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

   1 /*
   2  * copyright (c) 2006 Oded Shimon <ods15@ods15.dyndns.org>
   3  *
   4  * This library is free software; you can redistribute it and/or
   5  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   6  * License as published by the Free Software Foundation; either
   7  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
   8  *
   9  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  12  * Lesser General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  15  * License along with this library; if not, write to the Free Software
  16  * Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  17  */
  18
  19 /**
  20  * @file vorbis_enc.c
  21  * Native Vorbis encoder.
  22  * @author Oded Shimon <ods15@ods15.dyndns.org>
  23  */
  24
  25 #include "avcodec.h"
  26
  27 #define BITSTREAM_H // don't include this
  28 typedef int VLC;
  29 typedef int GetBitContext;
  30 #include "vorbis.h"
  31
  32 #undef NDEBUG
  33 #include <assert.h>
  34
  35 //#define ALT_BITSTREAM_WRITER
  36 //#include "bitstream.h"
  37
  38 typedef struct {
  39     int len;
  40     uint32_t codeword;
  41 } cb_entry_t;
  42
  43 typedef struct {
  44     int nentries;
  45     cb_entry_t * entries;
  46     int ndimentions;
  47     float min;
  48     float delta;
  49     int seq_p;
  50     int lookup;
  51     int * quantlist;
  52     float * dimentions;
  53 } codebook_t;
  54
  55 typedef struct {
  56     int dim;
  57     int subclass;
  58     int masterbook;
  59     int * books;
  60 } floor_class_t;
  61
  62 typedef struct {
  63     int x;
  64     int low;
  65     int high;
  66     int sort;
  67 } floor_entry_t;
  68
  69 typedef struct {
  70     int partitions;
  71     int * partition_to_class;
  72     int nclasses;
  73     floor_class_t * classes;
  74     int multiplier;
  75     int rangebits;
  76     int values;
  77     floor_entry_t * list;
  78 } floor_t;
  79
  80 typedef struct {
  81     int type;
  82     int begin;
  83     int end;
  84     int partition_size;
  85     int classifications;
  86     int classbook;
  87     int (*books)[8];
  88 } residue_t;
  89
  90 typedef struct {
  91     int submaps;
  92     int * mux;
  93     int * floor;
  94     int * residue;
  95     int coupling_steps;
  96     int * magnitude;
  97     int * angle;
  98 } mapping_t;
  99
 100 typedef struct {
 101     int blockflag;
 102     int mapping;
 103 } vorbis_mode_t;
 104
 105 typedef struct {
 106     int channels;
 107     int sample_rate;
 108     int blocksize[2]; // in (1<<n) format
 109     MDCTContext mdct[2];
 110     const float * win[2];
 111     int have_saved;
 112     float * saved;
 113     float * samples;
 114     float * floor; // also used for tmp values for mdct
 115     float * coeffs; // also used for residue after floor
 116
 117     int ncodebooks;
 118     codebook_t * codebooks;
 119
 120     int nfloors;
 121     floor_t * floors;
 122
 123     int nresidues;
 124     residue_t * residues;
 125
 126     int nmappings;
 127     mapping_t * mappings;
 128
 129     int nmodes;
 130     vorbis_mode_t * modes;
 131 } venc_context_t;
 132
 133 typedef struct {
 134     int total;
 135     int total_pos;
 136     int pos;
 137     uint8_t * buf_ptr;
 138 } PutBitContext;
 139
 140 #define ilog(i) av_log2(2*(i))
 141
 142 static inline void init_put_bits(PutBitContext * pb, uint8_t * buf, int buffer_len) {
 143     pb->total = buffer_len * 8;
 144     pb->total_pos = 0;
 145     pb->pos = 0;
 146     pb->buf_ptr = buf;
 147 }
 148
 149 static void put_bits(PutBitContext * pb, int bits, uint64_t val) {
 150     if ((pb->total_pos += bits) >= pb->total) return;
 151     if (!bits) return;
 152     if (pb->pos) {
 153         if (pb->pos > bits) {
 154             *pb->buf_ptr |= val << (8 - pb->pos);
 155             pb->pos -= bits;
 156             bits = 0;
 157         } else {
 158             *pb->buf_ptr++ |= (val << (8 - pb->pos)) & 0xFF;
 159             val >>= pb->pos;
 160             bits -= pb->pos;
 161             pb->pos = 0;
 162         }
 163     }
 164     for (; bits >= 8; bits -= 8) {
 165         *pb->buf_ptr++ = val & 0xFF;
 166         val >>= 8;
 167     }
 168     if (bits) {
 169         *pb->buf_ptr = val;
 170         pb->pos = 8 - bits;
 171     }
 172 }
 173
 174 static inline void flush_put_bits(PutBitContext * pb) {
 175 }
 176
 177 static inline int put_bits_count(PutBitContext * pb) {
 178     return pb->total_pos;
 179 }
 180
 181 static int cb_lookup_vals(int lookup, int dimentions, int entries) {
 182     if (lookup == 1) {
 183         int tmp, i;
 184         for (tmp = 0; ; tmp++) {
 185                 int n = 1;
 186                 for (i = 0; i < dimentions; i++) n *= tmp;
 187                 if (n > entries) break;
 188         }
 189         return tmp - 1;
 190     } else if (lookup == 2) return dimentions * entries;
 191     return 0;
 192 }
 193
 194 static void ready_codebook(codebook_t * cb) {
 195     int h[33] = { 1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 };
 196     int i;
 197
 198     for (i = 0; i < cb->nentries; i++) {
 199         cb_entry_t * e = &cb->entries[i];
 200         int j = 0;
 201         if (h[0]) h[0] = 0;
 202         else {
 203             for (j = e->len; j; j--)
 204                 if (h[j]) break;
 205             assert(j);
 206         }
 207         e->codeword = h[j];
 208         h[j] = 0;
 209         for (j++; j <= e->len; j++) h[j] = e->codeword | (1 << (j - 1));
 210     }
 211     for (i = 0; i < 33; i++) assert(!h[i]);
 212
 213     if (!cb->lookup) cb->dimentions = NULL;
 214     else {
 215         int vals = cb_lookup_vals(cb->lookup, cb->ndimentions, cb->nentries);
 216         cb->dimentions = av_malloc(sizeof(float) * cb->nentries * cb->ndimentions);
 217         for (i = 0; i < cb->nentries; i++) {
 218             float last = 0;
 219             int j;
 220             int div = 1;
 221             for (j = 0; j < cb->ndimentions; j++) {
 222                 int off;
 223                 if (cb->lookup == 1) off = (i / div) % vals; // lookup type 1
 224                 else off = i * cb->ndimentions + j; // lookup type 2
 225
 226                 cb->dimentions[i * cb->ndimentions + j] = last + cb->min + cb->quantlist[off] * cb->delta;
 227                 if (cb->seq_p) last = cb->dimentions[i * cb->ndimentions + j];
 228                 div *= vals;
 229             }
 230         }
 231     }
 232
 233 }
 234
 235 static void ready_floor(floor_t * fc) {
 236     int i;
 237     fc->list[0].sort = 0;
 238     fc->list[1].sort = 1;
 239     for (i = 2; i < fc->values; i++) {
 240         int j;
 241         fc->list[i].low = 0;
 242         fc->list[i].high = 1;
 243         fc->list[i].sort = i;
 244         for (j = 2; j < i; j++) {
 245             int tmp = fc->list[j].x;
 246             if (tmp < fc->list[i].x) {
 247                 if (tmp > fc->list[fc->list[i].low].x) fc->list[i].low = j;
 248             } else {
 249                 if (tmp < fc->list[fc->list[i].high].x) fc->list[i].high = j;
 250             }
 251         }
 252     }
 253     for (i = 0; i < fc->values - 1; i++) {
 254         int j;
 255         for (j = i + 1; j < fc->values; j++) {
 256             if (fc->list[fc->list[i].sort].x > fc->list[fc->list[j].sort].x) {
 257                 int tmp = fc->list[i].sort;
 258                 fc->list[i].sort = fc->list[j].sort;
 259                 fc->list[j].sort = tmp;
 260             }
 261         }
 262     }
 263 }
 264
 265 static void create_vorbis_context(venc_context_t * venc, AVCodecContext * avccontext) {
 266     codebook_t * cb;
 267     floor_t * fc;
 268     residue_t * rc;
 269     mapping_t * mc;
 270     int i, book;
 271
 272     venc->channels = avccontext->channels;
 273     venc->sample_rate = avccontext->sample_rate;
 274     venc->blocksize[0] = venc->blocksize[1] = 11;
 275
 276     venc->ncodebooks = 10;
 277     venc->codebooks = av_malloc(sizeof(codebook_t) * venc->ncodebooks);
 278
 279     // codebook 0 - floor1 book, values 0..255
 280     cb = &venc->codebooks[0];
 281     cb->nentries = 512;
 282     cb->entries = av_malloc(sizeof(cb_entry_t) * cb->nentries);
 283     for (i = 0; i < cb->nentries; i++) cb->entries[i].len = 9;
 284     cb->ndimentions = 0;
 285     cb->min = 0.;
 286     cb->delta = 0.;
 287     cb->seq_p = 0;
 288     cb->lookup = 0;
 289     cb->quantlist = NULL;
 290     ready_codebook(cb);
 291
 292     // codebook 1 - residue classbook, values 0..1, dimentions 4
 293     cb = &venc->codebooks[1];
 294     cb->nentries = 2;
 295     cb->entries = av_malloc(sizeof(cb_entry_t) * cb->nentries);
 296     for (i = 0; i < cb->nentries; i++) cb->entries[i].len = 1;
 297     cb->ndimentions = 4;
 298     cb->min = 0.;
 299     cb->delta = 0.;
 300     cb->seq_p = 0;
 301     cb->lookup = 0;
 302     cb->quantlist = NULL;
 303     ready_codebook(cb);
 304
 305     // codebook 2..9 - vector, for the residue, values -32767..32767, dimentions 1
 306     for (book = 0; book < 8; book++) {
 307         cb = &venc->codebooks[2 + book];
 308         cb->nentries = 5;
 309         cb->entries = av_malloc(sizeof(cb_entry_t) * cb->nentries);
 310         for (i = 0; i < cb->nentries; i++) cb->entries[i].len = i == 2 ? 1 : 3;
 311         cb->ndimentions = 1;
 312         cb->delta = 1 << ((7 - book) * 2);
 313         cb->min = -cb->delta*2;
 314         cb->seq_p = 0;
 315         cb->lookup = 1;
 316         cb->quantlist = av_malloc(sizeof(int) * cb_lookup_vals(cb->lookup, cb->ndimentions, cb->nentries));
 317         for (i = 0; i < cb->nentries; i++) cb->quantlist[i] = i;
 318         ready_codebook(cb);
 319     }
 320
 321     venc->nfloors = 1;
 322     venc->floors = av_malloc(sizeof(floor_t) * venc->nfloors);
 323
 324     // just 1 floor
 325     fc = &venc->floors[0];
 326     fc->partitions = 13;
 327     fc->partition_to_class = av_malloc(sizeof(int) * fc->partitions);
 328     for (i = 0; i < fc->partitions; i++) fc->partition_to_class[i] = 0;
 329     fc->nclasses = 1;
 330     fc->classes = av_malloc(sizeof(floor_class_t) * fc->nclasses);
 331     for (i = 0; i < fc->nclasses; i++) {
 332         floor_class_t * c = &fc->classes[i];
 333         int j, books;
 334         c->dim = 2;
 335         c->subclass = 0;
 336         c->masterbook = 0;
 337         books = (1 << c->subclass);
 338         c->books = av_malloc(sizeof(int) * books);
 339         for (j = 0; j < books; j++) c->books[j] = 0;
 340     }
 341     fc->multiplier = 1;
 342     fc->rangebits = venc->blocksize[0] - 1;
 343
 344     fc->values = 2;
 345     for (i = 0; i < fc->partitions; i++)
 346         fc->values += fc->classes[fc->partition_to_class[i]].dim;
 347
 348     fc->list = av_malloc(sizeof(floor_entry_t) * fc->values);
 349     fc->list[0].x = 0;
 350     fc->list[1].x = 1 << fc->rangebits;
 351     for (i = 2; i < fc->values; i++) {
 352         /*int a = i - 1;
 353         int g = ilog(a);
 354         assert(g <= fc->rangebits);
 355         a ^= 1 << (g-1);
 356         g = 1 << (fc->rangebits - g);
 357         fc->list[i].x = g + a*2*g;*/
 358         //int a[] = {14, 4, 58, 2, 8, 28, 90};
 359         int a[] = {93,23,372,6,46,186,750,14,33,65,130,260,556,3,10,18,28,39,55,79,111,158,220,312,464,650,850};
 360         fc->list[i].x = a[i - 2];
 361     }
 362     ready_floor(fc);
 363
 364     venc->nresidues = 1;
 365     venc->residues = av_malloc(sizeof(residue_t) * venc->nresidues);
 366
 367     // single residue
 368     rc = &venc->residues[0];
 369     rc->type = 0;
 370     rc->begin = 0;
 371     rc->end = 1 << (venc->blocksize[0] - 1);
 372     rc->partition_size = 64;
 373     rc->classifications = 2;
 374     rc->classbook = 1;
 375     rc->books = av_malloc(sizeof(int[8]) * rc->classifications);
 376     for (i = 0; i < rc->classifications; i++) {
 377         int j;
 378         for (j = 0; j < 8; j++) rc->books[i][j] = 2 + j;
 379         rc->books[i][0] = rc->books[i][1] = rc->books[i][2] = rc->books[i][3] = -1;
 380     }
 381
 382     venc->nmappings = 1;
 383     venc->mappings = av_malloc(sizeof(mapping_t) * venc->nmappings);
 384
 385     // single mapping
 386     mc = &venc->mappings[0];
 387     mc->submaps = 1;
 388     mc->mux = av_malloc(sizeof(int) * venc->channels);
 389     for (i = 0; i < venc->channels; i++) mc->mux[i] = 0;
 390     mc->floor = av_malloc(sizeof(int) * mc->submaps);
 391     mc->residue = av_malloc(sizeof(int) * mc->submaps);
 392     for (i = 0; i < mc->submaps; i++) {
 393         mc->floor[i] = 0;
 394         mc->residue[i] = 0;
 395     }
 396     mc->coupling_steps = venc->channels == 2 ? 1 : 0;
 397     mc->magnitude = av_malloc(sizeof(int) * mc->coupling_steps);
 398     mc->angle = av_malloc(sizeof(int) * mc->coupling_steps);
 399     if (mc->coupling_steps) {
 400         mc->magnitude[0] = 0;
 401         mc->angle[0] = 1;
 402     }
 403
 404     venc->nmodes = 1;
 405     venc->modes = av_malloc(sizeof(vorbis_mode_t) * venc->nmodes);
 406
 407     // single mode
 408     venc->modes[0].blockflag = 0;
 409     venc->modes[0].mapping = 0;
 410
 411     venc->have_saved = 0;
 412     venc->saved = av_malloc(sizeof(float) * venc->channels * (1 << venc->blocksize[1]) / 2);
 413     venc->samples = av_malloc(sizeof(float) * venc->channels * (1 << venc->blocksize[1]));
 414     venc->floor = av_malloc(sizeof(float) * venc->channels * (1 << venc->blocksize[1]) / 2);
 415     venc->coeffs = av_malloc(sizeof(float) * venc->channels * (1 << venc->blocksize[1]) / 2);
 416
 417     {
 418         const float *vwin[8]={ vwin64, vwin128, vwin256, vwin512, vwin1024, vwin2048, vwin4096, vwin8192 };
 419         venc->win[0] = vwin[venc->blocksize[0] - 6];
 420         venc->win[1] = vwin[venc->blocksize[1] - 6];
 421     }
 422
 423     ff_mdct_init(&venc->mdct[0], venc->blocksize[0], 0);
 424     ff_mdct_init(&venc->mdct[1], venc->blocksize[1], 0);
 425 }
 426
 427 static void put_float(PutBitContext * pb, float f) {
 428     int exp, mant;
 429     uint32_t res = 0;
 430     mant = (int)ldexp(frexp(f, &exp), 20);
 431     exp += 788 - 20;
 432     if (mant < 0) { res |= (1 << 31); mant = -mant; }
 433     res |= mant | (exp << 21);
 434     put_bits(pb, 32, res);
 435 }
 436
 437 static void put_codebook_header(PutBitContext * pb, codebook_t * cb) {
 438     int i;
 439     int ordered = 0;
 440
 441     put_bits(pb, 24, 0x564342); //magic
 442     put_bits(pb, 16, cb->ndimentions);
 443     put_bits(pb, 24, cb->nentries);
 444
 445     for (i = 1; i < cb->nentries; i++) if (cb->entries[i].len < cb->entries[i-1].len) break;
 446     if (i == cb->nentries) ordered = 1;
 447
 448     put_bits(pb, 1, ordered);
 449     if (ordered) {
 450         int len = cb->entries[0].len;
 451         put_bits(pb, 5, len - 1);
 452         i = 0;
 453         while (i < cb->nentries) {
 454             int j;
 455             for (j = 0; j+i < cb->nentries; j++) if (cb->entries[j+i].len != len) break;
 456             put_bits(pb, ilog(cb->nentries - i), j);
 457             i += j;
 458             len++;
 459         }
 460     } else {
 461         int sparse = 0;
 462         for (i = 0; i < cb->nentries; i++) if (!cb->entries[i].len) break;
 463         if (i != cb->nentries) sparse = 1;
 464         put_bits(pb, 1, sparse);
 465
 466         for (i = 0; i < cb->nentries; i++) {
 467             if (sparse) put_bits(pb, 1, !!cb->entries[i].len);
 468             if (cb->entries[i].len) put_bits(pb, 5, cb->entries[i].len - 1);
 469         }
 470     }
 471
 472     put_bits(pb, 4, cb->lookup);
 473     if (cb->lookup) {
 474         int tmp = cb_lookup_vals(cb->lookup, cb->ndimentions, cb->nentries);
 475         int bits = ilog(cb->quantlist[0]);
 476
 477         for (i = 1; i < tmp; i++) bits = FFMAX(bits, ilog(cb->quantlist[i]));
 478
 479         put_float(pb, cb->min);
 480         put_float(pb, cb->delta);
 481
 482         put_bits(pb, 4, bits - 1);
 483         put_bits(pb, 1, cb->seq_p);
 484
 485         for (i = 0; i < tmp; i++) put_bits(pb, bits, cb->quantlist[i]);
 486     }
 487 }
 488
 489 static void put_floor_header(PutBitContext * pb, floor_t * fc) {
 490     int i;
 491
 492     put_bits(pb, 16, 1); // type, only floor1 is supported
 493
 494     put_bits(pb, 5, fc->partitions);
 495
 496     for (i = 0; i < fc->partitions; i++) put_bits(pb, 4, fc->partition_to_class[i]);
 497
 498     for (i = 0; i < fc->nclasses; i++) {
 499         int j, books;
 500
 501         put_bits(pb, 3, fc->classes[i].dim - 1);
 502         put_bits(pb, 2, fc->classes[i].subclass);
 503
 504         if (fc->classes[i].subclass) put_bits(pb, 8, fc->classes[i].masterbook);
 505
 506         books = (1 << fc->classes[i].subclass);
 507
 508         for (j = 0; j < books; j++) put_bits(pb, 8, fc->classes[i].books[j] + 1);
 509     }
 510
 511     put_bits(pb, 2, fc->multiplier - 1);
 512     put_bits(pb, 4, fc->rangebits);
 513
 514     for (i = 2; i < fc->values; i++) put_bits(pb, fc->rangebits, fc->list[i].x);
 515 }
 516
 517 static void put_residue_header(PutBitContext * pb, residue_t * rc) {
 518     int i;
 519
 520     put_bits(pb, 16, rc->type);
 521
 522     put_bits(pb, 24, rc->begin);
 523     put_bits(pb, 24, rc->end);
 524     put_bits(pb, 24, rc->partition_size - 1);
 525     put_bits(pb, 6, rc->classifications - 1);
 526     put_bits(pb, 8, rc->classbook);
 527
 528     for (i = 0; i < rc->classifications; i++) {
 529         int j, tmp = 0;
 530         for (j = 0; j < 8; j++) tmp |= (rc->books[i][j] != -1) << j;
 531
 532         put_bits(pb, 3, tmp & 7);
 533         put_bits(pb, 1, tmp > 7);
 534
 535         if (tmp > 7) put_bits(pb, 5, tmp >> 3);
 536     }
 537
 538     for (i = 0; i < rc->classifications; i++) {
 539         int j;
 540         for (j = 0; j < 8; j++)
 541             if (rc->books[i][j] != -1)
 542                 put_bits(pb, 8, rc->books[i][j]);
 543     }
 544 }
 545
 546 static int put_main_header(venc_context_t * venc, uint8_t ** out) {
 547     int i;
 548     PutBitContext pb;
 549     uint8_t buffer[50000] = {0}, * p = buffer;
 550     int buffer_len = sizeof buffer;
 551     int len, hlens[3];
 552
 553     // identification header
 554     init_put_bits(&pb, p, buffer_len);
 555     put_bits(&pb, 8, 1); //magic
 556     for (i = 0; "vorbis"[i]; i++) put_bits(&pb, 8, "vorbis"[i]);
 557     put_bits(&pb, 32, 0); // version
 558     put_bits(&pb, 8, venc->channels);
 559     put_bits(&pb, 32, venc->sample_rate);
 560     put_bits(&pb, 32, 0); // bitrate
 561     put_bits(&pb, 32, 0); // bitrate
 562     put_bits(&pb, 32, 0); // bitrate
 563     put_bits(&pb, 4, venc->blocksize[0]);
 564     put_bits(&pb, 4, venc->blocksize[1]);
 565     put_bits(&pb, 1, 1); // framing
 566
 567     flush_put_bits(&pb);
 568     hlens[0] = (put_bits_count(&pb) + 7) / 8;
 569     buffer_len -= hlens[0];
 570     p += hlens[0];
 571
 572     // comment header
 573     init_put_bits(&pb, p, buffer_len);
 574     put_bits(&pb, 8, 3); //magic
 575     for (i = 0; "vorbis"[i]; i++) put_bits(&pb, 8, "vorbis"[i]);
 576     put_bits(&pb, 32, 0); // vendor length TODO
 577     put_bits(&pb, 32, 0); // amount of comments
 578     put_bits(&pb, 1, 1); // framing
 579
 580     flush_put_bits(&pb);
 581     hlens[1] = (put_bits_count(&pb) + 7) / 8;
 582     buffer_len -= hlens[1];
 583     p += hlens[1];
 584
 585     // setup header
 586     init_put_bits(&pb, p, buffer_len);
 587     put_bits(&pb, 8, 5); //magic
 588     for (i = 0; "vorbis"[i]; i++) put_bits(&pb, 8, "vorbis"[i]);
 589
 590     // codebooks
 591     put_bits(&pb, 8, venc->ncodebooks - 1);
 592     for (i = 0; i < venc->ncodebooks; i++) put_codebook_header(&pb, &venc->codebooks[i]);
 593
 594     // time domain, reserved, zero
 595     put_bits(&pb, 6, 0);
 596     put_bits(&pb, 16, 0);
 597
 598     // floors
 599     put_bits(&pb, 6, venc->nfloors - 1);
 600     for (i = 0; i < venc->nfloors; i++) put_floor_header(&pb, &venc->floors[i]);
 601
 602     // residues
 603     put_bits(&pb, 6, venc->nresidues - 1);
 604     for (i = 0; i < venc->nresidues; i++) put_residue_header(&pb, &venc->residues[i]);
 605
 606     // mappings
 607     put_bits(&pb, 6, venc->nmappings - 1);
 608     for (i = 0; i < venc->nmappings; i++) {
 609         mapping_t * mc = &venc->mappings[i];
 610         int j;
 611         put_bits(&pb, 16, 0); // mapping type
 612
 613         put_bits(&pb, 1, mc->submaps > 1);
 614         if (mc->submaps > 1) put_bits(&pb, 4, mc->submaps - 1);
 615
 616         put_bits(&pb, 1, !!mc->coupling_steps);
 617         if (mc->coupling_steps) {
 618             put_bits(&pb, 8, mc->coupling_steps - 1);
 619             for (j = 0; j < mc->coupling_steps; j++) {
 620                 put_bits(&pb, ilog(venc->channels - 1), mc->magnitude[j]);
 621                 put_bits(&pb, ilog(venc->channels - 1), mc->angle[j]);
 622             }
 623         }
 624
 625         put_bits(&pb, 2, 0); // reserved
 626
 627         if (mc->submaps > 1) for (j = 0; j < venc->channels; j++) put_bits(&pb, 4, mc->mux[j]);
 628
 629         for (j = 0; j < mc->submaps; j++) {
 630             put_bits(&pb, 8, 0); // reserved time configuration
 631             put_bits(&pb, 8, mc->floor[j]);
 632             put_bits(&pb, 8, mc->residue[j]);
 633         }
 634     }
 635
 636     // modes
 637     put_bits(&pb, 6, venc->nmodes - 1);
 638     for (i = 0; i < venc->nmodes; i++) {
 639         put_bits(&pb, 1, venc->modes[i].blockflag);
 640         put_bits(&pb, 16, 0); // reserved window type
 641         put_bits(&pb, 16, 0); // reserved transform type
 642         put_bits(&pb, 8, venc->modes[i].mapping);
 643     }
 644
 645     put_bits(&pb, 1, 1); // framing
 646
 647     flush_put_bits(&pb);
 648     hlens[2] = (put_bits_count(&pb) + 7) / 8;
 649
 650     len = hlens[0] + hlens[1] + hlens[2];
 651     p = *out = av_mallocz(64 + len + len/255);
 652
 653     *p++ = 2;
 654     p += av_xiphlacing(p, hlens[0]);
 655     p += av_xiphlacing(p, hlens[1]);
 656     buffer_len = 0;
 657     for (i = 0; i < 3; i++) {
 658         memcpy(p, buffer + buffer_len, hlens[i]);
 659         p += hlens[i];
 660         buffer_len += hlens[i];
 661     }
 662
 663     return p - *out;
 664 }
 665
 666 static void floor_fit(venc_context_t * venc, floor_t * fc, float * coeffs, int * posts, int samples) {
 667     int range = 255 / fc->multiplier + 1;
 668     int i;
 669     for (i = 0; i < fc->values; i++) {
 670         int position = fc->list[fc->list[i].sort].x;
 671         int begin = fc->list[fc->list[FFMAX(i-1, 0)].sort].x;
 672         int end   = fc->list[fc->list[FFMIN(i+1, fc->values - 1)].sort].x;
 673         int j;
 674         float average = 0;
 675         begin = (position + begin) / 2;
 676         end   = (position + end  ) / 2;
 677
 678         assert(end <= samples);
 679         for (j = begin; j < end; j++) average += fabs(coeffs[j]);
 680         average /= end - begin;
 681         average /= 32; // MAGIC!
 682         for (j = 0; j < range - 1; j++) if (floor1_inverse_db_table[j * fc->multiplier] > average) break;
 683         posts[fc->list[i].sort] = j;
 684     }
 685 }
 686
 687 static int render_point(int x0, int y0, int x1, int y1, int x) {
 688     return y0 +  (x - x0) * (y1 - y0) / (x1 - x0);
 689 }
 690
 691 static void render_line(int x0, int y0, int x1, int y1, float * buf, int n) {
 692     int dy = y1 - y0;
 693     int adx = x1 - x0;
 694     int ady = FFMAX(dy, -dy);
 695     int base = dy / adx;
 696     int x = x0;
 697     int y = y0;
 698     int err = 0;
 699     int sy;
 700     if (dy < 0) sy = base - 1;
 701     else sy = base + 1;
 702     ady = ady - FFMAX(base, -base) * adx;
 703     if (x >= n) return;
 704     buf[x] = floor1_inverse_db_table[y];
 705     for (x = x0 + 1; x < x1; x++) {
 706         if (x >= n) return;
 707         err += ady;
 708         if (err >= adx) {
 709             err -= adx;
 710             y += sy;
 711         } else {
 712             y += base;
 713         }
 714         buf[x] = floor1_inverse_db_table[y];
 715     }
 716 }
 717
 718 static void floor_encode(venc_context_t * venc, floor_t * fc, PutBitContext * pb, int * posts, float * floor, int samples) {
 719     int range = 255 / fc->multiplier + 1;
 720     int coded[fc->values]; // first 2 values are unused
 721     int i, counter;
 722     int lx, ly;
 723
 724     put_bits(pb, 1, 1); // non zero
 725     put_bits(pb, ilog(range - 1), posts[0]);
 726     put_bits(pb, ilog(range - 1), posts[1]);
 727
 728     for (i = 2; i < fc->values; i++) {
 729         int predicted = render_point(fc->list[fc->list[i].low].x,
 730                                      posts[fc->list[i].low],
 731                                      fc->list[fc->list[i].high].x,
 732                                      posts[fc->list[i].high],
 733                                      fc->list[i].x);
 734         int highroom = range - predicted;
 735         int lowroom = predicted;
 736         int room = FFMIN(highroom, lowroom);
 737         if (predicted == posts[i]) {
 738             coded[i] = 0; // must be used later as flag!
 739             continue;
 740         } else {
 741             if (!coded[fc->list[i].low]) coded[fc->list[i].low] = -1;
 742             if (!coded[fc->list[i].high]) coded[fc->list[i].high] = -1;
 743         }
 744         if (posts[i] > predicted) {
 745             if (posts[i] - predicted > room) coded[i] = posts[i] - predicted + lowroom;
 746             else coded[i] = (posts[i] - predicted) << 1;
 747         } else {
 748             if (predicted - posts[i] > room) coded[i] = predicted - posts[i] + highroom - 1;
 749             else coded[i] = ((predicted - posts[i]) << 1) - 1;
 750         }
 751     }
 752
 753     counter = 2;
 754     for (i = 0; i < fc->partitions; i++) {
 755         floor_class_t * c = &fc->classes[fc->partition_to_class[i]];
 756         int k, cval = 0, csub = 1<<c->subclass;
 757         if (c->subclass) {
 758             codebook_t * book = &venc->codebooks[c->masterbook];
 759             int cshift = 0;
 760             for (k = 0; k < c->dim; k++) {
 761                 int l;
 762                 for (l = 0; l < csub; l++) {
 763                     int maxval = 1;
 764                     if (c->books[l] != -1) maxval = venc->codebooks[c->books[l]].nentries;
 765                     // coded could be -1, but this still works, cause thats 0
 766                     if (coded[counter + k] < maxval) break;
 767                 }
 768                 assert(l != csub);
 769                 cval |= l << cshift;
 770                 cshift += c->subclass;
 771             }
 772             assert(cval < book->nentries);
 773             put_bits(pb, book->entries[cval].len, book->entries[cval].codeword);
 774         }
 775         for (k = 0; k < c->dim; k++) {
 776             codebook_t * book = &venc->codebooks[c->books[cval & (csub-1)]];
 777             int entry = coded[counter++];
 778             cval >>= c->subclass;
 779             if (entry == -1) entry = 0;
 780             assert(entry < book->nentries);
 781             assert(entry >= 0);
 782             put_bits(pb, book->entries[entry].len, book->entries[entry].codeword);
 783         }
 784     }
 785
 786     lx = 0;
 787     ly = posts[0] * fc->multiplier; // sorted 0 is still 0
 788     coded[0] = coded[1] = 1;
 789     for (i = 1; i < fc->values; i++) {
 790         int pos = fc->list[i].sort;
 791         if (coded[pos]) {
 792             render_line(lx, ly, fc->list[pos].x, posts[pos] * fc->multiplier, floor, samples);
 793             lx = fc->list[pos].x;
 794             ly = posts[pos] * fc->multiplier;
 795         }
 796         if (lx >= samples) break;
 797     }
 798     if (lx < samples) render_line(lx, ly, samples, ly, floor, samples);
 799 }
 800
 801 static float * put_vector(codebook_t * book, PutBitContext * pb, float * num) {
 802     int i;
 803     int entry = -1;
 804     float distance = 0;
 805     assert(book->dimentions);
 806     for (i = 0; i < book->nentries; i++) {
 807         float d = 0.;
 808         int j;
 809         for (j = 0; j < book->ndimentions; j++) {
 810             float a = (book->dimentions[i * book->ndimentions + j] - num[j]);
 811             d += a*a;
 812         }
 813         if (entry == -1 || distance > d) {
 814             entry = i;
 815             distance = d;
 816         }
 817     }
 818     put_bits(pb, book->entries[entry].len, book->entries[entry].codeword);
 819     return &book->dimentions[entry * book->ndimentions];
 820 }
 821
 822 static void residue_encode(venc_context_t * venc, residue_t * rc, PutBitContext * pb, float * coeffs, int samples, int channels) {
 823     int pass, i, j, p, k;
 824     int psize = rc->partition_size;
 825     int partitions = (rc->end - rc->begin) / psize;
 826     int classes[channels][partitions];
 827     int classwords = venc->codebooks[rc->classbook].ndimentions;
 828     int real_ch = channels;
 829
 830     if (rc->type == 2) channels = 1;
 831
 832     for (pass = 0; pass < 8; pass++) {
 833         p = 0;
 834         while (p < partitions) {
 835             if (pass == 0) for (j = 0; j < channels; j++) {
 836                 codebook_t * book = &venc->codebooks[rc->classbook];
 837                 int entry = 0;
 838                 put_bits(pb, book->entries[entry].len, book->entries[entry].codeword);
 839                 for (i = classwords; i--; ) {
 840                     classes[j][p + i] = entry % rc->classifications;
 841                     entry /= rc->classifications;
 842                 }
 843             }
 844             for (i = 0; i < classwords && p < partitions; i++, p++) {
 845                 for (j = 0; j < channels; j++) {
 846                     int nbook = rc->books[classes[j][p]][pass];
 847                     codebook_t * book = &venc->codebooks[nbook];
 848                     float * buf = coeffs + samples*j + rc->begin + p*psize;
 849                     if (nbook == -1) continue;
 850
 851                     assert(rc->type == 0 || rc->type == 2);
 852                     assert(!(psize % book->ndimentions));
 853
 854                     if (rc->type == 0) {
 855                         for (k = 0; k < psize; k += book->ndimentions) {
 856                             float * a = put_vector(book, pb, &buf[k]);
 857                             int l;
 858                             for (l = 0; l < book->ndimentions; l++) buf[k + l] -= a[l];
 859                         }
 860                     } else {
 861                         for (k = 0; k < psize; k += book->ndimentions) {
 862                             int dim = book->ndimentions, s = rc->begin + p * psize, l;
 863                             float vec[dim], * a = vec;
 864                             for (l = s + k; l < s + k + dim; l++)
 865                                 *a++ = coeffs[(l % real_ch) * samples + l / real_ch];
 866                             a = put_vector(book, pb, vec);
 867                             for (l = s + k; l < s + k + dim; l++)
 868                                 coeffs[(l % real_ch) * samples + l / real_ch] -= *a++;
 869                         }
 870                     }
 871                 }
 872             }
 873         }
 874     }
 875 }
 876
 877 static int window(venc_context_t * venc, signed short * audio, int samples) {
 878     int i, j, channel;
 879     const float * win = venc->win[0];
 880     int window_len = 1 << (venc->blocksize[0] - 1);
 881     float n = (float)(1 << venc->blocksize[0]) / 4.;
 882     // FIXME use dsp
 883
 884     if (!venc->have_saved && !samples) return 0;
 885
 886     if (venc->have_saved) {
 887         for (channel = 0; channel < venc->channels; channel++) {
 888             memcpy(venc->samples + channel*window_len*2, venc->saved + channel*window_len, sizeof(float)*window_len);
 889         }
 890     } else {
 891         for (channel = 0; channel < venc->channels; channel++) {
 892             memset(venc->samples + channel*window_len*2, 0, sizeof(float)*window_len);
 893         }
 894     }
 895
 896     if (samples) {
 897         for (channel = 0; channel < venc->channels; channel++) {
 898             float * offset = venc->samples + channel*window_len*2 + window_len;
 899             j = channel;
 900             for (i = 0; i < samples; i++, j += venc->channels)
 901                 offset[i] = audio[j] / 32768. / n * win[window_len - i - 1];
 902         }
 903     } else {
 904         for (channel = 0; channel < venc->channels; channel++) {
 905             memset(venc->samples + channel*window_len*2 + window_len, 0, sizeof(float)*window_len);
 906         }
 907     }
 908
 909     for (channel = 0; channel < venc->channels; channel++) {
 910         ff_mdct_calc(&venc->mdct[0], venc->coeffs + channel*window_len, venc->samples + channel*window_len*2, venc->floor/*tmp*/);
 911     }
 912
 913     if (samples) {
 914         for (channel = 0; channel < venc->channels; channel++) {
 915             float * offset = venc->saved + channel*window_len;
 916             j = channel;
 917             for (i = 0; i < samples; i++, j += venc->channels)
 918                 offset[i] = audio[j] / 32768. / n * win[i];
 919         }
 920         venc->have_saved = 1;
 921     } else {
 922         venc->have_saved = 0;
 923     }
 924     return 1;
 925 }
 926
 927 static int vorbis_encode_init(AVCodecContext * avccontext)
 928 {
 929     venc_context_t * venc = avccontext->priv_data;
 930
 931     create_vorbis_context(venc, avccontext);
 932
 933     //if (avccontext->flags & CODEC_FLAG_QSCALE) avccontext->global_quality / (float)FF_QP2LAMBDA); else avccontext->bit_rate;
 934     //if(avccontext->cutoff > 0) cfreq = avccontext->cutoff / 1000.0;
 935
 936     avccontext->extradata_size = put_main_header(venc, (uint8_t**)&avccontext->extradata);
 937
 938     avccontext->frame_size = 1 << (venc->blocksize[0] - 1);
 939
 940     avccontext->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 941     avccontext->coded_frame->key_frame = 1;
 942
 943     return 0;
 944 }
 945
 946 static int vorbis_encode_frame(AVCodecContext * avccontext, unsigned char * packets, int buf_size, void *data)
 947 {
 948     venc_context_t * venc = avccontext->priv_data;
 949     signed short * audio = data;
 950     int samples = data ? avccontext->frame_size : 0;
 951     vorbis_mode_t * mode;
 952     mapping_t * mapping;
 953     PutBitContext pb;
 954     int i;
 955
 956     if (!window(venc, audio, samples)) return 0;
 957     samples = 1 << (venc->blocksize[0] - 1);
 958
 959     init_put_bits(&pb, packets, buf_size);
 960
 961     put_bits(&pb, 1, 0); // magic bit
 962
 963     put_bits(&pb, ilog(venc->nmodes - 1), 0); // 0 bits, the mode
 964
 965     mode = &venc->modes[0];
 966     mapping = &venc->mappings[mode->mapping];
 967     if (mode->blockflag) {
 968         put_bits(&pb, 1, 0);
 969         put_bits(&pb, 1, 0);
 970     }
 971
 972     for (i = 0; i < venc->channels; i++) {
 973         floor_t * fc = &venc->floors[mapping->floor[mapping->mux[i]]];
 974         int posts[fc->values];
 975         floor_fit(venc, fc, &venc->coeffs[i * samples], posts, samples);
 976         floor_encode(venc, fc, &pb, posts, &venc->floor[i * samples], samples);
 977     }
 978
 979     for (i = 0; i < venc->channels; i++) {
 980         int j;
 981         for (j = 0; j < samples; j++) {
 982             venc->coeffs[i * samples + j] /= venc->floor[i * samples + j];
 983         }
 984     }
 985
 986     for (i = 0; i < mapping->coupling_steps; i++) {
 987         float * mag = venc->coeffs + mapping->magnitude[i] * samples;
 988         float * ang = venc->coeffs + mapping->angle[i] * samples;
 989         int j;
 990         for (j = 0; j < samples; j++) {
 991             float m = mag[j];
 992             float a = ang[j];
 993             if (m > 0) {
 994                 ang[j] = m - a;
 995                 if (a > m) mag[j] = a;
 996                 else mag[j] = m;
 997             } else {
 998                 ang[j] = a - m;
 999                 if (a > m) mag[j] = m;
1000                 else mag[j] = a;
1001             }
1002         }
1003     }
1004
1005     residue_encode(venc, &venc->residues[mapping->residue[mapping->mux[0]]], &pb, venc->coeffs, samples, venc->channels);
1006
1007     return (put_bits_count(&pb) + 7) / 8;
1008 }
1009
1010
1011 static int vorbis_encode_close(AVCodecContext * avccontext)
1012 {
1013     venc_context_t * venc = avccontext->priv_data;
1014     int i;
1015
1016     if (venc->codebooks) for (i = 0; i < venc->ncodebooks; i++) {
1017         av_freep(&venc->codebooks[i].entries);
1018         av_freep(&venc->codebooks[i].quantlist);
1019         av_freep(&venc->codebooks[i].dimentions);
1020     }
1021     av_freep(&venc->codebooks);
1022
1023     if (venc->floors) for (i = 0; i < venc->nfloors; i++) {
1024         int j;
1025         av_freep(&venc->floors[i].classes);
1026         if (venc->floors[i].classes)
1027             for (j = 0; j < venc->floors[i].nclasses; j++)
1028                 av_freep(&venc->floors[i].classes[j].books);
1029         av_freep(&venc->floors[i].partition_to_class);
1030         av_freep(&venc->floors[i].list);
1031     }
1032     av_freep(&venc->floors);
1033
1034     if (venc->residues) for (i = 0; i < venc->nresidues; i++) {
1035         av_freep(&venc->residues[i].books);
1036     }
1037     av_freep(&venc->residues);
1038
1039     if (venc->mappings) for (i = 0; i < venc->nmappings; i++) {
1040         av_freep(&venc->mappings[i].mux);
1041         av_freep(&venc->mappings[i].floor);
1042         av_freep(&venc->mappings[i].residue);
1043     }
1044     av_freep(&venc->mappings);
1045
1046     av_freep(&venc->modes);
1047
1048     av_freep(&venc->saved);
1049     av_freep(&venc->samples);
1050     av_freep(&venc->floor);
1051     av_freep(&venc->coeffs);
1052
1053     ff_mdct_end(&venc->mdct[0]);
1054     ff_mdct_end(&venc->mdct[1]);
1055
1056     av_freep(&avccontext->coded_frame);
1057     av_freep(&avccontext->extradata);
1058
1059     return 0 ;
1060 }
1061
1062 AVCodec vorbis_encoder = {
1063     "vorbis",
1064     CODEC_TYPE_AUDIO,
1065     CODEC_ID_VORBIS,
1066     sizeof(venc_context_t),
1067     vorbis_encode_init,
1068     vorbis_encode_frame,
1069     vorbis_encode_close,
1070     .capabilities= CODEC_CAP_DELAY,
1071 };