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

   1 /*
   2  * copyright (c) 2006 Oded Shimon <ods15@ods15.dyndns.org>
   3  *
   4  * This file is part of Libav.
   5  *
   6  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14  * Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 /**
  22  * @file
  23  * Native Vorbis encoder.
  24  * @author Oded Shimon <ods15@ods15.dyndns.org>
  25  */
  26
  27 #include <float.h>
  28 #include "avcodec.h"
  29 #include "dsputil.h"
  30 #include "internal.h"
  31 #include "fft.h"
  32 #include "vorbis.h"
  33 #include "vorbis_enc_data.h"
  34
  35 #define BITSTREAM_WRITER_LE
  36 #include "put_bits.h"
  37
  38 #undef NDEBUG
  39 #include <assert.h>
  40
  41 typedef struct {
  42     int nentries;
  43     uint8_t *lens;
  44     uint32_t *codewords;
  45     int ndimensions;
  46     float min;
  47     float delta;
  48     int seq_p;
  49     int lookup;
  50     int *quantlist;
  51     float *dimensions;
  52     float *pow2;
  53 } vorbis_enc_codebook;
  54
  55 typedef struct {
  56     int dim;
  57     int subclass;
  58     int masterbook;
  59     int *books;
  60 } vorbis_enc_floor_class;
  61
  62 typedef struct {
  63     int partitions;
  64     int *partition_to_class;
  65     int nclasses;
  66     vorbis_enc_floor_class *classes;
  67     int multiplier;
  68     int rangebits;
  69     int values;
  70     vorbis_floor1_entry *list;
  71 } vorbis_enc_floor;
  72
  73 typedef struct {
  74     int type;
  75     int begin;
  76     int end;
  77     int partition_size;
  78     int classifications;
  79     int classbook;
  80     int8_t (*books)[8];
  81     float (*maxes)[2];
  82 } vorbis_enc_residue;
  83
  84 typedef struct {
  85     int submaps;
  86     int *mux;
  87     int *floor;
  88     int *residue;
  89     int coupling_steps;
  90     int *magnitude;
  91     int *angle;
  92 } vorbis_enc_mapping;
  93
  94 typedef struct {
  95     int blockflag;
  96     int mapping;
  97 } vorbis_enc_mode;
  98
  99 typedef struct {
 100     int channels;
 101     int sample_rate;
 102     int log2_blocksize[2];
 103     FFTContext mdct[2];
 104     const float *win[2];
 105     int have_saved;
 106     float *saved;
 107     float *samples;
 108     float *floor;  // also used for tmp values for mdct
 109     float *coeffs; // also used for residue after floor
 110     float quality;
 111
 112     int ncodebooks;
 113     vorbis_enc_codebook *codebooks;
 114
 115     int nfloors;
 116     vorbis_enc_floor *floors;
 117
 118     int nresidues;
 119     vorbis_enc_residue *residues;
 120
 121     int nmappings;
 122     vorbis_enc_mapping *mappings;
 123
 124     int nmodes;
 125     vorbis_enc_mode *modes;
 126
 127     int64_t next_pts;
 128 } vorbis_enc_context;
 129
 130 #define MAX_CHANNELS     2
 131 #define MAX_CODEBOOK_DIM 8
 132
 133 #define MAX_FLOOR_CLASS_DIM  4
 134 #define NUM_FLOOR_PARTITIONS 8
 135 #define MAX_FLOOR_VALUES     (MAX_FLOOR_CLASS_DIM*NUM_FLOOR_PARTITIONS+2)
 136
 137 #define RESIDUE_SIZE           1600
 138 #define RESIDUE_PART_SIZE      32
 139 #define NUM_RESIDUE_PARTITIONS (RESIDUE_SIZE/RESIDUE_PART_SIZE)
 140
 141 static inline int put_codeword(PutBitContext *pb, vorbis_enc_codebook *cb,
 142                                int entry)
 143 {
 144     assert(entry >= 0);
 145     assert(entry < cb->nentries);
 146     assert(cb->lens[entry]);
 147     if (pb->size_in_bits - put_bits_count(pb) < cb->lens[entry])
 148         return AVERROR(EINVAL);
 149     put_bits(pb, cb->lens[entry], cb->codewords[entry]);
 150     return 0;
 151 }
 152
 153 static int cb_lookup_vals(int lookup, int dimensions, int entries)
 154 {
 155     if (lookup == 1)
 156         return ff_vorbis_nth_root(entries, dimensions);
 157     else if (lookup == 2)
 158         return dimensions *entries;
 159     return 0;
 160 }
 161
 162 static int ready_codebook(vorbis_enc_codebook *cb)
 163 {
 164     int i;
 165
 166     ff_vorbis_len2vlc(cb->lens, cb->codewords, cb->nentries);
 167
 168     if (!cb->lookup) {
 169         cb->pow2 = cb->dimensions = NULL;
 170     } else {
 171         int vals = cb_lookup_vals(cb->lookup, cb->ndimensions, cb->nentries);
 172         cb->dimensions = av_malloc(sizeof(float) * cb->nentries * cb->ndimensions);
 173         cb->pow2 = av_mallocz(sizeof(float) * cb->nentries);
 174         if (!cb->dimensions || !cb->pow2)
 175             return AVERROR(ENOMEM);
 176         for (i = 0; i < cb->nentries; i++) {
 177             float last = 0;
 178             int j;
 179             int div = 1;
 180             for (j = 0; j < cb->ndimensions; j++) {
 181                 int off;
 182                 if (cb->lookup == 1)
 183                     off = (i / div) % vals; // lookup type 1
 184                 else
 185                     off = i * cb->ndimensions + j; // lookup type 2
 186
 187                 cb->dimensions[i * cb->ndimensions + j] = last + cb->min + cb->quantlist[off] * cb->delta;
 188                 if (cb->seq_p)
 189                     last = cb->dimensions[i * cb->ndimensions + j];
 190                 cb->pow2[i] += cb->dimensions[i * cb->ndimensions + j] * cb->dimensions[i * cb->ndimensions + j];
 191                 div *= vals;
 192             }
 193             cb->pow2[i] /= 2.;
 194         }
 195     }
 196     return 0;
 197 }
 198
 199 static int ready_residue(vorbis_enc_residue *rc, vorbis_enc_context *venc)
 200 {
 201     int i;
 202     assert(rc->type == 2);
 203     rc->maxes = av_mallocz(sizeof(float[2]) * rc->classifications);
 204     if (!rc->maxes)
 205         return AVERROR(ENOMEM);
 206     for (i = 0; i < rc->classifications; i++) {
 207         int j;
 208         vorbis_enc_codebook * cb;
 209         for (j = 0; j < 8; j++)
 210             if (rc->books[i][j] != -1)
 211                 break;
 212         if (j == 8) // zero
 213             continue;
 214         cb = &venc->codebooks[rc->books[i][j]];
 215         assert(cb->ndimensions >= 2);
 216         assert(cb->lookup);
 217
 218         for (j = 0; j < cb->nentries; j++) {
 219             float a;
 220             if (!cb->lens[j])
 221                 continue;
 222             a = fabs(cb->dimensions[j * cb->ndimensions]);
 223             if (a > rc->maxes[i][0])
 224                 rc->maxes[i][0] = a;
 225             a = fabs(cb->dimensions[j * cb->ndimensions + 1]);
 226             if (a > rc->maxes[i][1])
 227                 rc->maxes[i][1] = a;
 228         }
 229     }
 230     // small bias
 231     for (i = 0; i < rc->classifications; i++) {
 232         rc->maxes[i][0] += 0.8;
 233         rc->maxes[i][1] += 0.8;
 234     }
 235     return 0;
 236 }
 237
 238 static int create_vorbis_context(vorbis_enc_context *venc,
 239                                  AVCodecContext *avccontext)
 240 {
 241     vorbis_enc_floor   *fc;
 242     vorbis_enc_residue *rc;
 243     vorbis_enc_mapping *mc;
 244     int i, book, ret;
 245
 246     venc->channels    = avccontext->channels;
 247     venc->sample_rate = avccontext->sample_rate;
 248     venc->log2_blocksize[0] = venc->log2_blocksize[1] = 11;
 249
 250     venc->ncodebooks = FF_ARRAY_ELEMS(cvectors);
 251     venc->codebooks  = av_malloc(sizeof(vorbis_enc_codebook) * venc->ncodebooks);
 252     if (!venc->codebooks)
 253         return AVERROR(ENOMEM);
 254
 255     // codebook 0..14 - floor1 book, values 0..255
 256     // codebook 15 residue masterbook
 257     // codebook 16..29 residue
 258     for (book = 0; book < venc->ncodebooks; book++) {
 259         vorbis_enc_codebook *cb = &venc->codebooks[book];
 260         int vals;
 261         cb->ndimensions = cvectors[book].dim;
 262         cb->nentries    = cvectors[book].real_len;
 263         cb->min         = cvectors[book].min;
 264         cb->delta       = cvectors[book].delta;
 265         cb->lookup      = cvectors[book].lookup;
 266         cb->seq_p       = 0;
 267
 268         cb->lens      = av_malloc(sizeof(uint8_t)  * cb->nentries);
 269         cb->codewords = av_malloc(sizeof(uint32_t) * cb->nentries);
 270         if (!cb->lens || !cb->codewords)
 271             return AVERROR(ENOMEM);
 272         memcpy(cb->lens, cvectors[book].clens, cvectors[book].len);
 273         memset(cb->lens + cvectors[book].len, 0, cb->nentries - cvectors[book].len);
 274
 275         if (cb->lookup) {
 276             vals = cb_lookup_vals(cb->lookup, cb->ndimensions, cb->nentries);
 277             cb->quantlist = av_malloc(sizeof(int) * vals);
 278             if (!cb->quantlist)
 279                 return AVERROR(ENOMEM);
 280             for (i = 0; i < vals; i++)
 281                 cb->quantlist[i] = cvectors[book].quant[i];
 282         } else {
 283             cb->quantlist = NULL;
 284         }
 285         if ((ret = ready_codebook(cb)) < 0)
 286             return ret;
 287     }
 288
 289     venc->nfloors = 1;
 290     venc->floors  = av_malloc(sizeof(vorbis_enc_floor) * venc->nfloors);
 291     if (!venc->floors)
 292         return AVERROR(ENOMEM);
 293
 294     // just 1 floor
 295     fc = &venc->floors[0];
 296     fc->partitions         = NUM_FLOOR_PARTITIONS;
 297     fc->partition_to_class = av_malloc(sizeof(int) * fc->partitions);
 298     if (!fc->partition_to_class)
 299         return AVERROR(ENOMEM);
 300     fc->nclasses           = 0;
 301     for (i = 0; i < fc->partitions; i++) {
 302         static const int a[] = {0, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 4};
 303         fc->partition_to_class[i] = a[i];
 304         fc->nclasses = FFMAX(fc->nclasses, fc->partition_to_class[i]);
 305     }
 306     fc->nclasses++;
 307     fc->classes = av_malloc(sizeof(vorbis_enc_floor_class) * fc->nclasses);
 308     if (!fc->classes)
 309         return AVERROR(ENOMEM);
 310     for (i = 0; i < fc->nclasses; i++) {
 311         vorbis_enc_floor_class * c = &fc->classes[i];
 312         int j, books;
 313         c->dim        = floor_classes[i].dim;
 314         c->subclass   = floor_classes[i].subclass;
 315         c->masterbook = floor_classes[i].masterbook;
 316         books         = (1 << c->subclass);
 317         c->books      = av_malloc(sizeof(int) * books);
 318         if (!c->books)
 319             return AVERROR(ENOMEM);
 320         for (j = 0; j < books; j++)
 321             c->books[j] = floor_classes[i].nbooks[j];
 322     }
 323     fc->multiplier = 2;
 324     fc->rangebits  = venc->log2_blocksize[0] - 1;
 325
 326     fc->values = 2;
 327     for (i = 0; i < fc->partitions; i++)
 328         fc->values += fc->classes[fc->partition_to_class[i]].dim;
 329
 330     fc->list = av_malloc(sizeof(vorbis_floor1_entry) * fc->values);
 331     if (!fc->list)
 332         return AVERROR(ENOMEM);
 333     fc->list[0].x = 0;
 334     fc->list[1].x = 1 << fc->rangebits;
 335     for (i = 2; i < fc->values; i++) {
 336         static const int a[] = {
 337              93, 23,372,  6, 46,186,750, 14, 33, 65,
 338             130,260,556,  3, 10, 18, 28, 39, 55, 79,
 339             111,158,220,312,464,650,850
 340         };
 341         fc->list[i].x = a[i - 2];
 342     }
 343     if (ff_vorbis_ready_floor1_list(avccontext, fc->list, fc->values))
 344         return AVERROR_BUG;
 345
 346     venc->nresidues = 1;
 347     venc->residues  = av_malloc(sizeof(vorbis_enc_residue) * venc->nresidues);
 348     if (!venc->residues)
 349         return AVERROR(ENOMEM);
 350
 351     // single residue
 352     rc = &venc->residues[0];
 353     rc->type            = 2;
 354     rc->begin           = 0;
 355     rc->end             = 1600;
 356     rc->partition_size  = 32;
 357     rc->classifications = 10;
 358     rc->classbook       = 15;
 359     rc->books           = av_malloc(sizeof(*rc->books) * rc->classifications);
 360     if (!rc->books)
 361         return AVERROR(ENOMEM);
 362     {
 363         static const int8_t a[10][8] = {
 364             { -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, },
 365             { -1, -1, 16, -1, -1, -1, -1, -1, },
 366             { -1, -1, 17, -1, -1, -1, -1, -1, },
 367             { -1, -1, 18, -1, -1, -1, -1, -1, },
 368             { -1, -1, 19, -1, -1, -1, -1, -1, },
 369             { -1, -1, 20, -1, -1, -1, -1, -1, },
 370             { -1, -1, 21, -1, -1, -1, -1, -1, },
 371             { 22, 23, -1, -1, -1, -1, -1, -1, },
 372             { 24, 25, -1, -1, -1, -1, -1, -1, },
 373             { 26, 27, 28, -1, -1, -1, -1, -1, },
 374         };
 375         memcpy(rc->books, a, sizeof a);
 376     }
 377     if ((ret = ready_residue(rc, venc)) < 0)
 378         return ret;
 379
 380     venc->nmappings = 1;
 381     venc->mappings  = av_malloc(sizeof(vorbis_enc_mapping) * venc->nmappings);
 382     if (!venc->mappings)
 383         return AVERROR(ENOMEM);
 384
 385     // single mapping
 386     mc = &venc->mappings[0];
 387     mc->submaps = 1;
 388     mc->mux     = av_malloc(sizeof(int) * venc->channels);
 389     if (!mc->mux)
 390         return AVERROR(ENOMEM);
 391     for (i = 0; i < venc->channels; i++)
 392         mc->mux[i] = 0;
 393     mc->floor   = av_malloc(sizeof(int) * mc->submaps);
 394     mc->residue = av_malloc(sizeof(int) * mc->submaps);
 395     if (!mc->floor || !mc->residue)
 396         return AVERROR(ENOMEM);
 397     for (i = 0; i < mc->submaps; i++) {
 398         mc->floor[i]   = 0;
 399         mc->residue[i] = 0;
 400     }
 401     mc->coupling_steps = venc->channels == 2 ? 1 : 0;
 402     mc->magnitude      = av_malloc(sizeof(int) * mc->coupling_steps);
 403     mc->angle          = av_malloc(sizeof(int) * mc->coupling_steps);
 404     if (!mc->magnitude || !mc->angle)
 405         return AVERROR(ENOMEM);
 406     if (mc->coupling_steps) {
 407         mc->magnitude[0] = 0;
 408         mc->angle[0]     = 1;
 409     }
 410
 411     venc->nmodes = 1;
 412     venc->modes  = av_malloc(sizeof(vorbis_enc_mode) * venc->nmodes);
 413     if (!venc->modes)
 414         return AVERROR(ENOMEM);
 415
 416     // single mode
 417     venc->modes[0].blockflag = 0;
 418     venc->modes[0].mapping   = 0;
 419
 420     venc->have_saved = 0;
 421     venc->saved      = av_malloc(sizeof(float) * venc->channels * (1 << venc->log2_blocksize[1]) / 2);
 422     venc->samples    = av_malloc(sizeof(float) * venc->channels * (1 << venc->log2_blocksize[1]));
 423     venc->floor      = av_malloc(sizeof(float) * venc->channels * (1 << venc->log2_blocksize[1]) / 2);
 424     venc->coeffs     = av_malloc(sizeof(float) * venc->channels * (1 << venc->log2_blocksize[1]) / 2);
 425     if (!venc->saved || !venc->samples || !venc->floor || !venc->coeffs)
 426         return AVERROR(ENOMEM);
 427
 428     venc->win[0] = ff_vorbis_vwin[venc->log2_blocksize[0] - 6];
 429     venc->win[1] = ff_vorbis_vwin[venc->log2_blocksize[1] - 6];
 430
 431     if ((ret = ff_mdct_init(&venc->mdct[0], venc->log2_blocksize[0], 0, 1.0)) < 0)
 432         return ret;
 433     if ((ret = ff_mdct_init(&venc->mdct[1], venc->log2_blocksize[1], 0, 1.0)) < 0)
 434         return ret;
 435
 436     return 0;
 437 }
 438
 439 static void put_float(PutBitContext *pb, float f)
 440 {
 441     int exp, mant;
 442     uint32_t res = 0;
 443     mant = (int)ldexp(frexp(f, &exp), 20);
 444     exp += 788 - 20;
 445     if (mant < 0) {
 446         res |= (1U << 31);
 447         mant = -mant;
 448     }
 449     res |= mant | (exp << 21);
 450     put_bits32(pb, res);
 451 }
 452
 453 static void put_codebook_header(PutBitContext *pb, vorbis_enc_codebook *cb)
 454 {
 455     int i;
 456     int ordered = 0;
 457
 458     put_bits(pb, 24, 0x564342); //magic
 459     put_bits(pb, 16, cb->ndimensions);
 460     put_bits(pb, 24, cb->nentries);
 461
 462     for (i = 1; i < cb->nentries; i++)
 463         if (cb->lens[i] < cb->lens[i-1])
 464             break;
 465     if (i == cb->nentries)
 466         ordered = 1;
 467
 468     put_bits(pb, 1, ordered);
 469     if (ordered) {
 470         int len = cb->lens[0];
 471         put_bits(pb, 5, len - 1);
 472         i = 0;
 473         while (i < cb->nentries) {
 474             int j;
 475             for (j = 0; j+i < cb->nentries; j++)
 476                 if (cb->lens[j+i] != len)
 477                     break;
 478             put_bits(pb, ilog(cb->nentries - i), j);
 479             i += j;
 480             len++;
 481         }
 482     } else {
 483         int sparse = 0;
 484         for (i = 0; i < cb->nentries; i++)
 485             if (!cb->lens[i])
 486                 break;
 487         if (i != cb->nentries)
 488             sparse = 1;
 489         put_bits(pb, 1, sparse);
 490
 491         for (i = 0; i < cb->nentries; i++) {
 492             if (sparse)
 493                 put_bits(pb, 1, !!cb->lens[i]);
 494             if (cb->lens[i])
 495                 put_bits(pb, 5, cb->lens[i] - 1);
 496         }
 497     }
 498
 499     put_bits(pb, 4, cb->lookup);
 500     if (cb->lookup) {
 501         int tmp  = cb_lookup_vals(cb->lookup, cb->ndimensions, cb->nentries);
 502         int bits = ilog(cb->quantlist[0]);
 503
 504         for (i = 1; i < tmp; i++)
 505             bits = FFMAX(bits, ilog(cb->quantlist[i]));
 506
 507         put_float(pb, cb->min);
 508         put_float(pb, cb->delta);
 509
 510         put_bits(pb, 4, bits - 1);
 511         put_bits(pb, 1, cb->seq_p);
 512
 513         for (i = 0; i < tmp; i++)
 514             put_bits(pb, bits, cb->quantlist[i]);
 515     }
 516 }
 517
 518 static void put_floor_header(PutBitContext *pb, vorbis_enc_floor *fc)
 519 {
 520     int i;
 521
 522     put_bits(pb, 16, 1); // type, only floor1 is supported
 523
 524     put_bits(pb, 5, fc->partitions);
 525
 526     for (i = 0; i < fc->partitions; i++)
 527         put_bits(pb, 4, fc->partition_to_class[i]);
 528
 529     for (i = 0; i < fc->nclasses; i++) {
 530         int j, books;
 531
 532         put_bits(pb, 3, fc->classes[i].dim - 1);
 533         put_bits(pb, 2, fc->classes[i].subclass);
 534
 535         if (fc->classes[i].subclass)
 536             put_bits(pb, 8, fc->classes[i].masterbook);
 537
 538         books = (1 << fc->classes[i].subclass);
 539
 540         for (j = 0; j < books; j++)
 541             put_bits(pb, 8, fc->classes[i].books[j] + 1);
 542     }
 543
 544     put_bits(pb, 2, fc->multiplier - 1);
 545     put_bits(pb, 4, fc->rangebits);
 546
 547     for (i = 2; i < fc->values; i++)
 548         put_bits(pb, fc->rangebits, fc->list[i].x);
 549 }
 550
 551 static void put_residue_header(PutBitContext *pb, vorbis_enc_residue *rc)
 552 {
 553     int i;
 554
 555     put_bits(pb, 16, rc->type);
 556
 557     put_bits(pb, 24, rc->begin);
 558     put_bits(pb, 24, rc->end);
 559     put_bits(pb, 24, rc->partition_size - 1);
 560     put_bits(pb, 6, rc->classifications - 1);
 561     put_bits(pb, 8, rc->classbook);
 562
 563     for (i = 0; i < rc->classifications; i++) {
 564         int j, tmp = 0;
 565         for (j = 0; j < 8; j++)
 566             tmp |= (rc->books[i][j] != -1) << j;
 567
 568         put_bits(pb, 3, tmp & 7);
 569         put_bits(pb, 1, tmp > 7);
 570
 571         if (tmp > 7)
 572             put_bits(pb, 5, tmp >> 3);
 573     }
 574
 575     for (i = 0; i < rc->classifications; i++) {
 576         int j;
 577         for (j = 0; j < 8; j++)
 578             if (rc->books[i][j] != -1)
 579                 put_bits(pb, 8, rc->books[i][j]);
 580     }
 581 }
 582
 583 static int put_main_header(vorbis_enc_context *venc, uint8_t **out)
 584 {
 585     int i;
 586     PutBitContext pb;
 587     uint8_t buffer[50000] = {0}, *p = buffer;
 588     int buffer_len = sizeof buffer;
 589     int len, hlens[3];
 590
 591     // identification header
 592     init_put_bits(&pb, p, buffer_len);
 593     put_bits(&pb, 8, 1); //magic
 594     for (i = 0; "vorbis"[i]; i++)
 595         put_bits(&pb, 8, "vorbis"[i]);
 596     put_bits32(&pb, 0); // version
 597     put_bits(&pb,  8, venc->channels);
 598     put_bits32(&pb, venc->sample_rate);
 599     put_bits32(&pb, 0); // bitrate
 600     put_bits32(&pb, 0); // bitrate
 601     put_bits32(&pb, 0); // bitrate
 602     put_bits(&pb,  4, venc->log2_blocksize[0]);
 603     put_bits(&pb,  4, venc->log2_blocksize[1]);
 604     put_bits(&pb,  1, 1); // framing
 605
 606     flush_put_bits(&pb);
 607     hlens[0] = put_bits_count(&pb) >> 3;
 608     buffer_len -= hlens[0];
 609     p += hlens[0];
 610
 611     // comment header
 612     init_put_bits(&pb, p, buffer_len);
 613     put_bits(&pb, 8, 3); //magic
 614     for (i = 0; "vorbis"[i]; i++)
 615         put_bits(&pb, 8, "vorbis"[i]);
 616     put_bits32(&pb, 0); // vendor length TODO
 617     put_bits32(&pb, 0); // amount of comments
 618     put_bits(&pb,  1, 1); // framing
 619
 620     flush_put_bits(&pb);
 621     hlens[1] = put_bits_count(&pb) >> 3;
 622     buffer_len -= hlens[1];
 623     p += hlens[1];
 624
 625     // setup header
 626     init_put_bits(&pb, p, buffer_len);
 627     put_bits(&pb, 8, 5); //magic
 628     for (i = 0; "vorbis"[i]; i++)
 629         put_bits(&pb, 8, "vorbis"[i]);
 630
 631     // codebooks
 632     put_bits(&pb, 8, venc->ncodebooks - 1);
 633     for (i = 0; i < venc->ncodebooks; i++)
 634         put_codebook_header(&pb, &venc->codebooks[i]);
 635
 636     // time domain, reserved, zero
 637     put_bits(&pb,  6, 0);
 638     put_bits(&pb, 16, 0);
 639
 640     // floors
 641     put_bits(&pb, 6, venc->nfloors - 1);
 642     for (i = 0; i < venc->nfloors; i++)
 643         put_floor_header(&pb, &venc->floors[i]);
 644
 645     // residues
 646     put_bits(&pb, 6, venc->nresidues - 1);
 647     for (i = 0; i < venc->nresidues; i++)
 648         put_residue_header(&pb, &venc->residues[i]);
 649
 650     // mappings
 651     put_bits(&pb, 6, venc->nmappings - 1);
 652     for (i = 0; i < venc->nmappings; i++) {
 653         vorbis_enc_mapping *mc = &venc->mappings[i];
 654         int j;
 655         put_bits(&pb, 16, 0); // mapping type
 656
 657         put_bits(&pb, 1, mc->submaps > 1);
 658         if (mc->submaps > 1)
 659             put_bits(&pb, 4, mc->submaps - 1);
 660
 661         put_bits(&pb, 1, !!mc->coupling_steps);
 662         if (mc->coupling_steps) {
 663             put_bits(&pb, 8, mc->coupling_steps - 1);
 664             for (j = 0; j < mc->coupling_steps; j++) {
 665                 put_bits(&pb, ilog(venc->channels - 1), mc->magnitude[j]);
 666                 put_bits(&pb, ilog(venc->channels - 1), mc->angle[j]);
 667             }
 668         }
 669
 670         put_bits(&pb, 2, 0); // reserved
 671
 672         if (mc->submaps > 1)
 673             for (j = 0; j < venc->channels; j++)
 674                 put_bits(&pb, 4, mc->mux[j]);
 675
 676         for (j = 0; j < mc->submaps; j++) {
 677             put_bits(&pb, 8, 0); // reserved time configuration
 678             put_bits(&pb, 8, mc->floor[j]);
 679             put_bits(&pb, 8, mc->residue[j]);
 680         }
 681     }
 682
 683     // modes
 684     put_bits(&pb, 6, venc->nmodes - 1);
 685     for (i = 0; i < venc->nmodes; i++) {
 686         put_bits(&pb, 1, venc->modes[i].blockflag);
 687         put_bits(&pb, 16, 0); // reserved window type
 688         put_bits(&pb, 16, 0); // reserved transform type
 689         put_bits(&pb, 8, venc->modes[i].mapping);
 690     }
 691
 692     put_bits(&pb, 1, 1); // framing
 693
 694     flush_put_bits(&pb);
 695     hlens[2] = put_bits_count(&pb) >> 3;
 696
 697     len = hlens[0] + hlens[1] + hlens[2];
 698     p = *out = av_mallocz(64 + len + len/255);
 699     if (!p)
 700         return AVERROR(ENOMEM);
 701
 702     *p++ = 2;
 703     p += av_xiphlacing(p, hlens[0]);
 704     p += av_xiphlacing(p, hlens[1]);
 705     buffer_len = 0;
 706     for (i = 0; i < 3; i++) {
 707         memcpy(p, buffer + buffer_len, hlens[i]);
 708         p += hlens[i];
 709         buffer_len += hlens[i];
 710     }
 711
 712     return p - *out;
 713 }
 714
 715 static float get_floor_average(vorbis_enc_floor * fc, float *coeffs, int i)
 716 {
 717     int begin = fc->list[fc->list[FFMAX(i-1, 0)].sort].x;
 718     int end   = fc->list[fc->list[FFMIN(i+1, fc->values - 1)].sort].x;
 719     int j;
 720     float average = 0;
 721
 722     for (j = begin; j < end; j++)
 723         average += fabs(coeffs[j]);
 724     return average / (end - begin);
 725 }
 726
 727 static void floor_fit(vorbis_enc_context *venc, vorbis_enc_floor *fc,
 728                       float *coeffs, uint16_t *posts, int samples)
 729 {
 730     int range = 255 / fc->multiplier + 1;
 731     int i;
 732     float tot_average = 0.;
 733     float averages[MAX_FLOOR_VALUES];
 734     for (i = 0; i < fc->values; i++) {
 735         averages[i] = get_floor_average(fc, coeffs, i);
 736         tot_average += averages[i];
 737     }
 738     tot_average /= fc->values;
 739     tot_average /= venc->quality;
 740
 741     for (i = 0; i < fc->values; i++) {
 742         int position  = fc->list[fc->list[i].sort].x;
 743         float average = averages[i];
 744         int j;
 745
 746         average = sqrt(tot_average * average) * pow(1.25f, position*0.005f); // MAGIC!
 747         for (j = 0; j < range - 1; j++)
 748             if (ff_vorbis_floor1_inverse_db_table[j * fc->multiplier] > average)
 749                 break;
 750         posts[fc->list[i].sort] = j;
 751     }
 752 }
 753
 754 static int render_point(int x0, int y0, int x1, int y1, int x)
 755 {
 756     return y0 +  (x - x0) * (y1 - y0) / (x1 - x0);
 757 }
 758
 759 static int floor_encode(vorbis_enc_context *venc, vorbis_enc_floor *fc,
 760                         PutBitContext *pb, uint16_t *posts,
 761                         float *floor, int samples)
 762 {
 763     int range = 255 / fc->multiplier + 1;
 764     int coded[MAX_FLOOR_VALUES]; // first 2 values are unused
 765     int i, counter;
 766
 767     if (pb->size_in_bits - put_bits_count(pb) < 1 + 2 * ilog(range - 1))
 768         return AVERROR(EINVAL);
 769     put_bits(pb, 1, 1); // non zero
 770     put_bits(pb, ilog(range - 1), posts[0]);
 771     put_bits(pb, ilog(range - 1), posts[1]);
 772     coded[0] = coded[1] = 1;
 773
 774     for (i = 2; i < fc->values; i++) {
 775         int predicted = render_point(fc->list[fc->list[i].low].x,
 776                                      posts[fc->list[i].low],
 777                                      fc->list[fc->list[i].high].x,
 778                                      posts[fc->list[i].high],
 779                                      fc->list[i].x);
 780         int highroom = range - predicted;
 781         int lowroom = predicted;
 782         int room = FFMIN(highroom, lowroom);
 783         if (predicted == posts[i]) {
 784             coded[i] = 0; // must be used later as flag!
 785             continue;
 786         } else {
 787             if (!coded[fc->list[i].low ])
 788                 coded[fc->list[i].low ] = -1;
 789             if (!coded[fc->list[i].high])
 790                 coded[fc->list[i].high] = -1;
 791         }
 792         if (posts[i] > predicted) {
 793             if (posts[i] - predicted > room)
 794                 coded[i] = posts[i] - predicted + lowroom;
 795             else
 796                 coded[i] = (posts[i] - predicted) << 1;
 797         } else {
 798             if (predicted - posts[i] > room)
 799                 coded[i] = predicted - posts[i] + highroom - 1;
 800             else
 801                 coded[i] = ((predicted - posts[i]) << 1) - 1;
 802         }
 803     }
 804
 805     counter = 2;
 806     for (i = 0; i < fc->partitions; i++) {
 807         vorbis_enc_floor_class * c = &fc->classes[fc->partition_to_class[i]];
 808         int k, cval = 0, csub = 1<<c->subclass;
 809         if (c->subclass) {
 810             vorbis_enc_codebook * book = &venc->codebooks[c->masterbook];
 811             int cshift = 0;
 812             for (k = 0; k < c->dim; k++) {
 813                 int l;
 814                 for (l = 0; l < csub; l++) {
 815                     int maxval = 1;
 816                     if (c->books[l] != -1)
 817                         maxval = venc->codebooks[c->books[l]].nentries;
 818                     // coded could be -1, but this still works, cause that is 0
 819                     if (coded[counter + k] < maxval)
 820                         break;
 821                 }
 822                 assert(l != csub);
 823                 cval   |= l << cshift;
 824                 cshift += c->subclass;
 825             }
 826             if (put_codeword(pb, book, cval))
 827                 return AVERROR(EINVAL);
 828         }
 829         for (k = 0; k < c->dim; k++) {
 830             int book  = c->books[cval & (csub-1)];
 831             int entry = coded[counter++];
 832             cval >>= c->subclass;
 833             if (book == -1)
 834                 continue;
 835             if (entry == -1)
 836                 entry = 0;
 837             if (put_codeword(pb, &venc->codebooks[book], entry))
 838                 return AVERROR(EINVAL);
 839         }
 840     }
 841
 842     ff_vorbis_floor1_render_list(fc->list, fc->values, posts, coded,
 843                                  fc->multiplier, floor, samples);
 844
 845     return 0;
 846 }
 847
 848 static float *put_vector(vorbis_enc_codebook *book, PutBitContext *pb,
 849                          float *num)
 850 {
 851     int i, entry = -1;
 852     float distance = FLT_MAX;
 853     assert(book->dimensions);
 854     for (i = 0; i < book->nentries; i++) {
 855         float * vec = book->dimensions + i * book->ndimensions, d = book->pow2[i];
 856         int j;
 857         if (!book->lens[i])
 858             continue;
 859         for (j = 0; j < book->ndimensions; j++)
 860             d -= vec[j] * num[j];
 861         if (distance > d) {
 862             entry    = i;
 863             distance = d;
 864         }
 865     }
 866     if (put_codeword(pb, book, entry))
 867         return NULL;
 868     return &book->dimensions[entry * book->ndimensions];
 869 }
 870
 871 static int residue_encode(vorbis_enc_context *venc, vorbis_enc_residue *rc,
 872                           PutBitContext *pb, float *coeffs, int samples,
 873                           int real_ch)
 874 {
 875     int pass, i, j, p, k;
 876     int psize      = rc->partition_size;
 877     int partitions = (rc->end - rc->begin) / psize;
 878     int channels   = (rc->type == 2) ? 1 : real_ch;
 879     int classes[MAX_CHANNELS][NUM_RESIDUE_PARTITIONS];
 880     int classwords = venc->codebooks[rc->classbook].ndimensions;
 881
 882     assert(rc->type == 2);
 883     assert(real_ch == 2);
 884     for (p = 0; p < partitions; p++) {
 885         float max1 = 0., max2 = 0.;
 886         int s = rc->begin + p * psize;
 887         for (k = s; k < s + psize; k += 2) {
 888             max1 = FFMAX(max1, fabs(coeffs[          k / real_ch]));
 889             max2 = FFMAX(max2, fabs(coeffs[samples + k / real_ch]));
 890         }
 891
 892         for (i = 0; i < rc->classifications - 1; i++)
 893             if (max1 < rc->maxes[i][0] && max2 < rc->maxes[i][1])
 894                 break;
 895         classes[0][p] = i;
 896     }
 897
 898     for (pass = 0; pass < 8; pass++) {
 899         p = 0;
 900         while (p < partitions) {
 901             if (pass == 0)
 902                 for (j = 0; j < channels; j++) {
 903                     vorbis_enc_codebook * book = &venc->codebooks[rc->classbook];
 904                     int entry = 0;
 905                     for (i = 0; i < classwords; i++) {
 906                         entry *= rc->classifications;
 907                         entry += classes[j][p + i];
 908                     }
 909                     if (put_codeword(pb, book, entry))
 910                         return AVERROR(EINVAL);
 911                 }
 912             for (i = 0; i < classwords && p < partitions; i++, p++) {
 913                 for (j = 0; j < channels; j++) {
 914                     int nbook = rc->books[classes[j][p]][pass];
 915                     vorbis_enc_codebook * book = &venc->codebooks[nbook];
 916                     float *buf = coeffs + samples*j + rc->begin + p*psize;
 917                     if (nbook == -1)
 918                         continue;
 919
 920                     assert(rc->type == 0 || rc->type == 2);
 921                     assert(!(psize % book->ndimensions));
 922
 923                     if (rc->type == 0) {
 924                         for (k = 0; k < psize; k += book->ndimensions) {
 925                             int l;
 926                             float *a = put_vector(book, pb, &buf[k]);
 927                             if (!a)
 928                                 return AVERROR(EINVAL);
 929                             for (l = 0; l < book->ndimensions; l++)
 930                                 buf[k + l] -= a[l];
 931                         }
 932                     } else {
 933                         int s = rc->begin + p * psize, a1, b1;
 934                         a1 = (s % real_ch) * samples;
 935                         b1 =  s / real_ch;
 936                         s  = real_ch * samples;
 937                         for (k = 0; k < psize; k += book->ndimensions) {
 938                             int dim, a2 = a1, b2 = b1;
 939                             float vec[MAX_CODEBOOK_DIM], *pv = vec;
 940                             for (dim = book->ndimensions; dim--; ) {
 941                                 *pv++ = coeffs[a2 + b2];
 942                                 if ((a2 += samples) == s) {
 943                                     a2 = 0;
 944                                     b2++;
 945                                 }
 946                             }
 947                             pv = put_vector(book, pb, vec);
 948                             if (!pv)
 949                                 return AVERROR(EINVAL);
 950                             for (dim = book->ndimensions; dim--; ) {
 951                                 coeffs[a1 + b1] -= *pv++;
 952                                 if ((a1 += samples) == s) {
 953                                     a1 = 0;
 954                                     b1++;
 955                                 }
 956                             }
 957                         }
 958                     }
 959                 }
 960             }
 961         }
 962     }
 963     return 0;
 964 }
 965
 966 static int apply_window_and_mdct(vorbis_enc_context *venc,
 967                                  float **audio, int samples)
 968 {
 969     int i, channel;
 970     const float * win = venc->win[0];
 971     int window_len = 1 << (venc->log2_blocksize[0] - 1);
 972     float n = (float)(1 << venc->log2_blocksize[0]) / 4.;
 973     // FIXME use dsp
 974
 975     if (!venc->have_saved && !samples)
 976         return 0;
 977
 978     if (venc->have_saved) {
 979         for (channel = 0; channel < venc->channels; channel++)
 980             memcpy(venc->samples + channel * window_len * 2,
 981                    venc->saved + channel * window_len, sizeof(float) * window_len);
 982     } else {
 983         for (channel = 0; channel < venc->channels; channel++)
 984             memset(venc->samples + channel * window_len * 2, 0,
 985                    sizeof(float) * window_len);
 986     }
 987
 988     if (samples) {
 989         for (channel = 0; channel < venc->channels; channel++) {
 990             float * offset = venc->samples + channel*window_len*2 + window_len;
 991             for (i = 0; i < samples; i++)
 992                 offset[i] = audio[channel][i] / n * win[window_len - i - 1];
 993         }
 994     } else {
 995         for (channel = 0; channel < venc->channels; channel++)
 996             memset(venc->samples + channel * window_len * 2 + window_len,
 997                    0, sizeof(float) * window_len);
 998     }
 999
1000     for (channel = 0; channel < venc->channels; channel++)
1001         venc->mdct[0].mdct_calc(&venc->mdct[0], venc->coeffs + channel * window_len,
1002                      venc->samples + channel * window_len * 2);
1003
1004     if (samples) {
1005         for (channel = 0; channel < venc->channels; channel++) {
1006             float *offset = venc->saved + channel * window_len;
1007             for (i = 0; i < samples; i++)
1008                 offset[i] = audio[channel][i] / n * win[i];
1009         }
1010         venc->have_saved = 1;
1011     } else {
1012         venc->have_saved = 0;
1013     }
1014     return 1;
1015 }
1016
1017
1018 static int vorbis_encode_frame(AVCodecContext *avccontext, AVPacket *avpkt,
1019                                const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
1020 {
1021     vorbis_enc_context *venc = avccontext->priv_data;
1022     float **audio = frame ? (float **)frame->extended_data : NULL;
1023     int samples = frame ? frame->nb_samples : 0;
1024     vorbis_enc_mode *mode;
1025     vorbis_enc_mapping *mapping;
1026     PutBitContext pb;
1027     int i, ret;
1028
1029     if (!apply_window_and_mdct(venc, audio, samples))
1030         return 0;
1031     samples = 1 << (venc->log2_blocksize[0] - 1);
1032
1033     if ((ret = ff_alloc_packet(avpkt, 8192))) {
1034         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Error getting output packet\n");
1035         return ret;
1036     }
1037
1038     init_put_bits(&pb, avpkt->data, avpkt->size);
1039
1040     if (pb.size_in_bits - put_bits_count(&pb) < 1 + ilog(venc->nmodes - 1)) {
1041         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "output buffer is too small\n");
1042         return AVERROR(EINVAL);
1043     }
1044
1045     put_bits(&pb, 1, 0); // magic bit
1046
1047     put_bits(&pb, ilog(venc->nmodes - 1), 0); // 0 bits, the mode
1048
1049     mode    = &venc->modes[0];
1050     mapping = &venc->mappings[mode->mapping];
1051     if (mode->blockflag) {
1052         put_bits(&pb, 1, 0);
1053         put_bits(&pb, 1, 0);
1054     }
1055
1056     for (i = 0; i < venc->channels; i++) {
1057         vorbis_enc_floor *fc = &venc->floors[mapping->floor[mapping->mux[i]]];
1058         uint16_t posts[MAX_FLOOR_VALUES];
1059         floor_fit(venc, fc, &venc->coeffs[i * samples], posts, samples);
1060         if (floor_encode(venc, fc, &pb, posts, &venc->floor[i * samples], samples)) {
1061             av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "output buffer is too small\n");
1062             return AVERROR(EINVAL);
1063         }
1064     }
1065
1066     for (i = 0; i < venc->channels * samples; i++)
1067         venc->coeffs[i] /= venc->floor[i];
1068
1069     for (i = 0; i < mapping->coupling_steps; i++) {
1070         float *mag = venc->coeffs + mapping->magnitude[i] * samples;
1071         float *ang = venc->coeffs + mapping->angle[i]     * samples;
1072         int j;
1073         for (j = 0; j < samples; j++) {
1074             float a = ang[j];
1075             ang[j] -= mag[j];
1076             if (mag[j] > 0)
1077                 ang[j] = -ang[j];
1078             if (ang[j] < 0)
1079                 mag[j] = a;
1080         }
1081     }
1082
1083     if (residue_encode(venc, &venc->residues[mapping->residue[mapping->mux[0]]],
1084                        &pb, venc->coeffs, samples, venc->channels)) {
1085         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "output buffer is too small\n");
1086         return AVERROR(EINVAL);
1087     }
1088
1089     flush_put_bits(&pb);
1090     avpkt->size = put_bits_count(&pb) >> 3;
1091
1092     avpkt->duration = ff_samples_to_time_base(avccontext, avccontext->frame_size);
1093     if (frame)
1094         if (frame->pts != AV_NOPTS_VALUE)
1095             avpkt->pts = ff_samples_to_time_base(avccontext, frame->pts);
1096     else
1097         avpkt->pts = venc->next_pts;
1098     if (avpkt->pts != AV_NOPTS_VALUE)
1099         venc->next_pts = avpkt->pts + avpkt->duration;
1100
1101     *got_packet_ptr = 1;
1102     return 0;
1103 }
1104
1105
1106 static av_cold int vorbis_encode_close(AVCodecContext *avccontext)
1107 {
1108     vorbis_enc_context *venc = avccontext->priv_data;
1109     int i;
1110
1111     if (venc->codebooks)
1112         for (i = 0; i < venc->ncodebooks; i++) {
1113             av_freep(&venc->codebooks[i].lens);
1114             av_freep(&venc->codebooks[i].codewords);
1115             av_freep(&venc->codebooks[i].quantlist);
1116             av_freep(&venc->codebooks[i].dimensions);
1117             av_freep(&venc->codebooks[i].pow2);
1118         }
1119     av_freep(&venc->codebooks);
1120
1121     if (venc->floors)
1122         for (i = 0; i < venc->nfloors; i++) {
1123             int j;
1124             if (venc->floors[i].classes)
1125                 for (j = 0; j < venc->floors[i].nclasses; j++)
1126                     av_freep(&venc->floors[i].classes[j].books);
1127             av_freep(&venc->floors[i].classes);
1128             av_freep(&venc->floors[i].partition_to_class);
1129             av_freep(&venc->floors[i].list);
1130         }
1131     av_freep(&venc->floors);
1132
1133     if (venc->residues)
1134         for (i = 0; i < venc->nresidues; i++) {
1135             av_freep(&venc->residues[i].books);
1136             av_freep(&venc->residues[i].maxes);
1137         }
1138     av_freep(&venc->residues);
1139
1140     if (venc->mappings)
1141         for (i = 0; i < venc->nmappings; i++) {
1142             av_freep(&venc->mappings[i].mux);
1143             av_freep(&venc->mappings[i].floor);
1144             av_freep(&venc->mappings[i].residue);
1145             av_freep(&venc->mappings[i].magnitude);
1146             av_freep(&venc->mappings[i].angle);
1147         }
1148     av_freep(&venc->mappings);
1149
1150     av_freep(&venc->modes);
1151
1152     av_freep(&venc->saved);
1153     av_freep(&venc->samples);
1154     av_freep(&venc->floor);
1155     av_freep(&venc->coeffs);
1156
1157     ff_mdct_end(&venc->mdct[0]);
1158     ff_mdct_end(&venc->mdct[1]);
1159
1160 #if FF_API_OLD_ENCODE_AUDIO
1161     av_freep(&avccontext->coded_frame);
1162 #endif
1163     av_freep(&avccontext->extradata);
1164
1165     return 0 ;
1166 }
1167
1168 static av_cold int vorbis_encode_init(AVCodecContext *avccontext)
1169 {
1170     vorbis_enc_context *venc = avccontext->priv_data;
1171     int ret;
1172
1173     if (avccontext->channels != 2) {
1174         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Current Libav Vorbis encoder only supports 2 channels.\n");
1175         return -1;
1176     }
1177
1178     if ((ret = create_vorbis_context(venc, avccontext)) < 0)
1179         goto error;
1180
1181     avccontext->bit_rate = 0;
1182     if (avccontext->flags & CODEC_FLAG_QSCALE)
1183         venc->quality = avccontext->global_quality / (float)FF_QP2LAMBDA;
1184     else
1185         venc->quality = 3.0;
1186     venc->quality *= venc->quality;
1187
1188     if ((ret = put_main_header(venc, (uint8_t**)&avccontext->extradata)) < 0)
1189         goto error;
1190     avccontext->extradata_size = ret;
1191
1192     avccontext->frame_size = 1 << (venc->log2_blocksize[0] - 1);
1193
1194 #if FF_API_OLD_ENCODE_AUDIO
1195     avccontext->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
1196     if (!avccontext->coded_frame) {
1197         ret = AVERROR(ENOMEM);
1198         goto error;
1199     }
1200 #endif
1201
1202     return 0;
1203 error:
1204     vorbis_encode_close(avccontext);
1205     return ret;
1206 }
1207
1208 AVCodec ff_vorbis_encoder = {
1209     .name           = "vorbis",
1210     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1211     .id             = AV_CODEC_ID_VORBIS,
1212     .priv_data_size = sizeof(vorbis_enc_context),
1213     .init           = vorbis_encode_init,
1214     .encode2        = vorbis_encode_frame,
1215     .close          = vorbis_encode_close,
1216     .capabilities   = CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_EXPERIMENTAL,
1217     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]){ AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
1218                                                      AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1219     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Vorbis"),
1220 };