libavcodec/ac3enc.c

   1 /*
   2  * The simplest AC-3 encoder
   3  * Copyright (c) 2000 Fabrice Bellard
   4  * Copyright (c) 2006-2010 Justin Ruggles <justin.ruggles@gmail.com>
   5  * Copyright (c) 2006-2010 Prakash Punnoor <prakash@punnoor.de>
   6  *
   7  * This file is part of FFmpeg.
   8  *
   9  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  11  * License as published by the Free Software Foundation; either
  12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  13  *
  14  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17  * Lesser General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  20  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  22  */
  23
  24 /**
  25  * @file
  26  * The simplest AC-3 encoder.
  27  */
  28
  29 //#define ASSERT_LEVEL 2
  30
  31 #include <stdint.h>
  32
  33 #include "libavutil/audioconvert.h"
  34 #include "libavutil/avassert.h"
  35 #include "libavutil/avstring.h"
  36 #include "libavutil/crc.h"
  37 #include "libavutil/opt.h"
  38 #include "avcodec.h"
  39 #include "put_bits.h"
  40 #include "dsputil.h"
  41 #include "ac3dsp.h"
  42 #include "ac3.h"
  43 #include "audioconvert.h"
  44 #include "fft.h"
  45 #include "ac3enc.h"
  46 #include "eac3enc.h"
  47
  48 typedef struct AC3Mant {
  49     uint16_t *qmant1_ptr, *qmant2_ptr, *qmant4_ptr; ///< mantissa pointers for bap=1,2,4
  50     int mant1_cnt, mant2_cnt, mant4_cnt;    ///< mantissa counts for bap=1,2,4
  51 } AC3Mant;
  52
  53 #define CMIXLEV_NUM_OPTIONS 3
  54 static const float cmixlev_options[CMIXLEV_NUM_OPTIONS] = {
  55     LEVEL_MINUS_3DB, LEVEL_MINUS_4POINT5DB, LEVEL_MINUS_6DB
  56 };
  57
  58 #define SURMIXLEV_NUM_OPTIONS 3
  59 static const float surmixlev_options[SURMIXLEV_NUM_OPTIONS] = {
  60     LEVEL_MINUS_3DB, LEVEL_MINUS_6DB, LEVEL_ZERO
  61 };
  62
  63 #define EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS 8
  64 static const float extmixlev_options[EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS] = {
  65     LEVEL_PLUS_3DB,  LEVEL_PLUS_1POINT5DB,  LEVEL_ONE,       LEVEL_MINUS_4POINT5DB,
  66     LEVEL_MINUS_3DB, LEVEL_MINUS_4POINT5DB, LEVEL_MINUS_6DB, LEVEL_ZERO
  67 };
  68
  69
  70 /**
  71  * LUT for number of exponent groups.
  72  * exponent_group_tab[coupling][exponent strategy-1][number of coefficients]
  73  */
  74 static uint8_t exponent_group_tab[2][3][256];
  75
  76
  77 /**
  78  * List of supported channel layouts.
  79  */
  80 const int64_t ff_ac3_channel_layouts[19] = {
  81      AV_CH_LAYOUT_MONO,
  82      AV_CH_LAYOUT_STEREO,
  83      AV_CH_LAYOUT_2_1,
  84      AV_CH_LAYOUT_SURROUND,
  85      AV_CH_LAYOUT_2_2,
  86      AV_CH_LAYOUT_QUAD,
  87      AV_CH_LAYOUT_4POINT0,
  88      AV_CH_LAYOUT_5POINT0,
  89      AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK,
  90     (AV_CH_LAYOUT_MONO     | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
  91     (AV_CH_LAYOUT_STEREO   | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
  92     (AV_CH_LAYOUT_2_1      | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
  93     (AV_CH_LAYOUT_SURROUND | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
  94     (AV_CH_LAYOUT_2_2      | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
  95     (AV_CH_LAYOUT_QUAD     | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
  96     (AV_CH_LAYOUT_4POINT0  | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
  97      AV_CH_LAYOUT_5POINT1,
  98      AV_CH_LAYOUT_5POINT1_BACK,
  99      0
 100 };
 101
 102
 103 /**
 104  * LUT to select the bandwidth code based on the bit rate, sample rate, and
 105  * number of full-bandwidth channels.
 106  * bandwidth_tab[fbw_channels-1][sample rate code][bit rate code]
 107  */
 108 static const uint8_t ac3_bandwidth_tab[5][3][19] = {
 109 //      32  40  48  56  64  80  96 112 128 160 192 224 256 320 384 448 512 576 640
 110
 111     { {  0,  0,  0, 12, 16, 32, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48 },
 112       {  0,  0,  0, 16, 20, 36, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56 },
 113       {  0,  0,  0, 32, 40, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } },
 114
 115     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 20, 24, 32, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48 },
 116       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  4, 24, 28, 36, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56 },
 117       {  0,  0,  0,  0,  0,  0, 20, 44, 52, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } },
 118
 119     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 16, 24, 32, 40, 48, 48, 48, 48, 48, 48 },
 120       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  4, 20, 28, 36, 44, 56, 56, 56, 56, 56, 56 },
 121       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 20, 40, 48, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } },
 122
 123     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 12, 24, 32, 48, 48, 48, 48, 48, 48 },
 124       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 16, 28, 36, 56, 56, 56, 56, 56, 56 },
 125       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 32, 48, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } },
 126
 127     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  8, 20, 32, 40, 48, 48, 48, 48 },
 128       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 12, 24, 36, 44, 56, 56, 56, 56 },
 129       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 28, 44, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } }
 130 };
 131
 132
 133 /**
 134  * LUT to select the coupling start band based on the bit rate, sample rate, and
 135  * number of full-bandwidth channels. -1 = coupling off
 136  * ac3_coupling_start_tab[channel_mode-2][sample rate code][bit rate code]
 137  *
 138  * TODO: more testing for optimal parameters.
 139  *       multi-channel tests at 44.1kHz and 32kHz.
 140  */
 141 static const int8_t ac3_coupling_start_tab[6][3][19] = {
 142 //      32  40  48  56  64  80  96 112 128 160 192 224 256 320 384 448 512 576 640
 143
 144     // 2/0
 145     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  1,  1,  7,  8, 11, 12, -1, -1, -1, -1, -1, -1 },
 146       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  1,  3,  5,  7, 10, 12, 13, -1, -1, -1, -1, -1, -1 },
 147       {  0,  0,  0,  0,  1,  2,  2,  9, 13, 15, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1 } },
 148
 149     // 3/0
 150     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  2,  2,  6,  9, 11, 12, 13, -1, -1, -1, -1 },
 151       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  2,  2,  6,  9, 11, 12, 13, -1, -1, -1, -1 },
 152       { -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1 } },
 153
 154     // 2/1 - untested
 155     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  2,  2,  6,  9, 11, 12, 13, -1, -1, -1, -1 },
 156       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  2,  2,  6,  9, 11, 12, 13, -1, -1, -1, -1 },
 157       { -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1 } },
 158
 159     // 3/1
 160     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  3,  2, 10, 11, 11, 12, 12, 14, -1 },
 161       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  3,  2, 10, 11, 11, 12, 12, 14, -1 },
 162       { -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1 } },
 163
 164     // 2/2 - untested
 165     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  3,  2, 10, 11, 11, 12, 12, 14, -1 },
 166       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  3,  2, 10, 11, 11, 12, 12, 14, -1 },
 167       { -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1 } },
 168
 169     // 3/2
 170     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  1,  6,  8, 11, 12, 12, -1, -1 },
 171       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  1,  6,  8, 11, 12, 12, -1, -1 },
 172       { -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1 } },
 173 };
 174
 175
 176 /**
 177  * Adjust the frame size to make the average bit rate match the target bit rate.
 178  * This is only needed for 11025, 22050, and 44100 sample rates or any E-AC-3.
 179  */
 180 static void adjust_frame_size(AC3EncodeContext *s)
 181 {
 182     while (s->bits_written >= s->bit_rate && s->samples_written >= s->sample_rate) {
 183         s->bits_written    -= s->bit_rate;
 184         s->samples_written -= s->sample_rate;
 185     }
 186     s->frame_size = s->frame_size_min +
 187                     2 * (s->bits_written * s->sample_rate < s->samples_written * s->bit_rate);
 188     s->bits_written    += s->frame_size * 8;
 189     s->samples_written += AC3_FRAME_SIZE;
 190 }
 191
 192
 193 static void compute_coupling_strategy(AC3EncodeContext *s)
 194 {
 195     int blk, ch;
 196     int got_cpl_snr;
 197
 198     /* set coupling use flags for each block/channel */
 199     /* TODO: turn coupling on/off and adjust start band based on bit usage */
 200     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 201         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 202         for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++)
 203             block->channel_in_cpl[ch] = s->cpl_on;
 204     }
 205
 206     /* enable coupling for each block if at least 2 channels have coupling
 207        enabled for that block */
 208     got_cpl_snr = 0;
 209     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 210         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 211         block->num_cpl_channels = 0;
 212         for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++)
 213             block->num_cpl_channels += block->channel_in_cpl[ch];
 214         block->cpl_in_use = block->num_cpl_channels > 1;
 215         if (!block->cpl_in_use) {
 216             block->num_cpl_channels = 0;
 217             for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++)
 218                 block->channel_in_cpl[ch] = 0;
 219         }
 220
 221         block->new_cpl_strategy = !blk;
 222         if (blk) {
 223             for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
 224                 if (block->channel_in_cpl[ch] != s->blocks[blk-1].channel_in_cpl[ch]) {
 225                     block->new_cpl_strategy = 1;
 226                     break;
 227                 }
 228             }
 229         }
 230         block->new_cpl_leak = block->new_cpl_strategy;
 231
 232         if (!blk || (block->cpl_in_use && !got_cpl_snr)) {
 233             block->new_snr_offsets = 1;
 234             if (block->cpl_in_use)
 235                 got_cpl_snr = 1;
 236         } else {
 237             block->new_snr_offsets = 0;
 238         }
 239     }
 240
 241     /* set bandwidth for each channel */
 242     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 243         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 244         for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
 245             if (block->channel_in_cpl[ch])
 246                 block->end_freq[ch] = s->start_freq[CPL_CH];
 247             else
 248                 block->end_freq[ch] = s->bandwidth_code * 3 + 73;
 249         }
 250     }
 251 }
 252
 253
 254 /**
 255  * Apply stereo rematrixing to coefficients based on rematrixing flags.
 256  */
 257 static void apply_rematrixing(AC3EncodeContext *s)
 258 {
 259     int nb_coefs;
 260     int blk, bnd, i;
 261     int start, end;
 262     uint8_t *flags;
 263
 264     if (!s->rematrixing_enabled)
 265         return;
 266
 267     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 268         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 269         if (block->new_rematrixing_strategy)
 270             flags = block->rematrixing_flags;
 271         nb_coefs = FFMIN(block->end_freq[1], block->end_freq[2]);
 272         for (bnd = 0; bnd < block->num_rematrixing_bands; bnd++) {
 273             if (flags[bnd]) {
 274                 start = ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd];
 275                 end   = FFMIN(nb_coefs, ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd+1]);
 276                 for (i = start; i < end; i++) {
 277                     int32_t lt = block->fixed_coef[1][i];
 278                     int32_t rt = block->fixed_coef[2][i];
 279                     block->fixed_coef[1][i] = (lt + rt) >> 1;
 280                     block->fixed_coef[2][i] = (lt - rt) >> 1;
 281                 }
 282             }
 283         }
 284     }
 285 }
 286
 287
 288 /**
 289  * Initialize exponent tables.
 290  */
 291 static av_cold void exponent_init(AC3EncodeContext *s)
 292 {
 293     int expstr, i, grpsize;
 294
 295     for (expstr = EXP_D15-1; expstr <= EXP_D45-1; expstr++) {
 296         grpsize = 3 << expstr;
 297         for (i = 12; i < 256; i++) {
 298             exponent_group_tab[0][expstr][i] = (i + grpsize - 4) / grpsize;
 299             exponent_group_tab[1][expstr][i] = (i              ) / grpsize;
 300         }
 301     }
 302     /* LFE */
 303     exponent_group_tab[0][0][7] = 2;
 304 }
 305
 306
 307 /**
 308  * Extract exponents from the MDCT coefficients.
 309  * This takes into account the normalization that was done to the input samples
 310  * by adjusting the exponents by the exponent shift values.
 311  */
 312 static void extract_exponents(AC3EncodeContext *s)
 313 {
 314     int ch        = !s->cpl_on;
 315     int chan_size = AC3_MAX_COEFS * AC3_MAX_BLOCKS * (s->channels - ch + 1);
 316     AC3Block *block = &s->blocks[0];
 317
 318     s->ac3dsp.extract_exponents(block->exp[ch], block->fixed_coef[ch], chan_size);
 319 }
 320
 321
 322 /**
 323  * Exponent Difference Threshold.
 324  * New exponents are sent if their SAD exceed this number.
 325  */
 326 #define EXP_DIFF_THRESHOLD 500
 327
 328
 329 /**
 330  * Calculate exponent strategies for all channels.
 331  * Array arrangement is reversed to simplify the per-channel calculation.
 332  */
 333 static void compute_exp_strategy(AC3EncodeContext *s)
 334 {
 335     int ch, blk, blk1;
 336
 337     for (ch = !s->cpl_on; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
 338         uint8_t *exp_strategy = s->exp_strategy[ch];
 339         uint8_t *exp          = s->blocks[0].exp[ch];
 340         int exp_diff;
 341
 342         /* estimate if the exponent variation & decide if they should be
 343            reused in the next frame */
 344         exp_strategy[0] = EXP_NEW;
 345         exp += AC3_MAX_COEFS;
 346         for (blk = 1; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++, exp += AC3_MAX_COEFS) {
 347             if ((ch == CPL_CH && (!s->blocks[blk].cpl_in_use || !s->blocks[blk-1].cpl_in_use)) ||
 348                 (ch  > CPL_CH && (s->blocks[blk].channel_in_cpl[ch] != s->blocks[blk-1].channel_in_cpl[ch]))) {
 349                 exp_strategy[blk] = EXP_NEW;
 350                 continue;
 351             }
 352             exp_diff = s->dsp.sad[0](NULL, exp, exp - AC3_MAX_COEFS, 16, 16);
 353             exp_strategy[blk] = EXP_REUSE;
 354             if (ch == CPL_CH && exp_diff > (EXP_DIFF_THRESHOLD * (s->blocks[blk].end_freq[ch] - s->start_freq[ch]) / AC3_MAX_COEFS))
 355                 exp_strategy[blk] = EXP_NEW;
 356             else if (ch > CPL_CH && exp_diff > EXP_DIFF_THRESHOLD)
 357                 exp_strategy[blk] = EXP_NEW;
 358         }
 359
 360         /* now select the encoding strategy type : if exponents are often
 361            recoded, we use a coarse encoding */
 362         blk = 0;
 363         while (blk < AC3_MAX_BLOCKS) {
 364             blk1 = blk + 1;
 365             while (blk1 < AC3_MAX_BLOCKS && exp_strategy[blk1] == EXP_REUSE)
 366                 blk1++;
 367             switch (blk1 - blk) {
 368             case 1:  exp_strategy[blk] = EXP_D45; break;
 369             case 2:
 370             case 3:  exp_strategy[blk] = EXP_D25; break;
 371             default: exp_strategy[blk] = EXP_D15; break;
 372             }
 373             blk = blk1;
 374         }
 375     }
 376     if (s->lfe_on) {
 377         ch = s->lfe_channel;
 378         s->exp_strategy[ch][0] = EXP_D15;
 379         for (blk = 1; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++)
 380             s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_REUSE;
 381     }
 382 }
 383
 384
 385 /**
 386  * Update the exponents so that they are the ones the decoder will decode.
 387  */
 388 static void encode_exponents_blk_ch(uint8_t *exp, int nb_exps, int exp_strategy,
 389                                     int cpl)
 390 {
 391     int nb_groups, i, k;
 392
 393     nb_groups = exponent_group_tab[cpl][exp_strategy-1][nb_exps] * 3;
 394
 395     /* for each group, compute the minimum exponent */
 396     switch(exp_strategy) {
 397     case EXP_D25:
 398         for (i = 1, k = 1-cpl; i <= nb_groups; i++) {
 399             uint8_t exp_min = exp[k];
 400             if (exp[k+1] < exp_min)
 401                 exp_min = exp[k+1];
 402             exp[i-cpl] = exp_min;
 403             k += 2;
 404         }
 405         break;
 406     case EXP_D45:
 407         for (i = 1, k = 1-cpl; i <= nb_groups; i++) {
 408             uint8_t exp_min = exp[k];
 409             if (exp[k+1] < exp_min)
 410                 exp_min = exp[k+1];
 411             if (exp[k+2] < exp_min)
 412                 exp_min = exp[k+2];
 413             if (exp[k+3] < exp_min)
 414                 exp_min = exp[k+3];
 415             exp[i-cpl] = exp_min;
 416             k += 4;
 417         }
 418         break;
 419     }
 420
 421     /* constraint for DC exponent */
 422     if (!cpl && exp[0] > 15)
 423         exp[0] = 15;
 424
 425     /* decrease the delta between each groups to within 2 so that they can be
 426        differentially encoded */
 427     for (i = 1; i <= nb_groups; i++)
 428         exp[i] = FFMIN(exp[i], exp[i-1] + 2);
 429     i--;
 430     while (--i >= 0)
 431         exp[i] = FFMIN(exp[i], exp[i+1] + 2);
 432
 433     if (cpl)
 434         exp[-1] = exp[0] & ~1;
 435
 436     /* now we have the exponent values the decoder will see */
 437     switch (exp_strategy) {
 438     case EXP_D25:
 439         for (i = nb_groups, k = (nb_groups * 2)-cpl; i > 0; i--) {
 440             uint8_t exp1 = exp[i-cpl];
 441             exp[k--] = exp1;
 442             exp[k--] = exp1;
 443         }
 444         break;
 445     case EXP_D45:
 446         for (i = nb_groups, k = (nb_groups * 4)-cpl; i > 0; i--) {
 447             exp[k] = exp[k-1] = exp[k-2] = exp[k-3] = exp[i-cpl];
 448             k -= 4;
 449         }
 450         break;
 451     }
 452 }
 453
 454
 455 /**
 456  * Encode exponents from original extracted form to what the decoder will see.
 457  * This copies and groups exponents based on exponent strategy and reduces
 458  * deltas between adjacent exponent groups so that they can be differentially
 459  * encoded.
 460  */
 461 static void encode_exponents(AC3EncodeContext *s)
 462 {
 463     int blk, blk1, ch, cpl;
 464     uint8_t *exp, *exp_strategy;
 465     int nb_coefs, num_reuse_blocks;
 466
 467     for (ch = !s->cpl_on; ch <= s->channels; ch++) {
 468         exp          = s->blocks[0].exp[ch] + s->start_freq[ch];
 469         exp_strategy = s->exp_strategy[ch];
 470
 471         cpl = (ch == CPL_CH);
 472         blk = 0;
 473         while (blk < AC3_MAX_BLOCKS) {
 474             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 475             if (cpl && !block->cpl_in_use) {
 476                 exp += AC3_MAX_COEFS;
 477                 blk++;
 478                 continue;
 479             }
 480             nb_coefs = block->end_freq[ch] - s->start_freq[ch];
 481             blk1 = blk + 1;
 482
 483             /* count the number of EXP_REUSE blocks after the current block
 484                and set exponent reference block numbers */
 485             s->exp_ref_block[ch][blk] = blk;
 486             while (blk1 < AC3_MAX_BLOCKS && exp_strategy[blk1] == EXP_REUSE) {
 487                 s->exp_ref_block[ch][blk1] = blk;
 488                 blk1++;
 489             }
 490             num_reuse_blocks = blk1 - blk - 1;
 491
 492             /* for the EXP_REUSE case we select the min of the exponents */
 493             s->ac3dsp.ac3_exponent_min(exp-s->start_freq[ch], num_reuse_blocks,
 494                                        AC3_MAX_COEFS);
 495
 496             encode_exponents_blk_ch(exp, nb_coefs, exp_strategy[blk], cpl);
 497
 498             exp += AC3_MAX_COEFS * (num_reuse_blocks + 1);
 499             blk = blk1;
 500         }
 501     }
 502
 503     /* reference block numbers have been changed, so reset ref_bap_set */
 504     s->ref_bap_set = 0;
 505 }
 506
 507
 508 /**
 509  * Group exponents.
 510  * 3 delta-encoded exponents are in each 7-bit group. The number of groups
 511  * varies depending on exponent strategy and bandwidth.
 512  */
 513 static void group_exponents(AC3EncodeContext *s)
 514 {
 515     int blk, ch, i, cpl;
 516     int group_size, nb_groups, bit_count;
 517     uint8_t *p;
 518     int delta0, delta1, delta2;
 519     int exp0, exp1;
 520
 521     bit_count = 0;
 522     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 523         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 524         for (ch = !block->cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
 525             int exp_strategy = s->exp_strategy[ch][blk];
 526             if (exp_strategy == EXP_REUSE)
 527                 continue;
 528             cpl = (ch == CPL_CH);
 529             group_size = exp_strategy + (exp_strategy == EXP_D45);
 530             nb_groups = exponent_group_tab[cpl][exp_strategy-1][block->end_freq[ch]-s->start_freq[ch]];
 531             bit_count += 4 + (nb_groups * 7);
 532             p = block->exp[ch] + s->start_freq[ch] - cpl;
 533
 534             /* DC exponent */
 535             exp1 = *p++;
 536             block->grouped_exp[ch][0] = exp1;
 537
 538             /* remaining exponents are delta encoded */
 539             for (i = 1; i <= nb_groups; i++) {
 540                 /* merge three delta in one code */
 541                 exp0   = exp1;
 542                 exp1   = p[0];
 543                 p     += group_size;
 544                 delta0 = exp1 - exp0 + 2;
 545                 av_assert2(delta0 >= 0 && delta0 <= 4);
 546
 547                 exp0   = exp1;
 548                 exp1   = p[0];
 549                 p     += group_size;
 550                 delta1 = exp1 - exp0 + 2;
 551                 av_assert2(delta1 >= 0 && delta1 <= 4);
 552
 553                 exp0   = exp1;
 554                 exp1   = p[0];
 555                 p     += group_size;
 556                 delta2 = exp1 - exp0 + 2;
 557                 av_assert2(delta2 >= 0 && delta2 <= 4);
 558
 559                 block->grouped_exp[ch][i] = ((delta0 * 5 + delta1) * 5) + delta2;
 560             }
 561         }
 562     }
 563
 564     s->exponent_bits = bit_count;
 565 }
 566
 567
 568 /**
 569  * Calculate final exponents from the supplied MDCT coefficients and exponent shift.
 570  * Extract exponents from MDCT coefficients, calculate exponent strategies,
 571  * and encode final exponents.
 572  */
 573 static void process_exponents(AC3EncodeContext *s)
 574 {
 575     extract_exponents(s);
 576
 577     compute_exp_strategy(s);
 578
 579     encode_exponents(s);
 580
 581     group_exponents(s);
 582
 583     emms_c();
 584 }
 585
 586
 587 /**
 588  * Count frame bits that are based solely on fixed parameters.
 589  * This only has to be run once when the encoder is initialized.
 590  */
 591 static void count_frame_bits_fixed(AC3EncodeContext *s)
 592 {
 593     static const int frame_bits_inc[8] = { 0, 0, 2, 2, 2, 4, 2, 4 };
 594     int blk;
 595     int frame_bits;
 596
 597     /* assumptions:
 598      *   no dynamic range codes
 599      *   bit allocation parameters do not change between blocks
 600      *   no delta bit allocation
 601      *   no skipped data
 602      *   no auxilliary data
 603      *   no E-AC-3 metadata
 604      */
 605
 606     /* header */
 607     frame_bits = 16; /* sync info */
 608     if (s->eac3) {
 609         /* bitstream info header */
 610         frame_bits += 35;
 611         frame_bits += 1 + 1 + 1;
 612         /* audio frame header */
 613         frame_bits += 2;
 614         frame_bits += 10;
 615         /* exponent strategy */
 616         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++)
 617             frame_bits += 2 * s->fbw_channels + s->lfe_on;
 618         /* converter exponent strategy */
 619         frame_bits += s->fbw_channels * 5;
 620         /* snr offsets */
 621         frame_bits += 10;
 622         /* block start info */
 623         frame_bits++;
 624     } else {
 625         frame_bits += 49;
 626         frame_bits += frame_bits_inc[s->channel_mode];
 627     }
 628
 629     /* audio blocks */
 630     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 631         if (!s->eac3) {
 632             /* block switch flags */
 633             frame_bits += s->fbw_channels;
 634
 635             /* dither flags */
 636             frame_bits += s->fbw_channels;
 637         }
 638
 639         /* dynamic range */
 640         frame_bits++;
 641
 642         /* spectral extension */
 643         if (s->eac3)
 644             frame_bits++;
 645
 646         if (!s->eac3) {
 647             /* exponent strategy */
 648             frame_bits += 2 * s->fbw_channels;
 649             if (s->lfe_on)
 650                 frame_bits++;
 651
 652             /* bit allocation params */
 653             frame_bits++;
 654             if (!blk)
 655                 frame_bits += 2 + 2 + 2 + 2 + 3;
 656         }
 657
 658         /* converter snr offset */
 659         if (s->eac3)
 660             frame_bits++;
 661
 662         if (!s->eac3) {
 663             /* delta bit allocation */
 664             frame_bits++;
 665
 666             /* skipped data */
 667             frame_bits++;
 668         }
 669     }
 670
 671     /* auxiliary data */
 672     frame_bits++;
 673
 674     /* CRC */
 675     frame_bits += 1 + 16;
 676
 677     s->frame_bits_fixed = frame_bits;
 678 }
 679
 680
 681 /**
 682  * Initialize bit allocation.
 683  * Set default parameter codes and calculate parameter values.
 684  */
 685 static void bit_alloc_init(AC3EncodeContext *s)
 686 {
 687     int ch;
 688
 689     /* init default parameters */
 690     s->slow_decay_code = 2;
 691     s->fast_decay_code = 1;
 692     s->slow_gain_code  = 1;
 693     s->db_per_bit_code = s->eac3 ? 2 : 3;
 694     s->floor_code      = 7;
 695     for (ch = 0; ch <= s->channels; ch++)
 696         s->fast_gain_code[ch] = 4;
 697
 698     /* initial snr offset */
 699     s->coarse_snr_offset = 40;
 700
 701     /* compute real values */
 702     /* currently none of these values change during encoding, so we can just
 703        set them once at initialization */
 704     s->bit_alloc.slow_decay = ff_ac3_slow_decay_tab[s->slow_decay_code] >> s->bit_alloc.sr_shift;
 705     s->bit_alloc.fast_decay = ff_ac3_fast_decay_tab[s->fast_decay_code] >> s->bit_alloc.sr_shift;
 706     s->bit_alloc.slow_gain  = ff_ac3_slow_gain_tab[s->slow_gain_code];
 707     s->bit_alloc.db_per_bit = ff_ac3_db_per_bit_tab[s->db_per_bit_code];
 708     s->bit_alloc.floor      = ff_ac3_floor_tab[s->floor_code];
 709     s->bit_alloc.cpl_fast_leak = 0;
 710     s->bit_alloc.cpl_slow_leak = 0;
 711
 712     count_frame_bits_fixed(s);
 713 }
 714
 715
 716 /**
 717  * Count the bits used to encode the frame, minus exponents and mantissas.
 718  * Bits based on fixed parameters have already been counted, so now we just
 719  * have to add the bits based on parameters that change during encoding.
 720  */
 721 static void count_frame_bits(AC3EncodeContext *s)
 722 {
 723     AC3EncOptions *opt = &s->options;
 724     int blk, ch;
 725     int frame_bits = 0;
 726
 727     /* header */
 728     if (s->eac3) {
 729         /* coupling */
 730         if (s->channel_mode > AC3_CHMODE_MONO) {
 731             frame_bits++;
 732             for (blk = 1; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 733                 AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 734                 frame_bits++;
 735                 if (block->new_cpl_strategy)
 736                     frame_bits++;
 737             }
 738         }
 739         /* coupling exponent strategy */
 740         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++)
 741             frame_bits += 2 * s->blocks[blk].cpl_in_use;
 742     } else {
 743         if (opt->audio_production_info)
 744             frame_bits += 7;
 745         if (s->bitstream_id == 6) {
 746             if (opt->extended_bsi_1)
 747                 frame_bits += 14;
 748             if (opt->extended_bsi_2)
 749                 frame_bits += 14;
 750         }
 751     }
 752
 753     /* audio blocks */
 754     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 755         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 756
 757         /* coupling strategy */
 758         if (!s->eac3)
 759             frame_bits++;
 760         if (block->new_cpl_strategy) {
 761             if (!s->eac3)
 762                 frame_bits++;
 763             if (block->cpl_in_use) {
 764                 if (s->eac3)
 765                     frame_bits++;
 766                 if (!s->eac3 || s->channel_mode != AC3_CHMODE_STEREO)
 767                     frame_bits += s->fbw_channels;
 768                 if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
 769                     frame_bits++;
 770                 frame_bits += 4 + 4;
 771                 if (s->eac3)
 772                     frame_bits++;
 773                 else
 774                     frame_bits += s->num_cpl_subbands - 1;
 775             }
 776         }
 777
 778         /* coupling coordinates */
 779         if (block->cpl_in_use) {
 780             for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
 781                 if (block->channel_in_cpl[ch]) {
 782                     if (!s->eac3 || block->new_cpl_coords != 2)
 783                         frame_bits++;
 784                     if (block->new_cpl_coords) {
 785                         frame_bits += 2;
 786                         frame_bits += (4 + 4) * s->num_cpl_bands;
 787                     }
 788                 }
 789             }
 790         }
 791
 792         /* stereo rematrixing */
 793         if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
 794             if (!s->eac3 || blk > 0)
 795                 frame_bits++;
 796             if (s->blocks[blk].new_rematrixing_strategy)
 797                 frame_bits += block->num_rematrixing_bands;
 798         }
 799
 800         /* bandwidth codes & gain range */
 801         for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
 802             if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE) {
 803                 if (!block->channel_in_cpl[ch])
 804                     frame_bits += 6;
 805                 frame_bits += 2;
 806             }
 807         }
 808
 809         /* coupling exponent strategy */
 810         if (!s->eac3 && block->cpl_in_use)
 811             frame_bits += 2;
 812
 813         /* snr offsets and fast gain codes */
 814         if (!s->eac3) {
 815             frame_bits++;
 816             if (block->new_snr_offsets)
 817                 frame_bits += 6 + (s->channels + block->cpl_in_use) * (4 + 3);
 818         }
 819
 820         /* coupling leak info */
 821         if (block->cpl_in_use) {
 822             if (!s->eac3 || block->new_cpl_leak != 2)
 823                 frame_bits++;
 824             if (block->new_cpl_leak)
 825                 frame_bits += 3 + 3;
 826         }
 827     }
 828
 829     s->frame_bits = s->frame_bits_fixed + frame_bits;
 830 }
 831
 832
 833 /**
 834  * Calculate masking curve based on the final exponents.
 835  * Also calculate the power spectral densities to use in future calculations.
 836  */
 837 static void bit_alloc_masking(AC3EncodeContext *s)
 838 {
 839     int blk, ch;
 840
 841     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 842         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 843         for (ch = !block->cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
 844             /* We only need psd and mask for calculating bap.
 845                Since we currently do not calculate bap when exponent
 846                strategy is EXP_REUSE we do not need to calculate psd or mask. */
 847             if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE) {
 848                 ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(block->exp[ch], s->start_freq[ch],
 849                                           block->end_freq[ch], block->psd[ch],
 850                                           block->band_psd[ch]);
 851                 ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(&s->bit_alloc, block->band_psd[ch],
 852                                            s->start_freq[ch], block->end_freq[ch],
 853                                            ff_ac3_fast_gain_tab[s->fast_gain_code[ch]],
 854                                            ch == s->lfe_channel,
 855                                            DBA_NONE, 0, NULL, NULL, NULL,
 856                                            block->mask[ch]);
 857             }
 858         }
 859     }
 860 }
 861
 862
 863 /**
 864  * Ensure that bap for each block and channel point to the current bap_buffer.
 865  * They may have been switched during the bit allocation search.
 866  */
 867 static void reset_block_bap(AC3EncodeContext *s)
 868 {
 869     int blk, ch;
 870     uint8_t *ref_bap;
 871
 872     if (s->ref_bap[0][0] == s->bap_buffer && s->ref_bap_set)
 873         return;
 874
 875     ref_bap = s->bap_buffer;
 876     for (ch = 0; ch <= s->channels; ch++) {
 877         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++)
 878             s->ref_bap[ch][blk] = ref_bap + AC3_MAX_COEFS * s->exp_ref_block[ch][blk];
 879         ref_bap += AC3_MAX_COEFS * AC3_MAX_BLOCKS;
 880     }
 881     s->ref_bap_set = 1;
 882 }
 883
 884
 885 /**
 886  * Initialize mantissa counts.
 887  * These are set so that they are padded to the next whole group size when bits
 888  * are counted in compute_mantissa_size.
 889  */
 890 static void count_mantissa_bits_init(uint16_t mant_cnt[AC3_MAX_BLOCKS][16])
 891 {
 892     int blk;
 893
 894     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 895         memset(mant_cnt[blk], 0, sizeof(mant_cnt[blk]));
 896         mant_cnt[blk][1] = mant_cnt[blk][2] = 2;
 897         mant_cnt[blk][4] = 1;
 898     }
 899 }
 900
 901
 902 /**
 903  * Update mantissa bit counts for all blocks in 1 channel in a given bandwidth
 904  * range.
 905  */
 906 static void count_mantissa_bits_update_ch(AC3EncodeContext *s, int ch,
 907                                           uint16_t mant_cnt[AC3_MAX_BLOCKS][16],
 908                                           int start, int end)
 909 {
 910     int blk;
 911
 912     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 913         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 914         if (ch == CPL_CH && !block->cpl_in_use)
 915             continue;
 916         s->ac3dsp.update_bap_counts(mant_cnt[blk],
 917                                     s->ref_bap[ch][blk] + start,
 918                                     FFMIN(end, block->end_freq[ch]) - start);
 919     }
 920 }
 921
 922
 923 /**
 924  * Count the number of mantissa bits in the frame based on the bap values.
 925  */
 926 static int count_mantissa_bits(AC3EncodeContext *s)
 927 {
 928     int ch, max_end_freq;
 929     LOCAL_ALIGNED_16(uint16_t, mant_cnt, [AC3_MAX_BLOCKS], [16]);
 930
 931     count_mantissa_bits_init(mant_cnt);
 932
 933     max_end_freq = s->bandwidth_code * 3 + 73;
 934     for (ch = !s->cpl_enabled; ch <= s->channels; ch++)
 935         count_mantissa_bits_update_ch(s, ch, mant_cnt, s->start_freq[ch],
 936                                       max_end_freq);
 937
 938     return s->ac3dsp.compute_mantissa_size(mant_cnt);
 939 }
 940
 941
 942 /**
 943  * Run the bit allocation with a given SNR offset.
 944  * This calculates the bit allocation pointers that will be used to determine
 945  * the quantization of each mantissa.
 946  * @return the number of bits needed for mantissas if the given SNR offset is
 947  *         is used.
 948  */
 949 static int bit_alloc(AC3EncodeContext *s, int snr_offset)
 950 {
 951     int blk, ch;
 952
 953     snr_offset = (snr_offset - 240) << 2;
 954
 955     reset_block_bap(s);
 956     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 957         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
 958
 959         for (ch = !block->cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
 960             /* Currently the only bit allocation parameters which vary across
 961                blocks within a frame are the exponent values.  We can take
 962                advantage of that by reusing the bit allocation pointers
 963                whenever we reuse exponents. */
 964             if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE) {
 965                 s->ac3dsp.bit_alloc_calc_bap(block->mask[ch], block->psd[ch],
 966                                              s->start_freq[ch], block->end_freq[ch],
 967                                              snr_offset, s->bit_alloc.floor,
 968                                              ff_ac3_bap_tab, s->ref_bap[ch][blk]);
 969             }
 970         }
 971     }
 972     return count_mantissa_bits(s);
 973 }
 974
 975
 976 /**
 977  * Constant bitrate bit allocation search.
 978  * Find the largest SNR offset that will allow data to fit in the frame.
 979  */
 980 static int cbr_bit_allocation(AC3EncodeContext *s)
 981 {
 982     int ch;
 983     int bits_left;
 984     int snr_offset, snr_incr;
 985
 986     bits_left = 8 * s->frame_size - (s->frame_bits + s->exponent_bits);
 987     if (bits_left < 0)
 988         return AVERROR(EINVAL);
 989
 990     snr_offset = s->coarse_snr_offset << 4;
 991
 992     /* if previous frame SNR offset was 1023, check if current frame can also
 993        use SNR offset of 1023. if so, skip the search. */
 994     if ((snr_offset | s->fine_snr_offset[1]) == 1023) {
 995         if (bit_alloc(s, 1023) <= bits_left)
 996             return 0;
 997     }
 998
 999     while (snr_offset >= 0 &&
1000            bit_alloc(s, snr_offset) > bits_left) {
1001         snr_offset -= 64;
1002     }
1003     if (snr_offset < 0)
1004         return AVERROR(EINVAL);
1005
1006     FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
1007     for (snr_incr = 64; snr_incr > 0; snr_incr >>= 2) {
1008         while (snr_offset + snr_incr <= 1023 &&
1009                bit_alloc(s, snr_offset + snr_incr) <= bits_left) {
1010             snr_offset += snr_incr;
1011             FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
1012         }
1013     }
1014     FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
1015     reset_block_bap(s);
1016
1017     s->coarse_snr_offset = snr_offset >> 4;
1018     for (ch = !s->cpl_on; ch <= s->channels; ch++)
1019         s->fine_snr_offset[ch] = snr_offset & 0xF;
1020
1021     return 0;
1022 }
1023
1024
1025 /**
1026  * Downgrade exponent strategies to reduce the bits used by the exponents.
1027  * This is a fallback for when bit allocation fails with the normal exponent
1028  * strategies.  Each time this function is run it only downgrades the
1029  * strategy in 1 channel of 1 block.
1030  * @return non-zero if downgrade was unsuccessful
1031  */
1032 static int downgrade_exponents(AC3EncodeContext *s)
1033 {
1034     int ch, blk;
1035
1036     for (blk = AC3_MAX_BLOCKS-1; blk >= 0; blk--) {
1037         for (ch = !s->blocks[blk].cpl_in_use; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
1038             if (s->exp_strategy[ch][blk] == EXP_D15) {
1039                 s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_D25;
1040                 return 0;
1041             }
1042         }
1043     }
1044     for (blk = AC3_MAX_BLOCKS-1; blk >= 0; blk--) {
1045         for (ch = !s->blocks[blk].cpl_in_use; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
1046             if (s->exp_strategy[ch][blk] == EXP_D25) {
1047                 s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_D45;
1048                 return 0;
1049             }
1050         }
1051     }
1052     /* block 0 cannot reuse exponents, so only downgrade D45 to REUSE if
1053        the block number > 0 */
1054     for (blk = AC3_MAX_BLOCKS-1; blk > 0; blk--) {
1055         for (ch = !s->blocks[blk].cpl_in_use; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
1056             if (s->exp_strategy[ch][blk] > EXP_REUSE) {
1057                 s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_REUSE;
1058                 return 0;
1059             }
1060         }
1061     }
1062     return -1;
1063 }
1064
1065
1066 /**
1067  * Perform bit allocation search.
1068  * Finds the SNR offset value that maximizes quality and fits in the specified
1069  * frame size.  Output is the SNR offset and a set of bit allocation pointers
1070  * used to quantize the mantissas.
1071  */
1072 static int compute_bit_allocation(AC3EncodeContext *s)
1073 {
1074     int ret;
1075
1076     count_frame_bits(s);
1077
1078     bit_alloc_masking(s);
1079
1080     ret = cbr_bit_allocation(s);
1081     while (ret) {
1082         /* fallback 1: disable channel coupling */
1083         if (s->cpl_on) {
1084             s->cpl_on = 0;
1085             compute_coupling_strategy(s);
1086             s->compute_rematrixing_strategy(s);
1087             apply_rematrixing(s);
1088             process_exponents(s);
1089             ret = compute_bit_allocation(s);
1090             continue;
1091         }
1092
1093         /* fallback 2: downgrade exponents */
1094         if (!downgrade_exponents(s)) {
1095             extract_exponents(s);
1096             encode_exponents(s);
1097             group_exponents(s);
1098             ret = compute_bit_allocation(s);
1099             continue;
1100         }
1101
1102         /* fallbacks were not enough... */
1103         break;
1104     }
1105
1106     return ret;
1107 }
1108
1109
1110 /**
1111  * Symmetric quantization on 'levels' levels.
1112  */
1113 static inline int sym_quant(int c, int e, int levels)
1114 {
1115     int v = (((levels * c) >> (24 - e)) + levels) >> 1;
1116     av_assert2(v >= 0 && v < levels);
1117     return v;
1118 }
1119
1120
1121 /**
1122  * Asymmetric quantization on 2^qbits levels.
1123  */
1124 static inline int asym_quant(int c, int e, int qbits)
1125 {
1126     int lshift, m, v;
1127
1128     lshift = e + qbits - 24;
1129     if (lshift >= 0)
1130         v = c << lshift;
1131     else
1132         v = c >> (-lshift);
1133     /* rounding */
1134     v = (v + 1) >> 1;
1135     m = (1 << (qbits-1));
1136     if (v >= m)
1137         v = m - 1;
1138     av_assert2(v >= -m);
1139     return v & ((1 << qbits)-1);
1140 }
1141
1142
1143 /**
1144  * Quantize a set of mantissas for a single channel in a single block.
1145  */
1146 static void quantize_mantissas_blk_ch(AC3Mant *s, int32_t *fixed_coef,
1147                                       uint8_t *exp, uint8_t *bap,
1148                                       uint16_t *qmant, int start_freq,
1149                                       int end_freq)
1150 {
1151     int i;
1152
1153     for (i = start_freq; i < end_freq; i++) {
1154         int v;
1155         int c = fixed_coef[i];
1156         int e = exp[i];
1157         int b = bap[i];
1158         switch (b) {
1159         case 0:
1160             v = 0;
1161             break;
1162         case 1:
1163             v = sym_quant(c, e, 3);
1164             switch (s->mant1_cnt) {
1165             case 0:
1166                 s->qmant1_ptr = &qmant[i];
1167                 v = 9 * v;
1168                 s->mant1_cnt = 1;
1169                 break;
1170             case 1:
1171                 *s->qmant1_ptr += 3 * v;
1172                 s->mant1_cnt = 2;
1173                 v = 128;
1174                 break;
1175             default:
1176                 *s->qmant1_ptr += v;
1177                 s->mant1_cnt = 0;
1178                 v = 128;
1179                 break;
1180             }
1181             break;
1182         case 2:
1183             v = sym_quant(c, e, 5);
1184             switch (s->mant2_cnt) {
1185             case 0:
1186                 s->qmant2_ptr = &qmant[i];
1187                 v = 25 * v;
1188                 s->mant2_cnt = 1;
1189                 break;
1190             case 1:
1191                 *s->qmant2_ptr += 5 * v;
1192                 s->mant2_cnt = 2;
1193                 v = 128;
1194                 break;
1195             default:
1196                 *s->qmant2_ptr += v;
1197                 s->mant2_cnt = 0;
1198                 v = 128;
1199                 break;
1200             }
1201             break;
1202         case 3:
1203             v = sym_quant(c, e, 7);
1204             break;
1205         case 4:
1206             v = sym_quant(c, e, 11);
1207             switch (s->mant4_cnt) {
1208             case 0:
1209                 s->qmant4_ptr = &qmant[i];
1210                 v = 11 * v;
1211                 s->mant4_cnt = 1;
1212                 break;
1213             default:
1214                 *s->qmant4_ptr += v;
1215                 s->mant4_cnt = 0;
1216                 v = 128;
1217                 break;
1218             }
1219             break;
1220         case 5:
1221             v = sym_quant(c, e, 15);
1222             break;
1223         case 14:
1224             v = asym_quant(c, e, 14);
1225             break;
1226         case 15:
1227             v = asym_quant(c, e, 16);
1228             break;
1229         default:
1230             v = asym_quant(c, e, b - 1);
1231             break;
1232         }
1233         qmant[i] = v;
1234     }
1235 }
1236
1237
1238 /**
1239  * Quantize mantissas using coefficients, exponents, and bit allocation pointers.
1240  */
1241 static void quantize_mantissas(AC3EncodeContext *s)
1242 {
1243     int blk, ch, ch0=0, got_cpl;
1244
1245     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1246         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1247         AC3Mant m = { 0 };
1248
1249         got_cpl = !block->cpl_in_use;
1250         for (ch = 1; ch <= s->channels; ch++) {
1251             if (!got_cpl && ch > 1 && block->channel_in_cpl[ch-1]) {
1252                 ch0     = ch - 1;
1253                 ch      = CPL_CH;
1254                 got_cpl = 1;
1255             }
1256             quantize_mantissas_blk_ch(&m, block->fixed_coef[ch],
1257                                       s->blocks[s->exp_ref_block[ch][blk]].exp[ch],
1258                                       s->ref_bap[ch][blk], block->qmant[ch],
1259                                       s->start_freq[ch], block->end_freq[ch]);
1260             if (ch == CPL_CH)
1261                 ch = ch0;
1262         }
1263     }
1264 }
1265
1266
1267 /**
1268  * Write the AC-3 frame header to the output bitstream.
1269  */
1270 static void ac3_output_frame_header(AC3EncodeContext *s)
1271 {
1272     AC3EncOptions *opt = &s->options;
1273
1274     put_bits(&s->pb, 16, 0x0b77);   /* frame header */
1275     put_bits(&s->pb, 16, 0);        /* crc1: will be filled later */
1276     put_bits(&s->pb, 2,  s->bit_alloc.sr_code);
1277     put_bits(&s->pb, 6,  s->frame_size_code + (s->frame_size - s->frame_size_min) / 2);
1278     put_bits(&s->pb, 5,  s->bitstream_id);
1279     put_bits(&s->pb, 3,  s->bitstream_mode);
1280     put_bits(&s->pb, 3,  s->channel_mode);
1281     if ((s->channel_mode & 0x01) && s->channel_mode != AC3_CHMODE_MONO)
1282         put_bits(&s->pb, 2, s->center_mix_level);
1283     if (s->channel_mode & 0x04)
1284         put_bits(&s->pb, 2, s->surround_mix_level);
1285     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
1286         put_bits(&s->pb, 2, opt->dolby_surround_mode);
1287     put_bits(&s->pb, 1, s->lfe_on); /* LFE */
1288     put_bits(&s->pb, 5, -opt->dialogue_level);
1289     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no compression control word */
1290     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no lang code */
1291     put_bits(&s->pb, 1, opt->audio_production_info);
1292     if (opt->audio_production_info) {
1293         put_bits(&s->pb, 5, opt->mixing_level - 80);
1294         put_bits(&s->pb, 2, opt->room_type);
1295     }
1296     put_bits(&s->pb, 1, opt->copyright);
1297     put_bits(&s->pb, 1, opt->original);
1298     if (s->bitstream_id == 6) {
1299         /* alternate bit stream syntax */
1300         put_bits(&s->pb, 1, opt->extended_bsi_1);
1301         if (opt->extended_bsi_1) {
1302             put_bits(&s->pb, 2, opt->preferred_stereo_downmix);
1303             put_bits(&s->pb, 3, s->ltrt_center_mix_level);
1304             put_bits(&s->pb, 3, s->ltrt_surround_mix_level);
1305             put_bits(&s->pb, 3, s->loro_center_mix_level);
1306             put_bits(&s->pb, 3, s->loro_surround_mix_level);
1307         }
1308         put_bits(&s->pb, 1, opt->extended_bsi_2);
1309         if (opt->extended_bsi_2) {
1310             put_bits(&s->pb, 2, opt->dolby_surround_ex_mode);
1311             put_bits(&s->pb, 2, opt->dolby_headphone_mode);
1312             put_bits(&s->pb, 1, opt->ad_converter_type);
1313             put_bits(&s->pb, 9, 0);     /* xbsi2 and encinfo : reserved */
1314         }
1315     } else {
1316     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no time code 1 */
1317     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no time code 2 */
1318     }
1319     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no additional bit stream info */
1320 }
1321
1322
1323 /**
1324  * Write one audio block to the output bitstream.
1325  */
1326 static void output_audio_block(AC3EncodeContext *s, int blk)
1327 {
1328     int ch, i, baie, bnd, got_cpl;
1329     int av_uninit(ch0);
1330     AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1331
1332     /* block switching */
1333     if (!s->eac3) {
1334         for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
1335             put_bits(&s->pb, 1, 0);
1336     }
1337
1338     /* dither flags */
1339     if (!s->eac3) {
1340         for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
1341             put_bits(&s->pb, 1, 1);
1342     }
1343
1344     /* dynamic range codes */
1345     put_bits(&s->pb, 1, 0);
1346
1347     /* spectral extension */
1348     if (s->eac3)
1349         put_bits(&s->pb, 1, 0);
1350
1351     /* channel coupling */
1352     if (!s->eac3)
1353         put_bits(&s->pb, 1, block->new_cpl_strategy);
1354     if (block->new_cpl_strategy) {
1355         if (!s->eac3)
1356             put_bits(&s->pb, 1, block->cpl_in_use);
1357         if (block->cpl_in_use) {
1358             int start_sub, end_sub;
1359             if (s->eac3)
1360                 put_bits(&s->pb, 1, 0); /* enhanced coupling */
1361             if (!s->eac3 || s->channel_mode != AC3_CHMODE_STEREO) {
1362                 for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++)
1363                     put_bits(&s->pb, 1, block->channel_in_cpl[ch]);
1364             }
1365             if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
1366                 put_bits(&s->pb, 1, 0); /* phase flags in use */
1367             start_sub = (s->start_freq[CPL_CH] - 37) / 12;
1368             end_sub   = (s->cpl_end_freq       - 37) / 12;
1369             put_bits(&s->pb, 4, start_sub);
1370             put_bits(&s->pb, 4, end_sub - 3);
1371             /* coupling band structure */
1372             if (s->eac3) {
1373                 put_bits(&s->pb, 1, 0); /* use default */
1374             } else {
1375                 for (bnd = start_sub+1; bnd < end_sub; bnd++)
1376                     put_bits(&s->pb, 1, ff_eac3_default_cpl_band_struct[bnd]);
1377             }
1378         }
1379     }
1380
1381     /* coupling coordinates */
1382     if (block->cpl_in_use) {
1383         for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
1384             if (block->channel_in_cpl[ch]) {
1385                 if (!s->eac3 || block->new_cpl_coords != 2)
1386                     put_bits(&s->pb, 1, block->new_cpl_coords);
1387                 if (block->new_cpl_coords) {
1388                     put_bits(&s->pb, 2, block->cpl_master_exp[ch]);
1389                     for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_bands; bnd++) {
1390                         put_bits(&s->pb, 4, block->cpl_coord_exp [ch][bnd]);
1391                         put_bits(&s->pb, 4, block->cpl_coord_mant[ch][bnd]);
1392                     }
1393                 }
1394             }
1395         }
1396     }
1397
1398     /* stereo rematrixing */
1399     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
1400         if (!s->eac3 || blk > 0)
1401             put_bits(&s->pb, 1, block->new_rematrixing_strategy);
1402         if (block->new_rematrixing_strategy) {
1403             /* rematrixing flags */
1404             for (bnd = 0; bnd < block->num_rematrixing_bands; bnd++)
1405                 put_bits(&s->pb, 1, block->rematrixing_flags[bnd]);
1406         }
1407     }
1408
1409     /* exponent strategy */
1410     if (!s->eac3) {
1411         for (ch = !block->cpl_in_use; ch <= s->fbw_channels; ch++)
1412             put_bits(&s->pb, 2, s->exp_strategy[ch][blk]);
1413         if (s->lfe_on)
1414             put_bits(&s->pb, 1, s->exp_strategy[s->lfe_channel][blk]);
1415     }
1416
1417     /* bandwidth */
1418     for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
1419         if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE && !block->channel_in_cpl[ch])
1420             put_bits(&s->pb, 6, s->bandwidth_code);
1421     }
1422
1423     /* exponents */
1424     for (ch = !block->cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1425         int nb_groups;
1426         int cpl = (ch == CPL_CH);
1427
1428         if (s->exp_strategy[ch][blk] == EXP_REUSE)
1429             continue;
1430
1431         /* DC exponent */
1432         put_bits(&s->pb, 4, block->grouped_exp[ch][0] >> cpl);
1433
1434         /* exponent groups */
1435         nb_groups = exponent_group_tab[cpl][s->exp_strategy[ch][blk]-1][block->end_freq[ch]-s->start_freq[ch]];
1436         for (i = 1; i <= nb_groups; i++)
1437             put_bits(&s->pb, 7, block->grouped_exp[ch][i]);
1438
1439         /* gain range info */
1440         if (ch != s->lfe_channel && !cpl)
1441             put_bits(&s->pb, 2, 0);
1442     }
1443
1444     /* bit allocation info */
1445     if (!s->eac3) {
1446         baie = (blk == 0);
1447         put_bits(&s->pb, 1, baie);
1448         if (baie) {
1449             put_bits(&s->pb, 2, s->slow_decay_code);
1450             put_bits(&s->pb, 2, s->fast_decay_code);
1451             put_bits(&s->pb, 2, s->slow_gain_code);
1452             put_bits(&s->pb, 2, s->db_per_bit_code);
1453             put_bits(&s->pb, 3, s->floor_code);
1454         }
1455     }
1456
1457     /* snr offset */
1458     if (!s->eac3) {
1459         put_bits(&s->pb, 1, block->new_snr_offsets);
1460         if (block->new_snr_offsets) {
1461             put_bits(&s->pb, 6, s->coarse_snr_offset);
1462             for (ch = !block->cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1463                 put_bits(&s->pb, 4, s->fine_snr_offset[ch]);
1464                 put_bits(&s->pb, 3, s->fast_gain_code[ch]);
1465             }
1466         }
1467     } else {
1468         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no converter snr offset */
1469     }
1470
1471     /* coupling leak */
1472     if (block->cpl_in_use) {
1473         if (!s->eac3 || block->new_cpl_leak != 2)
1474             put_bits(&s->pb, 1, block->new_cpl_leak);
1475         if (block->new_cpl_leak) {
1476             put_bits(&s->pb, 3, s->bit_alloc.cpl_fast_leak);
1477             put_bits(&s->pb, 3, s->bit_alloc.cpl_slow_leak);
1478         }
1479     }
1480
1481     if (!s->eac3) {
1482         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no delta bit allocation */
1483         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no data to skip */
1484     }
1485
1486     /* mantissas */
1487     got_cpl = !block->cpl_in_use;
1488     for (ch = 1; ch <= s->channels; ch++) {
1489         int b, q;
1490
1491         if (!got_cpl && ch > 1 && block->channel_in_cpl[ch-1]) {
1492             ch0     = ch - 1;
1493             ch      = CPL_CH;
1494             got_cpl = 1;
1495         }
1496         for (i = s->start_freq[ch]; i < block->end_freq[ch]; i++) {
1497             q = block->qmant[ch][i];
1498             b = s->ref_bap[ch][blk][i];
1499             switch (b) {
1500             case 0:                                         break;
1501             case 1: if (q != 128) put_bits(&s->pb,   5, q); break;
1502             case 2: if (q != 128) put_bits(&s->pb,   7, q); break;
1503             case 3:               put_bits(&s->pb,   3, q); break;
1504             case 4: if (q != 128) put_bits(&s->pb,   7, q); break;
1505             case 14:              put_bits(&s->pb,  14, q); break;
1506             case 15:              put_bits(&s->pb,  16, q); break;
1507             default:              put_bits(&s->pb, b-1, q); break;
1508             }
1509         }
1510         if (ch == CPL_CH)
1511             ch = ch0;
1512     }
1513 }
1514
1515
1516 /** CRC-16 Polynomial */
1517 #define CRC16_POLY ((1 << 0) | (1 << 2) | (1 << 15) | (1 << 16))
1518
1519
1520 static unsigned int mul_poly(unsigned int a, unsigned int b, unsigned int poly)
1521 {
1522     unsigned int c;
1523
1524     c = 0;
1525     while (a) {
1526         if (a & 1)
1527             c ^= b;
1528         a = a >> 1;
1529         b = b << 1;
1530         if (b & (1 << 16))
1531             b ^= poly;
1532     }
1533     return c;
1534 }
1535
1536
1537 static unsigned int pow_poly(unsigned int a, unsigned int n, unsigned int poly)
1538 {
1539     unsigned int r;
1540     r = 1;
1541     while (n) {
1542         if (n & 1)
1543             r = mul_poly(r, a, poly);
1544         a = mul_poly(a, a, poly);
1545         n >>= 1;
1546     }
1547     return r;
1548 }
1549
1550
1551 /**
1552  * Fill the end of the frame with 0's and compute the two CRCs.
1553  */
1554 static void output_frame_end(AC3EncodeContext *s)
1555 {
1556     const AVCRC *crc_ctx = av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI);
1557     int frame_size_58, pad_bytes, crc1, crc2_partial, crc2, crc_inv;
1558     uint8_t *frame;
1559
1560     frame_size_58 = ((s->frame_size >> 2) + (s->frame_size >> 4)) << 1;
1561
1562     /* pad the remainder of the frame with zeros */
1563     av_assert2(s->frame_size * 8 - put_bits_count(&s->pb) >= 18);
1564     flush_put_bits(&s->pb);
1565     frame = s->pb.buf;
1566     pad_bytes = s->frame_size - (put_bits_ptr(&s->pb) - frame) - 2;
1567     av_assert2(pad_bytes >= 0);
1568     if (pad_bytes > 0)
1569         memset(put_bits_ptr(&s->pb), 0, pad_bytes);
1570
1571     if (s->eac3) {
1572         /* compute crc2 */
1573         crc2_partial = av_crc(crc_ctx, 0, frame + 2, s->frame_size - 5);
1574     } else {
1575     /* compute crc1 */
1576     /* this is not so easy because it is at the beginning of the data... */
1577     crc1    = av_bswap16(av_crc(crc_ctx, 0, frame + 4, frame_size_58 - 4));
1578     crc_inv = s->crc_inv[s->frame_size > s->frame_size_min];
1579     crc1    = mul_poly(crc_inv, crc1, CRC16_POLY);
1580     AV_WB16(frame + 2, crc1);
1581
1582     /* compute crc2 */
1583     crc2_partial = av_crc(crc_ctx, 0, frame + frame_size_58,
1584                           s->frame_size - frame_size_58 - 3);
1585     }
1586     crc2 = av_crc(crc_ctx, crc2_partial, frame + s->frame_size - 3, 1);
1587     /* ensure crc2 does not match sync word by flipping crcrsv bit if needed */
1588     if (crc2 == 0x770B) {
1589         frame[s->frame_size - 3] ^= 0x1;
1590         crc2 = av_crc(crc_ctx, crc2_partial, frame + s->frame_size - 3, 1);
1591     }
1592     crc2 = av_bswap16(crc2);
1593     AV_WB16(frame + s->frame_size - 2, crc2);
1594 }
1595
1596
1597 /**
1598  * Write the frame to the output bitstream.
1599  */
1600 static void output_frame(AC3EncodeContext *s, unsigned char *frame)
1601 {
1602     int blk;
1603
1604     init_put_bits(&s->pb, frame, AC3_MAX_CODED_FRAME_SIZE);
1605
1606     s->output_frame_header(s);
1607
1608     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++)
1609         output_audio_block(s, blk);
1610
1611     output_frame_end(s);
1612 }
1613
1614
1615 static void dprint_options(AVCodecContext *avctx)
1616 {
1617 #ifdef DEBUG
1618     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1619     AC3EncOptions *opt = &s->options;
1620     char strbuf[32];
1621
1622     switch (s->bitstream_id) {
1623     case  6:  av_strlcpy(strbuf, "AC-3 (alt syntax)",       32); break;
1624     case  8:  av_strlcpy(strbuf, "AC-3 (standard)",         32); break;
1625     case  9:  av_strlcpy(strbuf, "AC-3 (dnet half-rate)",   32); break;
1626     case 10:  av_strlcpy(strbuf, "AC-3 (dnet quater-rate)", 32); break;
1627     case 16:  av_strlcpy(strbuf, "E-AC-3 (enhanced)",       32); break;
1628     default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR");
1629     }
1630     av_dlog(avctx, "bitstream_id: %s (%d)\n", strbuf, s->bitstream_id);
1631     av_dlog(avctx, "sample_fmt: %s\n", av_get_sample_fmt_name(avctx->sample_fmt));
1632     av_get_channel_layout_string(strbuf, 32, s->channels, avctx->channel_layout);
1633     av_dlog(avctx, "channel_layout: %s\n", strbuf);
1634     av_dlog(avctx, "sample_rate: %d\n", s->sample_rate);
1635     av_dlog(avctx, "bit_rate: %d\n", s->bit_rate);
1636     if (s->cutoff)
1637         av_dlog(avctx, "cutoff: %d\n", s->cutoff);
1638
1639     av_dlog(avctx, "per_frame_metadata: %s\n",
1640             opt->allow_per_frame_metadata?"on":"off");
1641     if (s->has_center)
1642         av_dlog(avctx, "center_mixlev: %0.3f (%d)\n", opt->center_mix_level,
1643                 s->center_mix_level);
1644     else
1645         av_dlog(avctx, "center_mixlev: {not written}\n");
1646     if (s->has_surround)
1647         av_dlog(avctx, "surround_mixlev: %0.3f (%d)\n", opt->surround_mix_level,
1648                 s->surround_mix_level);
1649     else
1650         av_dlog(avctx, "surround_mixlev: {not written}\n");
1651     if (opt->audio_production_info) {
1652         av_dlog(avctx, "mixing_level: %ddB\n", opt->mixing_level);
1653         switch (opt->room_type) {
1654         case 0:  av_strlcpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1655         case 1:  av_strlcpy(strbuf, "large", 32);        break;
1656         case 2:  av_strlcpy(strbuf, "small", 32);        break;
1657         default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->room_type);
1658         }
1659         av_dlog(avctx, "room_type: %s\n", strbuf);
1660     } else {
1661         av_dlog(avctx, "mixing_level: {not written}\n");
1662         av_dlog(avctx, "room_type: {not written}\n");
1663     }
1664     av_dlog(avctx, "copyright: %s\n", opt->copyright?"on":"off");
1665     av_dlog(avctx, "dialnorm: %ddB\n", opt->dialogue_level);
1666     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
1667         switch (opt->dolby_surround_mode) {
1668         case 0:  av_strlcpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1669         case 1:  av_strlcpy(strbuf, "on", 32);           break;
1670         case 2:  av_strlcpy(strbuf, "off", 32);          break;
1671         default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->dolby_surround_mode);
1672         }
1673         av_dlog(avctx, "dsur_mode: %s\n", strbuf);
1674     } else {
1675         av_dlog(avctx, "dsur_mode: {not written}\n");
1676     }
1677     av_dlog(avctx, "original: %s\n", opt->original?"on":"off");
1678
1679     if (s->bitstream_id == 6) {
1680         if (opt->extended_bsi_1) {
1681             switch (opt->preferred_stereo_downmix) {
1682             case 0:  av_strlcpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1683             case 1:  av_strlcpy(strbuf, "ltrt", 32);         break;
1684             case 2:  av_strlcpy(strbuf, "loro", 32);         break;
1685             default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->preferred_stereo_downmix);
1686             }
1687             av_dlog(avctx, "dmix_mode: %s\n", strbuf);
1688             av_dlog(avctx, "ltrt_cmixlev: %0.3f (%d)\n",
1689                     opt->ltrt_center_mix_level, s->ltrt_center_mix_level);
1690             av_dlog(avctx, "ltrt_surmixlev: %0.3f (%d)\n",
1691                     opt->ltrt_surround_mix_level, s->ltrt_surround_mix_level);
1692             av_dlog(avctx, "loro_cmixlev: %0.3f (%d)\n",
1693                     opt->loro_center_mix_level, s->loro_center_mix_level);
1694             av_dlog(avctx, "loro_surmixlev: %0.3f (%d)\n",
1695                     opt->loro_surround_mix_level, s->loro_surround_mix_level);
1696         } else {
1697             av_dlog(avctx, "extended bitstream info 1: {not written}\n");
1698         }
1699         if (opt->extended_bsi_2) {
1700             switch (opt->dolby_surround_ex_mode) {
1701             case 0:  av_strlcpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1702             case 1:  av_strlcpy(strbuf, "on", 32);           break;
1703             case 2:  av_strlcpy(strbuf, "off", 32);          break;
1704             default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->dolby_surround_ex_mode);
1705             }
1706             av_dlog(avctx, "dsurex_mode: %s\n", strbuf);
1707             switch (opt->dolby_headphone_mode) {
1708             case 0:  av_strlcpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1709             case 1:  av_strlcpy(strbuf, "on", 32);           break;
1710             case 2:  av_strlcpy(strbuf, "off", 32);          break;
1711             default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->dolby_headphone_mode);
1712             }
1713             av_dlog(avctx, "dheadphone_mode: %s\n", strbuf);
1714
1715             switch (opt->ad_converter_type) {
1716             case 0:  av_strlcpy(strbuf, "standard", 32); break;
1717             case 1:  av_strlcpy(strbuf, "hdcd", 32);     break;
1718             default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->ad_converter_type);
1719             }
1720             av_dlog(avctx, "ad_conv_type: %s\n", strbuf);
1721         } else {
1722             av_dlog(avctx, "extended bitstream info 2: {not written}\n");
1723         }
1724     }
1725 #endif
1726 }
1727
1728
1729 #define FLT_OPTION_THRESHOLD 0.01
1730
1731 static int validate_float_option(float v, const float *v_list, int v_list_size)
1732 {
1733     int i;
1734
1735     for (i = 0; i < v_list_size; i++) {
1736         if (v < (v_list[i] + FLT_OPTION_THRESHOLD) &&
1737             v > (v_list[i] - FLT_OPTION_THRESHOLD))
1738             break;
1739     }
1740     if (i == v_list_size)
1741         return -1;
1742
1743     return i;
1744 }
1745
1746
1747 static void validate_mix_level(void *log_ctx, const char *opt_name,
1748                                float *opt_param, const float *list,
1749                                int list_size, int default_value, int min_value,
1750                                int *ctx_param)
1751 {
1752     int mixlev = validate_float_option(*opt_param, list, list_size);
1753     if (mixlev < min_value) {
1754         mixlev = default_value;
1755         if (*opt_param >= 0.0) {
1756             av_log(log_ctx, AV_LOG_WARNING, "requested %s is not valid. using "
1757                    "default value: %0.3f\n", opt_name, list[mixlev]);
1758         }
1759     }
1760     *opt_param = list[mixlev];
1761     *ctx_param = mixlev;
1762 }
1763
1764
1765 /**
1766  * Validate metadata options as set by AVOption system.
1767  * These values can optionally be changed per-frame.
1768  */
1769 static int validate_metadata(AVCodecContext *avctx)
1770 {
1771     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1772     AC3EncOptions *opt = &s->options;
1773
1774     /* validate mixing levels */
1775     if (s->has_center) {
1776         validate_mix_level(avctx, "center_mix_level", &opt->center_mix_level,
1777                            cmixlev_options, CMIXLEV_NUM_OPTIONS, 1, 0,
1778                            &s->center_mix_level);
1779     }
1780     if (s->has_surround) {
1781         validate_mix_level(avctx, "surround_mix_level", &opt->surround_mix_level,
1782                            surmixlev_options, SURMIXLEV_NUM_OPTIONS, 1, 0,
1783                            &s->surround_mix_level);
1784     }
1785
1786     /* set audio production info flag */
1787     if (opt->mixing_level >= 0 || opt->room_type >= 0) {
1788         if (opt->mixing_level < 0) {
1789             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "mixing_level must be set if "
1790                    "room_type is set\n");
1791             return AVERROR(EINVAL);
1792         }
1793         if (opt->mixing_level < 80) {
1794             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid mixing level. must be between "
1795                    "80dB and 111dB\n");
1796             return AVERROR(EINVAL);
1797         }
1798         /* default room type */
1799         if (opt->room_type < 0)
1800             opt->room_type = 0;
1801         opt->audio_production_info = 1;
1802     } else {
1803         opt->audio_production_info = 0;
1804     }
1805
1806     /* set extended bsi 1 flag */
1807     if ((s->has_center || s->has_surround) &&
1808         (opt->preferred_stereo_downmix >= 0 ||
1809          opt->ltrt_center_mix_level   >= 0 ||
1810          opt->ltrt_surround_mix_level >= 0 ||
1811          opt->loro_center_mix_level   >= 0 ||
1812          opt->loro_surround_mix_level >= 0)) {
1813         /* default preferred stereo downmix */
1814         if (opt->preferred_stereo_downmix < 0)
1815             opt->preferred_stereo_downmix = 0;
1816         /* validate Lt/Rt center mix level */
1817         validate_mix_level(avctx, "ltrt_center_mix_level",
1818                            &opt->ltrt_center_mix_level, extmixlev_options,
1819                            EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS, 5, 0,
1820                            &s->ltrt_center_mix_level);
1821         /* validate Lt/Rt surround mix level */
1822         validate_mix_level(avctx, "ltrt_surround_mix_level",
1823                            &opt->ltrt_surround_mix_level, extmixlev_options,
1824                            EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS, 6, 3,
1825                            &s->ltrt_surround_mix_level);
1826         /* validate Lo/Ro center mix level */
1827         validate_mix_level(avctx, "loro_center_mix_level",
1828                            &opt->loro_center_mix_level, extmixlev_options,
1829                            EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS, 5, 0,
1830                            &s->loro_center_mix_level);
1831         /* validate Lo/Ro surround mix level */
1832         validate_mix_level(avctx, "loro_surround_mix_level",
1833                            &opt->loro_surround_mix_level, extmixlev_options,
1834                            EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS, 6, 3,
1835                            &s->loro_surround_mix_level);
1836         opt->extended_bsi_1 = 1;
1837     } else {
1838         opt->extended_bsi_1 = 0;
1839     }
1840
1841     /* set extended bsi 2 flag */
1842     if (opt->dolby_surround_ex_mode >= 0 ||
1843         opt->dolby_headphone_mode   >= 0 ||
1844         opt->ad_converter_type      >= 0) {
1845         /* default dolby surround ex mode */
1846         if (opt->dolby_surround_ex_mode < 0)
1847             opt->dolby_surround_ex_mode = 0;
1848         /* default dolby headphone mode */
1849         if (opt->dolby_headphone_mode < 0)
1850             opt->dolby_headphone_mode = 0;
1851         /* default A/D converter type */
1852         if (opt->ad_converter_type < 0)
1853             opt->ad_converter_type = 0;
1854         opt->extended_bsi_2 = 1;
1855     } else {
1856         opt->extended_bsi_2 = 0;
1857     }
1858
1859     /* set bitstream id for alternate bitstream syntax */
1860     if (opt->extended_bsi_1 || opt->extended_bsi_2) {
1861         if (s->bitstream_id > 8 && s->bitstream_id < 11) {
1862             static int warn_once = 1;
1863             if (warn_once) {
1864                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "alternate bitstream syntax is "
1865                        "not compatible with reduced samplerates. writing of "
1866                        "extended bitstream information will be disabled.\n");
1867                 warn_once = 0;
1868             }
1869         } else {
1870             s->bitstream_id = 6;
1871         }
1872     }
1873
1874     return 0;
1875 }
1876
1877
1878 /**
1879  * Encode a single AC-3 frame.
1880  */
1881 int ff_ac3_encode_frame(AVCodecContext *avctx, unsigned char *frame,
1882                         int buf_size, void *data)
1883 {
1884     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1885     const SampleType *samples = data;
1886     int ret;
1887
1888     if (!s->eac3 && s->options.allow_per_frame_metadata) {
1889         ret = validate_metadata(avctx);
1890         if (ret)
1891             return ret;
1892     }
1893
1894     if (s->bit_alloc.sr_code == 1 || s->eac3)
1895         adjust_frame_size(s);
1896
1897     s->deinterleave_input_samples(s, samples);
1898
1899     s->apply_mdct(s);
1900
1901     s->scale_coefficients(s);
1902
1903     s->cpl_on = s->cpl_enabled;
1904     compute_coupling_strategy(s);
1905
1906     if (s->cpl_on)
1907         s->apply_channel_coupling(s);
1908
1909     s->compute_rematrixing_strategy(s);
1910
1911     apply_rematrixing(s);
1912
1913     process_exponents(s);
1914
1915     ret = compute_bit_allocation(s);
1916     if (ret) {
1917         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Bit allocation failed. Try increasing the bitrate.\n");
1918         return ret;
1919     }
1920
1921     quantize_mantissas(s);
1922
1923     output_frame(s, frame);
1924
1925     return s->frame_size;
1926 }
1927
1928
1929 /**
1930  * Finalize encoding and free any memory allocated by the encoder.
1931  */
1932 av_cold int ff_ac3_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1933 {
1934     int blk, ch;
1935     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
1936
1937     av_freep(&s->windowed_samples);
1938     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
1939         av_freep(&s->planar_samples[ch]);
1940     av_freep(&s->planar_samples);
1941     av_freep(&s->bap_buffer);
1942     av_freep(&s->bap1_buffer);
1943     av_freep(&s->mdct_coef_buffer);
1944     av_freep(&s->fixed_coef_buffer);
1945     av_freep(&s->exp_buffer);
1946     av_freep(&s->grouped_exp_buffer);
1947     av_freep(&s->psd_buffer);
1948     av_freep(&s->band_psd_buffer);
1949     av_freep(&s->mask_buffer);
1950     av_freep(&s->qmant_buffer);
1951     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
1952         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1953         av_freep(&block->mdct_coef);
1954         av_freep(&block->fixed_coef);
1955         av_freep(&block->exp);
1956         av_freep(&block->grouped_exp);
1957         av_freep(&block->psd);
1958         av_freep(&block->band_psd);
1959         av_freep(&block->mask);
1960         av_freep(&block->qmant);
1961     }
1962
1963     s->mdct_end(s->mdct);
1964     av_freep(&s->mdct);
1965
1966     av_freep(&avctx->coded_frame);
1967     return 0;
1968 }
1969
1970
1971 /**
1972  * Set channel information during initialization.
1973  */
1974 static av_cold int set_channel_info(AC3EncodeContext *s, int channels,
1975                                     int64_t *channel_layout)
1976 {
1977     int ch_layout;
1978
1979     if (channels < 1 || channels > AC3_MAX_CHANNELS)
1980         return AVERROR(EINVAL);
1981     if ((uint64_t)*channel_layout > 0x7FF)
1982         return AVERROR(EINVAL);
1983     ch_layout = *channel_layout;
1984     if (!ch_layout)
1985         ch_layout = avcodec_guess_channel_layout(channels, CODEC_ID_AC3, NULL);
1986
1987     s->lfe_on       = !!(ch_layout & AV_CH_LOW_FREQUENCY);
1988     s->channels     = channels;
1989     s->fbw_channels = channels - s->lfe_on;
1990     s->lfe_channel  = s->lfe_on ? s->fbw_channels + 1 : -1;
1991     if (s->lfe_on)
1992         ch_layout -= AV_CH_LOW_FREQUENCY;
1993
1994     switch (ch_layout) {
1995     case AV_CH_LAYOUT_MONO:           s->channel_mode = AC3_CHMODE_MONO;   break;
1996     case AV_CH_LAYOUT_STEREO:         s->channel_mode = AC3_CHMODE_STEREO; break;
1997     case AV_CH_LAYOUT_SURROUND:       s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F;     break;
1998     case AV_CH_LAYOUT_2_1:            s->channel_mode = AC3_CHMODE_2F1R;   break;
1999     case AV_CH_LAYOUT_4POINT0:        s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F1R;   break;
2000     case AV_CH_LAYOUT_QUAD:
2001     case AV_CH_LAYOUT_2_2:            s->channel_mode = AC3_CHMODE_2F2R;   break;
2002     case AV_CH_LAYOUT_5POINT0:
2003     case AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK:   s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F2R;   break;
2004     default:
2005         return AVERROR(EINVAL);
2006     }
2007     s->has_center   = (s->channel_mode & 0x01) && s->channel_mode != AC3_CHMODE_MONO;
2008     s->has_surround =  s->channel_mode & 0x04;
2009
2010     s->channel_map  = ff_ac3_enc_channel_map[s->channel_mode][s->lfe_on];
2011     *channel_layout = ch_layout;
2012     if (s->lfe_on)
2013         *channel_layout |= AV_CH_LOW_FREQUENCY;
2014
2015     return 0;
2016 }
2017
2018
2019 static av_cold int validate_options(AVCodecContext *avctx, AC3EncodeContext *s)
2020 {
2021     int i, ret, max_sr;
2022
2023     /* validate channel layout */
2024     if (!avctx->channel_layout) {
2025         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "No channel layout specified. The "
2026                                       "encoder will guess the layout, but it "
2027                                       "might be incorrect.\n");
2028     }
2029     ret = set_channel_info(s, avctx->channels, &avctx->channel_layout);
2030     if (ret) {
2031         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid channel layout\n");
2032         return ret;
2033     }
2034
2035     /* validate sample rate */
2036     /* note: max_sr could be changed from 2 to 5 for E-AC-3 once we find a
2037              decoder that supports half sample rate so we can validate that
2038              the generated files are correct. */
2039     max_sr = s->eac3 ? 2 : 8;
2040     for (i = 0; i <= max_sr; i++) {
2041         if ((ff_ac3_sample_rate_tab[i % 3] >> (i / 3)) == avctx->sample_rate)
2042             break;
2043     }
2044     if (i > max_sr) {
2045         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sample rate\n");
2046         return AVERROR(EINVAL);
2047     }
2048     s->sample_rate        = avctx->sample_rate;
2049     s->bit_alloc.sr_shift = i / 3;
2050     s->bit_alloc.sr_code  = i % 3;
2051     s->bitstream_id       = s->eac3 ? 16 : 8 + s->bit_alloc.sr_shift;
2052
2053     /* validate bit rate */
2054     if (s->eac3) {
2055         int max_br, min_br, wpf, min_br_dist, min_br_code;
2056
2057         /* calculate min/max bitrate */
2058         max_br = 2048 * s->sample_rate / AC3_FRAME_SIZE * 16;
2059         min_br = ((s->sample_rate + (AC3_FRAME_SIZE-1)) / AC3_FRAME_SIZE) * 16;
2060         if (avctx->bit_rate < min_br || avctx->bit_rate > max_br) {
2061             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid bit rate. must be %d to %d "
2062                    "for this sample rate\n", min_br, max_br);
2063             return AVERROR(EINVAL);
2064         }
2065
2066         /* calculate words-per-frame for the selected bitrate */
2067         wpf = (avctx->bit_rate / 16) * AC3_FRAME_SIZE / s->sample_rate;
2068         av_assert1(wpf > 0 && wpf <= 2048);
2069
2070         /* find the closest AC-3 bitrate code to the selected bitrate.
2071            this is needed for lookup tables for bandwidth and coupling
2072            parameter selection */
2073         min_br_code = -1;
2074         min_br_dist = INT_MAX;
2075         for (i = 0; i < 19; i++) {
2076             int br_dist = abs(ff_ac3_bitrate_tab[i] * 1000 - avctx->bit_rate);
2077             if (br_dist < min_br_dist) {
2078                 min_br_dist = br_dist;
2079                 min_br_code = i;
2080             }
2081         }
2082
2083         /* make sure the minimum frame size is below the average frame size */
2084         s->frame_size_code = min_br_code << 1;
2085         while (wpf > 1 && wpf * s->sample_rate / AC3_FRAME_SIZE * 16 > avctx->bit_rate)
2086             wpf--;
2087         s->frame_size_min = 2 * wpf;
2088     } else {
2089         for (i = 0; i < 19; i++) {
2090             if ((ff_ac3_bitrate_tab[i] >> s->bit_alloc.sr_shift)*1000 == avctx->bit_rate)
2091                 break;
2092         }
2093         if (i == 19) {
2094             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid bit rate\n");
2095             return AVERROR(EINVAL);
2096         }
2097         s->frame_size_code = i << 1;
2098         s->frame_size_min  = 2 * ff_ac3_frame_size_tab[s->frame_size_code][s->bit_alloc.sr_code];
2099     }
2100     s->bit_rate   = avctx->bit_rate;
2101     s->frame_size = s->frame_size_min;
2102
2103     /* validate cutoff */
2104     if (avctx->cutoff < 0) {
2105         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid cutoff frequency\n");
2106         return AVERROR(EINVAL);
2107     }
2108     s->cutoff = avctx->cutoff;
2109     if (s->cutoff > (s->sample_rate >> 1))
2110         s->cutoff = s->sample_rate >> 1;
2111
2112     /* validate audio service type / channels combination */
2113     if ((avctx->audio_service_type == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_KARAOKE &&
2114          avctx->channels == 1) ||
2115         ((avctx->audio_service_type == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_COMMENTARY ||
2116           avctx->audio_service_type == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_EMERGENCY  ||
2117           avctx->audio_service_type == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_VOICE_OVER)
2118          && avctx->channels > 1)) {
2119         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid audio service type for the "
2120                                     "specified number of channels\n");
2121         return AVERROR(EINVAL);
2122     }
2123
2124     if (!s->eac3) {
2125         ret = validate_metadata(avctx);
2126         if (ret)
2127             return ret;
2128     }
2129
2130     s->rematrixing_enabled = s->options.stereo_rematrixing &&
2131                              (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO);
2132
2133     s->cpl_enabled = s->options.channel_coupling &&
2134                      s->channel_mode >= AC3_CHMODE_STEREO && !s->fixed_point;
2135
2136     return 0;
2137 }
2138
2139
2140 /**
2141  * Set bandwidth for all channels.
2142  * The user can optionally supply a cutoff frequency. Otherwise an appropriate
2143  * default value will be used.
2144  */
2145 static av_cold void set_bandwidth(AC3EncodeContext *s)
2146 {
2147     int blk, ch;
2148     int av_uninit(cpl_start);
2149
2150     if (s->cutoff) {
2151         /* calculate bandwidth based on user-specified cutoff frequency */
2152         int fbw_coeffs;
2153         fbw_coeffs     = s->cutoff * 2 * AC3_MAX_COEFS / s->sample_rate;
2154         s->bandwidth_code = av_clip((fbw_coeffs - 73) / 3, 0, 60);
2155     } else {
2156         /* use default bandwidth setting */
2157         s->bandwidth_code = ac3_bandwidth_tab[s->fbw_channels-1][s->bit_alloc.sr_code][s->frame_size_code/2];
2158     }
2159
2160     /* set number of coefficients for each channel */
2161     for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
2162         s->start_freq[ch] = 0;
2163         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++)
2164             s->blocks[blk].end_freq[ch] = s->bandwidth_code * 3 + 73;
2165     }
2166     /* LFE channel always has 7 coefs */
2167     if (s->lfe_on) {
2168         s->start_freq[s->lfe_channel] = 0;
2169         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++)
2170             s->blocks[blk].end_freq[ch] = 7;
2171     }
2172
2173     /* initialize coupling strategy */
2174     if (s->cpl_enabled) {
2175         if (s->options.cpl_start >= 0) {
2176             cpl_start = s->options.cpl_start;
2177         } else {
2178             cpl_start = ac3_coupling_start_tab[s->channel_mode-2][s->bit_alloc.sr_code][s->frame_size_code/2];
2179             if (cpl_start < 0)
2180                 s->cpl_enabled = 0;
2181         }
2182     }
2183     if (s->cpl_enabled) {
2184         int i, cpl_start_band, cpl_end_band;
2185         uint8_t *cpl_band_sizes = s->cpl_band_sizes;
2186
2187         cpl_end_band   = s->bandwidth_code / 4 + 3;
2188         cpl_start_band = av_clip(cpl_start, 0, FFMIN(cpl_end_band-1, 15));
2189
2190         s->num_cpl_subbands = cpl_end_band - cpl_start_band;
2191
2192         s->num_cpl_bands = 1;
2193         *cpl_band_sizes  = 12;
2194         for (i = cpl_start_band + 1; i < cpl_end_band; i++) {
2195             if (ff_eac3_default_cpl_band_struct[i]) {
2196                 *cpl_band_sizes += 12;
2197             } else {
2198                 s->num_cpl_bands++;
2199                 cpl_band_sizes++;
2200                 *cpl_band_sizes = 12;
2201             }
2202         }
2203
2204         s->start_freq[CPL_CH] = cpl_start_band * 12 + 37;
2205         s->cpl_end_freq       = cpl_end_band   * 12 + 37;
2206         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++)
2207             s->blocks[blk].end_freq[CPL_CH] = s->cpl_end_freq;
2208     }
2209 }
2210
2211
2212 static av_cold int allocate_buffers(AVCodecContext *avctx)
2213 {
2214     int blk, ch;
2215     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
2216     int channels = s->channels + 1; /* includes coupling channel */
2217
2218     if (s->allocate_sample_buffers(s))
2219         goto alloc_fail;
2220
2221     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->bap_buffer,  AC3_MAX_BLOCKS * channels *
2222                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->bap_buffer),  alloc_fail);
2223     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->bap1_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * channels *
2224                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->bap1_buffer), alloc_fail);
2225     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, s->mdct_coef_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * channels *
2226                       AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->mdct_coef_buffer), alloc_fail);
2227     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->exp_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * channels *
2228                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->exp_buffer), alloc_fail);
2229     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->grouped_exp_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * channels *
2230                      128 * sizeof(*s->grouped_exp_buffer), alloc_fail);
2231     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->psd_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * channels *
2232                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->psd_buffer), alloc_fail);
2233     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->band_psd_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * channels *
2234                      64 * sizeof(*s->band_psd_buffer), alloc_fail);
2235     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->mask_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * channels *
2236                      64 * sizeof(*s->mask_buffer), alloc_fail);
2237     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->qmant_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * channels *
2238                      AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->qmant_buffer), alloc_fail);
2239     if (s->cpl_enabled) {
2240         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->cpl_coord_exp_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * channels *
2241                          16 * sizeof(*s->cpl_coord_exp_buffer), alloc_fail);
2242         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->cpl_coord_mant_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * channels *
2243                          16 * sizeof(*s->cpl_coord_mant_buffer), alloc_fail);
2244     }
2245     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
2246         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
2247         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->mdct_coef, channels * sizeof(*block->mdct_coef),
2248                           alloc_fail);
2249         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->exp, channels * sizeof(*block->exp),
2250                           alloc_fail);
2251         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->grouped_exp, channels * sizeof(*block->grouped_exp),
2252                           alloc_fail);
2253         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->psd, channels * sizeof(*block->psd),
2254                           alloc_fail);
2255         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->band_psd, channels * sizeof(*block->band_psd),
2256                           alloc_fail);
2257         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->mask, channels * sizeof(*block->mask),
2258                           alloc_fail);
2259         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->qmant, channels * sizeof(*block->qmant),
2260                           alloc_fail);
2261         if (s->cpl_enabled) {
2262             FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->cpl_coord_exp, channels * sizeof(*block->cpl_coord_exp),
2263                               alloc_fail);
2264             FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->cpl_coord_mant, channels * sizeof(*block->cpl_coord_mant),
2265                               alloc_fail);
2266         }
2267
2268         for (ch = 0; ch < channels; ch++) {
2269             /* arrangement: block, channel, coeff */
2270             block->grouped_exp[ch] = &s->grouped_exp_buffer[128           * (blk * channels + ch)];
2271             block->psd[ch]         = &s->psd_buffer        [AC3_MAX_COEFS * (blk * channels + ch)];
2272             block->band_psd[ch]    = &s->band_psd_buffer   [64            * (blk * channels + ch)];
2273             block->mask[ch]        = &s->mask_buffer       [64            * (blk * channels + ch)];
2274             block->qmant[ch]       = &s->qmant_buffer      [AC3_MAX_COEFS * (blk * channels + ch)];
2275             if (s->cpl_enabled) {
2276                 block->cpl_coord_exp[ch]  = &s->cpl_coord_exp_buffer [16  * (blk * channels + ch)];
2277                 block->cpl_coord_mant[ch] = &s->cpl_coord_mant_buffer[16  * (blk * channels + ch)];
2278             }
2279
2280             /* arrangement: channel, block, coeff */
2281             block->exp[ch]         = &s->exp_buffer        [AC3_MAX_COEFS * (AC3_MAX_BLOCKS * ch + blk)];
2282             block->mdct_coef[ch]   = &s->mdct_coef_buffer  [AC3_MAX_COEFS * (AC3_MAX_BLOCKS * ch + blk)];
2283         }
2284     }
2285
2286     if (!s->fixed_point) {
2287         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, s->fixed_coef_buffer, AC3_MAX_BLOCKS * channels *
2288                           AC3_MAX_COEFS * sizeof(*s->fixed_coef_buffer), alloc_fail);
2289         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
2290             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
2291             FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->fixed_coef, channels *
2292                               sizeof(*block->fixed_coef), alloc_fail);
2293             for (ch = 0; ch < channels; ch++)
2294                 block->fixed_coef[ch] = &s->fixed_coef_buffer[AC3_MAX_COEFS * (AC3_MAX_BLOCKS * ch + blk)];
2295         }
2296     } else {
2297         for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
2298             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
2299             FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->fixed_coef, channels *
2300                               sizeof(*block->fixed_coef), alloc_fail);
2301             for (ch = 0; ch < channels; ch++)
2302                 block->fixed_coef[ch] = (int32_t *)block->mdct_coef[ch];
2303         }
2304     }
2305
2306     return 0;
2307 alloc_fail:
2308     return AVERROR(ENOMEM);
2309 }
2310
2311
2312 /**
2313  * Initialize the encoder.
2314  */
2315 av_cold int ff_ac3_encode_init(AVCodecContext *avctx)
2316 {
2317     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
2318     int ret, frame_size_58;
2319
2320     s->avctx = avctx;
2321
2322     s->eac3 = avctx->codec_id == CODEC_ID_EAC3;
2323
2324     avctx->frame_size = AC3_FRAME_SIZE;
2325
2326     ff_ac3_common_init();
2327
2328     ret = validate_options(avctx, s);
2329     if (ret)
2330         return ret;
2331
2332     s->bitstream_mode = avctx->audio_service_type;
2333     if (s->bitstream_mode == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_KARAOKE)
2334         s->bitstream_mode = 0x7;
2335
2336     s->bits_written    = 0;
2337     s->samples_written = 0;
2338
2339     /* calculate crc_inv for both possible frame sizes */
2340     frame_size_58 = (( s->frame_size    >> 2) + ( s->frame_size    >> 4)) << 1;
2341     s->crc_inv[0] = pow_poly((CRC16_POLY >> 1), (8 * frame_size_58) - 16, CRC16_POLY);
2342     if (s->bit_alloc.sr_code == 1) {
2343         frame_size_58 = (((s->frame_size+2) >> 2) + ((s->frame_size+2) >> 4)) << 1;
2344         s->crc_inv[1] = pow_poly((CRC16_POLY >> 1), (8 * frame_size_58) - 16, CRC16_POLY);
2345     }
2346
2347     /* set function pointers */
2348     if (CONFIG_AC3_FIXED_ENCODER && s->fixed_point) {
2349         s->mdct_end                     = ff_ac3_fixed_mdct_end;
2350         s->mdct_init                    = ff_ac3_fixed_mdct_init;
2351         s->apply_window                 = ff_ac3_fixed_apply_window;
2352         s->normalize_samples            = ff_ac3_fixed_normalize_samples;
2353         s->scale_coefficients           = ff_ac3_fixed_scale_coefficients;
2354         s->allocate_sample_buffers      = ff_ac3_fixed_allocate_sample_buffers;
2355         s->deinterleave_input_samples   = ff_ac3_fixed_deinterleave_input_samples;
2356         s->apply_mdct                   = ff_ac3_fixed_apply_mdct;
2357         s->apply_channel_coupling       = ff_ac3_fixed_apply_channel_coupling;
2358         s->compute_rematrixing_strategy = ff_ac3_fixed_compute_rematrixing_strategy;
2359     } else if (CONFIG_AC3_ENCODER || CONFIG_EAC3_ENCODER) {
2360         s->mdct_end                     = ff_ac3_float_mdct_end;
2361         s->mdct_init                    = ff_ac3_float_mdct_init;
2362         s->apply_window                 = ff_ac3_float_apply_window;
2363         s->scale_coefficients           = ff_ac3_float_scale_coefficients;
2364         s->allocate_sample_buffers      = ff_ac3_float_allocate_sample_buffers;
2365         s->deinterleave_input_samples   = ff_ac3_float_deinterleave_input_samples;
2366         s->apply_mdct                   = ff_ac3_float_apply_mdct;
2367         s->apply_channel_coupling       = ff_ac3_float_apply_channel_coupling;
2368         s->compute_rematrixing_strategy = ff_ac3_float_compute_rematrixing_strategy;
2369     }
2370     if (CONFIG_EAC3_ENCODER && s->eac3)
2371         s->output_frame_header = ff_eac3_output_frame_header;
2372     else
2373         s->output_frame_header = ac3_output_frame_header;
2374
2375     set_bandwidth(s);
2376
2377     exponent_init(s);
2378
2379     bit_alloc_init(s);
2380
2381     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, s->mdct, sizeof(AC3MDCTContext), init_fail);
2382     ret = s->mdct_init(avctx, s->mdct, 9);
2383     if (ret)
2384         goto init_fail;
2385
2386     ret = allocate_buffers(avctx);
2387     if (ret)
2388         goto init_fail;
2389
2390     avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
2391
2392     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
2393     ff_ac3dsp_init(&s->ac3dsp, avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT);
2394
2395     dprint_options(avctx);
2396
2397     return 0;
2398 init_fail:
2399     ff_ac3_encode_close(avctx);
2400     return ret;
2401 }