1113                 }
1114                 break;
1115             case 3:
1116                 v = sym_quant(c, e, 7);
1117                 break;
1118             case 4:
1119                 v = sym_quant(c, e, 11);
1120                 switch(mant4_cnt) {
1121                 case 0:
1122                     qmant4_ptr = &qmant[ch][i];
1123                     v = 11 * v;
1124                     mant4_cnt = 1;
1125                     break;
1126                 default:
1127                     *qmant4_ptr += v;
1128                     mant4_cnt = 0;
1129                     v = 128;
1130                     break;
1131                 }
1132                 break;
1133             case 5:
1134                 v = sym_quant(c, e, 15);
1135                 break;
1136             case 14:
1137                 v = asym_quant(c, e, 14);
1138                 break;
1139             case 15:
1140                 v = asym_quant(c, e, 16);
1141                 break;
1142             default:
1143                 v = asym_quant(c, e, b - 1);
1144                 break;
1145             }
1146             qmant[ch][i] = v;
1147         }
1148     }
1149
1150     /* second pass : output the values */
1151     for (ch = 0; ch < s->nb_all_channels; ch++) {
1152         int b, q;
1153
1154         for(i=0;i<s->nb_coefs[ch];i++) {
1155             q = qmant[ch][i];
1156             b = bap[ch][i];
1157             switch(b) {
1158             case 0:
1159                 break;
1160             case 1:
1161                 if (q != 128)
1162                     put_bits(&s->pb, 5, q);
1163                 break;
1164             case 2:
1165                 if (q != 128)
1166                     put_bits(&s->pb, 7, q);
1167                 break;
1168             case 3:
1169                 put_bits(&s->pb, 3, q);
1170                 break;
1171             case 4:
1172                 if (q != 128)
1173                     put_bits(&s->pb, 7, q);
1174                 break;
1175             case 14:
1176                 put_bits(&s->pb, 14, q);
1177                 break;
1178             case 15:
1179                 put_bits(&s->pb, 16, q);
1180                 break;
1181             default:
1182                 put_bits(&s->pb, b - 1, q);
1183                 break;
1184             }
1185         }
1186     }
1187 }
1188
1189 #define CRC16_POLY ((1 << 0) | (1 << 2) | (1 << 15) | (1 << 16))
1190
1191 static unsigned int mul_poly(unsigned int a, unsigned int b, unsigned int poly)
1192 {
1193     unsigned int c;
1194
1195     c = 0;
1196     while (a) {
1197         if (a & 1)
1198             c ^= b;
1199         a = a >> 1;
1200         b = b << 1;
1201         if (b & (1 << 16))
1202             b ^= poly;
1203     }
1204     return c;
1205 }
1206
1207 static unsigned int pow_poly(unsigned int a, unsigned int n, unsigned int poly)
1208 {
1209     unsigned int r;
1210     r = 1;
1211     while (n) {
1212         if (n & 1)
1213             r = mul_poly(r, a, poly);
1214         a = mul_poly(a, a, poly);
1215         n >>= 1;
1216     }
1217     return r;
1218 }
1219
1220
1221 /* compute log2(max(abs(tab[]))) */
1222 static int log2_tab(int16_t *tab, int n)
1223 {
1224     int i, v;
1225
1226     v = 0;
1227     for(i=0;i<n;i++) {
1228         v |= abs(tab[i]);
1229     }
1230     return av_log2(v);
1231 }
1232
1233 static void lshift_tab(int16_t *tab, int n, int lshift)
1234 {
1235     int i;
1236
1237     if (lshift > 0) {
1238         for(i=0;i<n;i++) {
1239             tab[i] <<= lshift;
1240         }
1241     } else if (lshift < 0) {
1242         lshift = -lshift;
1243         for(i=0;i<n;i++) {
1244             tab[i] >>= lshift;
1245         }
1246     }
1247 }
1248
1249 /* fill the end of the frame and compute the two crcs */
1250 static int output_frame_end(AC3EncodeContext *s)
1251 {
1252     int frame_size, frame_size_58, n, crc1, crc2, crc_inv;
1253     uint8_t *frame;
1254
1255     frame_size = s->frame_size; /* frame size in words */
1256     /* align to 8 bits */
1257     flush_put_bits(&s->pb);
1258     /* add zero bytes to reach the frame size */
1259     frame = s->pb.buf;
1260     n = 2 * s->frame_size - (pbBufPtr(&s->pb) - frame) - 2;
1261     assert(n >= 0);
1262     if(n>0)
1263       memset(pbBufPtr(&s->pb), 0, n);
1264
1265     /* Now we must compute both crcs : this is not so easy for crc1
1266        because it is at the beginning of the data... */
1267     frame_size_58 = (frame_size >> 1) + (frame_size >> 3);
1268     crc1 = bswap_16(av_crc(av_crc8005, 0, frame + 4, 2 * frame_size_58 - 4));
1269     /* XXX: could precompute crc_inv */
1270     crc_inv = pow_poly((CRC16_POLY >> 1), (16 * frame_size_58) - 16, CRC16_POLY);
1271     crc1 = mul_poly(crc_inv, crc1, CRC16_POLY);
1272     frame[2] = crc1 >> 8;
1273     frame[3] = crc1;
1274
1275     crc2 = bswap_16(av_crc(av_crc8005, 0, frame + 2 * frame_size_58, (frame_size - frame_size_58) * 2 - 2));
1276     frame[2*frame_size - 2] = crc2 >> 8;
1277     frame[2*frame_size - 1] = crc2;
1278
1279     //    printf("n=%d frame_size=%d\n", n, frame_size);
1280     return frame_size * 2;
1281 }
1282
1283 static int AC3_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
1284                             unsigned char *frame, int buf_size, void *data)
1285 {
1286     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1287     int16_t *samples = data;
1288     int i, j, k, v, ch;
1289     int16_t input_samples[N];
1290     int32_t mdct_coef[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2];
1291     uint8_t exp[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2];
1292     uint8_t exp_strategy[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS];
1293     uint8_t encoded_exp[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2];
1294     uint8_t bap[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS][N/2];
1295     int8_t exp_samples[NB_BLOCKS][AC3_MAX_CHANNELS];
1296     int frame_bits;
1297
1298     frame_bits = 0;
1299     for(ch=0;ch<s->nb_all_channels;ch++) {
1300         /* fixed mdct to the six sub blocks & exponent computation */
1301         for(i=0;i<NB_BLOCKS;i++) {
1302             int16_t *sptr;
1303             int sinc;
1304
1305             /* compute input samples */
1306             memcpy(input_samples, s->last_samples[ch], N/2 * sizeof(int16_t));
1307             sinc = s->nb_all_channels;
1308             sptr = samples + (sinc * (N/2) * i) + ch;
1309             for(j=0;j<N/2;j++) {
1310                 v = *sptr;
1311                 input_samples[j + N/2] = v;
1312                 s->last_samples[ch][j] = v;
1313                 sptr += sinc;
1314             }
1315
1316             /* apply the MDCT window */
1317             for(j=0;j<N/2;j++) {
1318                 input_samples[j] = MUL16(input_samples[j],
1319                                          ac3_window[j]) >> 15;
1320                 input_samples[N-j-1] = MUL16(input_samples[N-j-1],
1321                                              ac3_window[j]) >> 15;
1322             }
1323
1324             /* Normalize the samples to use the maximum available
1325                precision */
1326             v = 14 - log2_tab(input_samples, N);
1327             if (v < 0)
1328                 v = 0;
1329             exp_samples[i][ch] = v - 10;
1330             lshift_tab(input_samples, N, v);
1331
1332             /* do the MDCT */
1333             mdct512(mdct_coef[i][ch], input_samples);
1334
1335             /* compute "exponents". We take into account the
1336                normalization there */
1337             for(j=0;j<N/2;j++) {
1338                 int e;
1339                 v = abs(mdct_coef[i][ch][j]);
1340                 if (v == 0)
1341                     e = 24;
1342                 else {
1343                     e = 23 - av_log2(v) + exp_samples[i][ch];
1344                     if (e >= 24) {
1345                         e = 24;
1346                         mdct_coef[i][ch][j] = 0;
1347                     }
1348                 }
1349                 exp[i][ch][j] = e;
1350             }
1351         }
1352
1353         compute_exp_strategy(exp_strategy, exp, ch, ch == s->lfe_channel);
1354
1355         /* compute the exponents as the decoder will see them. The
1356            EXP_REUSE case must be handled carefully : we select the
1357            min of the exponents */
1358         i = 0;
1359         while (i < NB_BLOCKS) {
1360             j = i + 1;
1361             while (j < NB_BLOCKS && exp_strategy[j][ch] == EXP_REUSE) {
1362                 exponent_min(exp[i][ch], exp[j][ch], s->nb_coefs[ch]);
1363                 j++;
1364             }
1365             frame_bits += encode_exp(encoded_exp[i][ch],
1366                                      exp[i][ch], s->nb_coefs[ch],
1367                                      exp_strategy[i][ch]);
1368             /* copy encoded exponents for reuse case */
1369             for(k=i+1;k<j;k++) {
1370                 memcpy(encoded_exp[k][ch], encoded_exp[i][ch],
1371                        s->nb_coefs[ch] * sizeof(uint8_t));
1372             }
1373             i = j;
1374         }
1375     }
1376
1377     /* adjust for fractional frame sizes */
1378     while(s->bits_written >= s->bit_rate*1000 && s->samples_written >= s->sample_rate) {
1379         s->bits_written -= s->bit_rate*1000;
1380         s->samples_written -= s->sample_rate;
1381     }
1382     s->frame_size = s->frame_size_min + (s->bits_written * s->sample_rate < s->samples_written * s->bit_rate*1000);
1383     s->bits_written += s->frame_size * 16;
1384     s->samples_written += AC3_FRAME_SIZE;
1385
1386     compute_bit_allocation(s, bap, encoded_exp, exp_strategy, frame_bits);
1387     /* everything is known... let's output the frame */
1388     output_frame_header(s, frame);
1389
1390     for(i=0;i<NB_BLOCKS;i++) {
1391         output_audio_block(s, exp_strategy[i], encoded_exp[i],
1392                            bap[i], mdct_coef[i], exp_samples[i], i);
1393     }
1394     return output_frame_end(s);
1395 }
1396
1397 static int AC3_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1398 {
1399     av_freep(&avctx->coded_frame);
1400     return 0;
1401 }
1402
1403 #if 0
1404 /*************************************************************************/
1405 /* TEST */
1406
1407 #define FN (N/4)
1408
1409 void fft_test(void)
1410 {
1411     IComplex in[FN], in1[FN];
1412     int k, n, i;
1413     float sum_re, sum_im, a;
1414
1415     /* FFT test */
1416
1417     for(i=0;i<FN;i++) {
1418         in[i].re = random() % 65535 - 32767;
1419         in[i].im = random() % 65535 - 32767;
1420         in1[i] = in[i];
1421     }
1422     fft(in, 7);
1423
1424     /* do it by hand */
1425     for(k=0;k<FN;k++) {
1426         sum_re = 0;
1427         sum_im = 0;
1428         for(n=0;n<FN;n++) {
1429             a = -2 * M_PI * (n * k) / FN;
1430             sum_re += in1[n].re * cos(a) - in1[n].im * sin(a);
1431             sum_im += in1[n].re * sin(a) + in1[n].im * cos(a);
1432         }
1433         printf("%3d: %6d,%6d %6.0f,%6.0f\n",
1434                k, in[k].re, in[k].im, sum_re / FN, sum_im / FN);
1435     }
1436 }
1437
1438 void mdct_test(void)
1439 {
1440     int16_t input[N];
1441     int32_t output[N/2];
1442     float input1[N];
1443     float output1[N/2];
1444     float s, a, err, e, emax;
1445     int i, k, n;
1446
1447     for(i=0;i<N;i++) {
1448         input[i] = (random() % 65535 - 32767) * 9 / 10;
1449         input1[i] = input[i];
1450     }
1451
1452     mdct512(output, input);
1453
1454     /* do it by hand */
1455     for(k=0;k<N/2;k++) {
1456         s = 0;
1457         for(n=0;n<N;n++) {
1458             a = (2*M_PI*(2*n+1+N/2)*(2*k+1) / (4 * N));
1459             s += input1[n] * cos(a);
1460         }
1461         output1[k] = -2 * s / N;
1462     }
1463
1464     err = 0;
1465     emax = 0;
1466     for(i=0;i<N/2;i++) {
1467         printf("%3d: %7d %7.0f\n", i, output[i], output1[i]);
1468         e = output[i] - output1[i];
1469         if (e > emax)
1470             emax = e;
1471         err += e * e;
1472     }
1473     printf("err2=%f emax=%f\n", err / (N/2), emax);
1474 }
1475
1476 void test_ac3(void)
1477 {
1478     AC3EncodeContext ctx;
1479     unsigned char frame[AC3_MAX_CODED_FRAME_SIZE];
1480     short samples[AC3_FRAME_SIZE];
1481     int ret, i;
1482
1483     AC3_encode_init(&ctx, 44100, 64000, 1);
1484
1485     fft_test();
1486     mdct_test();
1487
1488     for(i=0;i<AC3_FRAME_SIZE;i++)
1489         samples[i] = (int)(sin(2*M_PI*i*1000.0/44100) * 10000);
1490     ret = AC3_encode_frame(&ctx, frame, samples);
1491     printf("ret=%d\n", ret);
1492 }
1493 #endif
1494
1495 AVCodec ac3_encoder = {
1496     "ac3",
1497     CODEC_TYPE_AUDIO,
1498     CODEC_ID_AC3,
1499     sizeof(AC3EncodeContext),
1500     AC3_encode_init,
1501     AC3_encode_frame,
1502     AC3_encode_close,
1503     NULL,
1504 };