aacenc: Move Q^3/4 calculation to it's own table
[ffmpeg.git] / libavcodec / aacenc.c
1 /*
2  * AAC encoder
3  * Copyright (C) 2008 Konstantin Shishkov
4  *
5  * This file is part of Libav.
6  *
7  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 /**
23  * @file
24  * AAC encoder
25  */
26
27 /***********************************
28  *              TODOs:
29  * add sane pulse detection
30  * add temporal noise shaping
31  ***********************************/
32
33 #include "libavutil/opt.h"
34 #include "avcodec.h"
35 #include "put_bits.h"
36 #include "dsputil.h"
37 #include "mpeg4audio.h"
38 #include "kbdwin.h"
39 #include "sinewin.h"
40
41 #include "aac.h"
42 #include "aactab.h"
43 #include "aacenc.h"
44
45 #include "psymodel.h"
46
47 #define AAC_MAX_CHANNELS 6
48
49 #define ERROR_IF(cond, ...) \
50     if (cond) { \
51         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, __VA_ARGS__); \
52         return AVERROR(EINVAL); \
53     }
54
55 float ff_aac_pow34sf_tab[428];
56
57 static const uint8_t swb_size_1024_96[] = {
58     4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 8, 8, 8, 8, 8,
59     12, 12, 12, 12, 12, 16, 16, 24, 28, 36, 44,
60     64, 64, 64, 64, 64, 64, 64, 64, 64, 64, 64
61 };
62
63 static const uint8_t swb_size_1024_64[] = {
64     4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 8, 8, 8, 8,
65     12, 12, 12, 16, 16, 16, 20, 24, 24, 28, 36,
66     40, 40, 40, 40, 40, 40, 40, 40, 40, 40, 40, 40, 40, 40, 40, 40, 40, 40
67 };
68
69 static const uint8_t swb_size_1024_48[] = {
70     4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
71     12, 12, 12, 12, 16, 16, 20, 20, 24, 24, 28, 28,
72     32, 32, 32, 32, 32, 32, 32, 32, 32, 32, 32, 32, 32, 32, 32, 32, 32, 32, 32,
73     96
74 };
75
76 static const uint8_t swb_size_1024_32[] = {
77     4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
78     12, 12, 12, 12, 16, 16, 20, 20, 24, 24, 28, 28,
79     32, 32, 32, 32, 32, 32, 32, 32, 32, 32, 32, 32, 32, 32, 32, 32, 32, 32, 32, 32, 32, 32
80 };
81
82 static const uint8_t swb_size_1024_24[] = {
83     4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
84     12, 12, 12, 12, 16, 16, 16, 20, 20, 24, 24, 28, 28,
85     32, 36, 36, 40, 44, 48, 52, 52, 64, 64, 64, 64, 64
86 };
87
88 static const uint8_t swb_size_1024_16[] = {
89     8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
90     12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 16, 16, 16, 16, 20, 20, 20, 24, 24, 28, 28,
91     32, 36, 40, 40, 44, 48, 52, 56, 60, 64, 64, 64
92 };
93
94 static const uint8_t swb_size_1024_8[] = {
95     12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12,
96     16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 20, 20, 20, 20, 24, 24, 24, 28, 28,
97     32, 36, 36, 40, 44, 48, 52, 56, 60, 64, 80
98 };
99
100 static const uint8_t *swb_size_1024[] = {
101     swb_size_1024_96, swb_size_1024_96, swb_size_1024_64,
102     swb_size_1024_48, swb_size_1024_48, swb_size_1024_32,
103     swb_size_1024_24, swb_size_1024_24, swb_size_1024_16,
104     swb_size_1024_16, swb_size_1024_16, swb_size_1024_8
105 };
106
107 static const uint8_t swb_size_128_96[] = {
108     4, 4, 4, 4, 4, 4, 8, 8, 8, 16, 28, 36
109 };
110
111 static const uint8_t swb_size_128_48[] = {
112     4, 4, 4, 4, 4, 8, 8, 8, 12, 12, 12, 16, 16, 16
113 };
114
115 static const uint8_t swb_size_128_24[] = {
116     4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 8, 8, 8, 12, 12, 16, 16, 20
117 };
118
119 static const uint8_t swb_size_128_16[] = {
120     4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 8, 8, 12, 12, 16, 20, 20
121 };
122
123 static const uint8_t swb_size_128_8[] = {
124     4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 8, 8, 8, 8, 12, 16, 20, 20
125 };
126
127 static const uint8_t *swb_size_128[] = {
128     /* the last entry on the following row is swb_size_128_64 but is a
129        duplicate of swb_size_128_96 */
130     swb_size_128_96, swb_size_128_96, swb_size_128_96,
131     swb_size_128_48, swb_size_128_48, swb_size_128_48,
132     swb_size_128_24, swb_size_128_24, swb_size_128_16,
133     swb_size_128_16, swb_size_128_16, swb_size_128_8
134 };
135
136 /** default channel configurations */
137 static const uint8_t aac_chan_configs[6][5] = {
138  {1, TYPE_SCE},                               // 1 channel  - single channel element
139  {1, TYPE_CPE},                               // 2 channels - channel pair
140  {2, TYPE_SCE, TYPE_CPE},                     // 3 channels - center + stereo
141  {3, TYPE_SCE, TYPE_CPE, TYPE_SCE},           // 4 channels - front center + stereo + back center
142  {3, TYPE_SCE, TYPE_CPE, TYPE_CPE},           // 5 channels - front center + stereo + back stereo
143  {4, TYPE_SCE, TYPE_CPE, TYPE_CPE, TYPE_LFE}, // 6 channels - front center + stereo + back stereo + LFE
144 };
145
146 /**
147  * Make AAC audio config object.
148  * @see 1.6.2.1 "Syntax - AudioSpecificConfig"
149  */
150 static void put_audio_specific_config(AVCodecContext *avctx)
151 {
152     PutBitContext pb;
153     AACEncContext *s = avctx->priv_data;
154
155     init_put_bits(&pb, avctx->extradata, avctx->extradata_size*8);
156     put_bits(&pb, 5, 2); //object type - AAC-LC
157     put_bits(&pb, 4, s->samplerate_index); //sample rate index
158     put_bits(&pb, 4, avctx->channels);
159     //GASpecificConfig
160     put_bits(&pb, 1, 0); //frame length - 1024 samples
161     put_bits(&pb, 1, 0); //does not depend on core coder
162     put_bits(&pb, 1, 0); //is not extension
163
164     //Explicitly Mark SBR absent
165     put_bits(&pb, 11, 0x2b7); //sync extension
166     put_bits(&pb, 5,  AOT_SBR);
167     put_bits(&pb, 1,  0);
168     flush_put_bits(&pb);
169 }
170
171 static void apply_window_and_mdct(AVCodecContext *avctx, AACEncContext *s,
172                                   SingleChannelElement *sce, float *audio)
173 {
174     int i, k;
175     const int chans = avctx->channels;
176     const float * lwindow = sce->ics.use_kb_window[0] ? ff_aac_kbd_long_1024 : ff_sine_1024;
177     const float * swindow = sce->ics.use_kb_window[0] ? ff_aac_kbd_short_128 : ff_sine_128;
178     const float * pwindow = sce->ics.use_kb_window[1] ? ff_aac_kbd_short_128 : ff_sine_128;
179     float *output = sce->ret;
180
181     if (sce->ics.window_sequence[0] != EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
182         memcpy(output, sce->saved, sizeof(float)*1024);
183         if (sce->ics.window_sequence[0] == LONG_STOP_SEQUENCE) {
184             memset(output, 0, sizeof(output[0]) * 448);
185             for (i = 448; i < 576; i++)
186                 output[i] = sce->saved[i] * pwindow[i - 448];
187             for (i = 576; i < 704; i++)
188                 output[i] = sce->saved[i];
189         }
190         if (sce->ics.window_sequence[0] != LONG_START_SEQUENCE) {
191             for (i = 0; i < 1024; i++) {
192                 output[i+1024]         = audio[i * chans] * lwindow[1024 - i - 1];
193                 sce->saved[i] = audio[i * chans] * lwindow[i];
194             }
195         } else {
196             for (i = 0; i < 448; i++)
197                 output[i+1024]         = audio[i * chans];
198             for (; i < 576; i++)
199                 output[i+1024]         = audio[i * chans] * swindow[576 - i - 1];
200             memset(output+1024+576, 0, sizeof(output[0]) * 448);
201             for (i = 0; i < 1024; i++)
202                 sce->saved[i] = audio[i * chans];
203         }
204         s->mdct1024.mdct_calc(&s->mdct1024, sce->coeffs, output);
205     } else {
206         for (k = 0; k < 1024; k += 128) {
207             for (i = 448 + k; i < 448 + k + 256; i++)
208                 output[i - 448 - k] = (i < 1024)
209                                          ? sce->saved[i]
210                                          : audio[(i-1024)*chans];
211             s->dsp.vector_fmul        (output,     output, k ?  swindow : pwindow, 128);
212             s->dsp.vector_fmul_reverse(output+128, output+128, swindow, 128);
213             s->mdct128.mdct_calc(&s->mdct128, sce->coeffs + k, output);
214         }
215         for (i = 0; i < 1024; i++)
216             sce->saved[i] = audio[i * chans];
217     }
218 }
219
220 /**
221  * Encode ics_info element.
222  * @see Table 4.6 (syntax of ics_info)
223  */
224 static void put_ics_info(AACEncContext *s, IndividualChannelStream *info)
225 {
226     int w;
227
228     put_bits(&s->pb, 1, 0);                // ics_reserved bit
229     put_bits(&s->pb, 2, info->window_sequence[0]);
230     put_bits(&s->pb, 1, info->use_kb_window[0]);
231     if (info->window_sequence[0] != EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
232         put_bits(&s->pb, 6, info->max_sfb);
233         put_bits(&s->pb, 1, 0);            // no prediction
234     } else {
235         put_bits(&s->pb, 4, info->max_sfb);
236         for (w = 1; w < 8; w++)
237             put_bits(&s->pb, 1, !info->group_len[w]);
238     }
239 }
240
241 /**
242  * Encode MS data.
243  * @see 4.6.8.1 "Joint Coding - M/S Stereo"
244  */
245 static void encode_ms_info(PutBitContext *pb, ChannelElement *cpe)
246 {
247     int i, w;
248
249     put_bits(pb, 2, cpe->ms_mode);
250     if (cpe->ms_mode == 1)
251         for (w = 0; w < cpe->ch[0].ics.num_windows; w += cpe->ch[0].ics.group_len[w])
252             for (i = 0; i < cpe->ch[0].ics.max_sfb; i++)
253                 put_bits(pb, 1, cpe->ms_mask[w*16 + i]);
254 }
255
256 /**
257  * Produce integer coefficients from scalefactors provided by the model.
258  */
259 static void adjust_frame_information(AACEncContext *apc, ChannelElement *cpe, int chans)
260 {
261     int i, w, w2, g, ch;
262     int start, maxsfb, cmaxsfb;
263
264     for (ch = 0; ch < chans; ch++) {
265         IndividualChannelStream *ics = &cpe->ch[ch].ics;
266         start = 0;
267         maxsfb = 0;
268         cpe->ch[ch].pulse.num_pulse = 0;
269         for (w = 0; w < ics->num_windows*16; w += 16) {
270             for (g = 0; g < ics->num_swb; g++) {
271                 //apply M/S
272                 if (cpe->common_window && !ch && cpe->ms_mask[w + g]) {
273                     for (i = 0; i < ics->swb_sizes[g]; i++) {
274                         cpe->ch[0].coeffs[start+i] = (cpe->ch[0].coeffs[start+i] + cpe->ch[1].coeffs[start+i]) / 2.0;
275                         cpe->ch[1].coeffs[start+i] =  cpe->ch[0].coeffs[start+i] - cpe->ch[1].coeffs[start+i];
276                     }
277                 }
278                 start += ics->swb_sizes[g];
279             }
280             for (cmaxsfb = ics->num_swb; cmaxsfb > 0 && cpe->ch[ch].zeroes[w+cmaxsfb-1]; cmaxsfb--)
281                 ;
282             maxsfb = FFMAX(maxsfb, cmaxsfb);
283         }
284         ics->max_sfb = maxsfb;
285
286         //adjust zero bands for window groups
287         for (w = 0; w < ics->num_windows; w += ics->group_len[w]) {
288             for (g = 0; g < ics->max_sfb; g++) {
289                 i = 1;
290                 for (w2 = w; w2 < w + ics->group_len[w]; w2++) {
291                     if (!cpe->ch[ch].zeroes[w2*16 + g]) {
292                         i = 0;
293                         break;
294                     }
295                 }
296                 cpe->ch[ch].zeroes[w*16 + g] = i;
297             }
298         }
299     }
300
301     if (chans > 1 && cpe->common_window) {
302         IndividualChannelStream *ics0 = &cpe->ch[0].ics;
303         IndividualChannelStream *ics1 = &cpe->ch[1].ics;
304         int msc = 0;
305         ics0->max_sfb = FFMAX(ics0->max_sfb, ics1->max_sfb);
306         ics1->max_sfb = ics0->max_sfb;
307         for (w = 0; w < ics0->num_windows*16; w += 16)
308             for (i = 0; i < ics0->max_sfb; i++)
309                 if (cpe->ms_mask[w+i])
310                     msc++;
311         if (msc == 0 || ics0->max_sfb == 0)
312             cpe->ms_mode = 0;
313         else
314             cpe->ms_mode = msc < ics0->max_sfb * ics0->num_windows ? 1 : 2;
315     }
316 }
317
318 /**
319  * Encode scalefactor band coding type.
320  */
321 static void encode_band_info(AACEncContext *s, SingleChannelElement *sce)
322 {
323     int w;
324
325     for (w = 0; w < sce->ics.num_windows; w += sce->ics.group_len[w])
326         s->coder->encode_window_bands_info(s, sce, w, sce->ics.group_len[w], s->lambda);
327 }
328
329 /**
330  * Encode scalefactors.
331  */
332 static void encode_scale_factors(AVCodecContext *avctx, AACEncContext *s,
333                                  SingleChannelElement *sce)
334 {
335     int off = sce->sf_idx[0], diff;
336     int i, w;
337
338     for (w = 0; w < sce->ics.num_windows; w += sce->ics.group_len[w]) {
339         for (i = 0; i < sce->ics.max_sfb; i++) {
340             if (!sce->zeroes[w*16 + i]) {
341                 diff = sce->sf_idx[w*16 + i] - off + SCALE_DIFF_ZERO;
342                 if (diff < 0 || diff > 120)
343                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Scalefactor difference is too big to be coded\n");
344                 off = sce->sf_idx[w*16 + i];
345                 put_bits(&s->pb, ff_aac_scalefactor_bits[diff], ff_aac_scalefactor_code[diff]);
346             }
347         }
348     }
349 }
350
351 /**
352  * Encode pulse data.
353  */
354 static void encode_pulses(AACEncContext *s, Pulse *pulse)
355 {
356     int i;
357
358     put_bits(&s->pb, 1, !!pulse->num_pulse);
359     if (!pulse->num_pulse)
360         return;
361
362     put_bits(&s->pb, 2, pulse->num_pulse - 1);
363     put_bits(&s->pb, 6, pulse->start);
364     for (i = 0; i < pulse->num_pulse; i++) {
365         put_bits(&s->pb, 5, pulse->pos[i]);
366         put_bits(&s->pb, 4, pulse->amp[i]);
367     }
368 }
369
370 /**
371  * Encode spectral coefficients processed by psychoacoustic model.
372  */
373 static void encode_spectral_coeffs(AACEncContext *s, SingleChannelElement *sce)
374 {
375     int start, i, w, w2;
376
377     for (w = 0; w < sce->ics.num_windows; w += sce->ics.group_len[w]) {
378         start = 0;
379         for (i = 0; i < sce->ics.max_sfb; i++) {
380             if (sce->zeroes[w*16 + i]) {
381                 start += sce->ics.swb_sizes[i];
382                 continue;
383             }
384             for (w2 = w; w2 < w + sce->ics.group_len[w]; w2++)
385                 s->coder->quantize_and_encode_band(s, &s->pb, sce->coeffs + start + w2*128,
386                                                    sce->ics.swb_sizes[i],
387                                                    sce->sf_idx[w*16 + i],
388                                                    sce->band_type[w*16 + i],
389                                                    s->lambda);
390             start += sce->ics.swb_sizes[i];
391         }
392     }
393 }
394
395 /**
396  * Encode one channel of audio data.
397  */
398 static int encode_individual_channel(AVCodecContext *avctx, AACEncContext *s,
399                                      SingleChannelElement *sce,
400                                      int common_window)
401 {
402     put_bits(&s->pb, 8, sce->sf_idx[0]);
403     if (!common_window)
404         put_ics_info(s, &sce->ics);
405     encode_band_info(s, sce);
406     encode_scale_factors(avctx, s, sce);
407     encode_pulses(s, &sce->pulse);
408     put_bits(&s->pb, 1, 0); //tns
409     put_bits(&s->pb, 1, 0); //ssr
410     encode_spectral_coeffs(s, sce);
411     return 0;
412 }
413
414 /**
415  * Write some auxiliary information about the created AAC file.
416  */
417 static void put_bitstream_info(AVCodecContext *avctx, AACEncContext *s,
418                                const char *name)
419 {
420     int i, namelen, padbits;
421
422     namelen = strlen(name) + 2;
423     put_bits(&s->pb, 3, TYPE_FIL);
424     put_bits(&s->pb, 4, FFMIN(namelen, 15));
425     if (namelen >= 15)
426         put_bits(&s->pb, 8, namelen - 16);
427     put_bits(&s->pb, 4, 0); //extension type - filler
428     padbits = 8 - (put_bits_count(&s->pb) & 7);
429     avpriv_align_put_bits(&s->pb);
430     for (i = 0; i < namelen - 2; i++)
431         put_bits(&s->pb, 8, name[i]);
432     put_bits(&s->pb, 12 - padbits, 0);
433 }
434
435 static int aac_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
436                             uint8_t *frame, int buf_size, void *data)
437 {
438     AACEncContext *s = avctx->priv_data;
439     float *samples   = s->samples, *samples2, *la;
440     ChannelElement *cpe;
441     int i, ch, w, g, chans, tag, start_ch;
442     int chan_el_counter[4];
443     FFPsyWindowInfo windows[AAC_MAX_CHANNELS];
444
445     if (s->last_frame)
446         return 0;
447     if (data) {
448         if (!s->psypp) {
449             memcpy(s->samples + 1024 * avctx->channels, data,
450                    1024 * avctx->channels * sizeof(s->samples[0]));
451         } else {
452             start_ch = 0;
453             samples2 = s->samples + 1024 * avctx->channels;
454             for (i = 0; i < s->chan_map[0]; i++) {
455                 tag = s->chan_map[i+1];
456                 chans = tag == TYPE_CPE ? 2 : 1;
457                 ff_psy_preprocess(s->psypp, (float*)data + start_ch,
458                                   samples2 + start_ch, start_ch, chans);
459                 start_ch += chans;
460             }
461         }
462     }
463     if (!avctx->frame_number) {
464         memcpy(s->samples, s->samples + 1024 * avctx->channels,
465                1024 * avctx->channels * sizeof(s->samples[0]));
466         return 0;
467     }
468
469     start_ch = 0;
470     for (i = 0; i < s->chan_map[0]; i++) {
471         FFPsyWindowInfo* wi = windows + start_ch;
472         tag      = s->chan_map[i+1];
473         chans    = tag == TYPE_CPE ? 2 : 1;
474         cpe      = &s->cpe[i];
475         for (ch = 0; ch < chans; ch++) {
476             IndividualChannelStream *ics = &cpe->ch[ch].ics;
477             int cur_channel = start_ch + ch;
478             samples2 = samples + cur_channel;
479             la       = samples2 + (448+64) * avctx->channels;
480             if (!data)
481                 la = NULL;
482             if (tag == TYPE_LFE) {
483                 wi[ch].window_type[0] = ONLY_LONG_SEQUENCE;
484                 wi[ch].window_shape   = 0;
485                 wi[ch].num_windows    = 1;
486                 wi[ch].grouping[0]    = 1;
487
488                 /* Only the lowest 12 coefficients are used in a LFE channel.
489                  * The expression below results in only the bottom 8 coefficients
490                  * being used for 11.025kHz to 16kHz sample rates.
491                  */
492                 ics->num_swb = s->samplerate_index >= 8 ? 1 : 3;
493             } else {
494                 wi[ch] = s->psy.model->window(&s->psy, samples2, la, cur_channel,
495                                               ics->window_sequence[0]);
496             }
497             ics->window_sequence[1] = ics->window_sequence[0];
498             ics->window_sequence[0] = wi[ch].window_type[0];
499             ics->use_kb_window[1]   = ics->use_kb_window[0];
500             ics->use_kb_window[0]   = wi[ch].window_shape;
501             ics->num_windows        = wi[ch].num_windows;
502             ics->swb_sizes          = s->psy.bands    [ics->num_windows == 8];
503             ics->num_swb            = tag == TYPE_LFE ? ics->num_swb : s->psy.num_bands[ics->num_windows == 8];
504             for (w = 0; w < ics->num_windows; w++)
505                 ics->group_len[w] = wi[ch].grouping[w];
506
507             apply_window_and_mdct(avctx, s, &cpe->ch[ch], samples2);
508         }
509         start_ch += chans;
510     }
511     do {
512         int frame_bits;
513         init_put_bits(&s->pb, frame, buf_size*8);
514         if ((avctx->frame_number & 0xFF)==1 && !(avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT))
515             put_bitstream_info(avctx, s, LIBAVCODEC_IDENT);
516         start_ch = 0;
517         memset(chan_el_counter, 0, sizeof(chan_el_counter));
518         for (i = 0; i < s->chan_map[0]; i++) {
519             FFPsyWindowInfo* wi = windows + start_ch;
520             const float *coeffs[2];
521             tag      = s->chan_map[i+1];
522             chans    = tag == TYPE_CPE ? 2 : 1;
523             cpe      = &s->cpe[i];
524             put_bits(&s->pb, 3, tag);
525             put_bits(&s->pb, 4, chan_el_counter[tag]++);
526             for (ch = 0; ch < chans; ch++)
527                 coeffs[ch] = cpe->ch[ch].coeffs;
528             s->psy.model->analyze(&s->psy, start_ch, coeffs, wi);
529             for (ch = 0; ch < chans; ch++) {
530                 s->cur_channel = start_ch * 2 + ch;
531                 s->coder->search_for_quantizers(avctx, s, &cpe->ch[ch], s->lambda);
532             }
533             cpe->common_window = 0;
534             if (chans > 1
535                 && wi[0].window_type[0] == wi[1].window_type[0]
536                 && wi[0].window_shape   == wi[1].window_shape) {
537
538                 cpe->common_window = 1;
539                 for (w = 0; w < wi[0].num_windows; w++) {
540                     if (wi[0].grouping[w] != wi[1].grouping[w]) {
541                         cpe->common_window = 0;
542                         break;
543                     }
544                 }
545             }
546             s->cur_channel = start_ch * 2;
547             if (s->options.stereo_mode && cpe->common_window) {
548                 if (s->options.stereo_mode > 0) {
549                     IndividualChannelStream *ics = &cpe->ch[0].ics;
550                     for (w = 0; w < ics->num_windows; w += ics->group_len[w])
551                         for (g = 0;  g < ics->num_swb; g++)
552                             cpe->ms_mask[w*16+g] = 1;
553                 } else if (s->coder->search_for_ms) {
554                     s->coder->search_for_ms(s, cpe, s->lambda);
555                 }
556             }
557             adjust_frame_information(s, cpe, chans);
558             if (chans == 2) {
559                 put_bits(&s->pb, 1, cpe->common_window);
560                 if (cpe->common_window) {
561                     put_ics_info(s, &cpe->ch[0].ics);
562                     encode_ms_info(&s->pb, cpe);
563                 }
564             }
565             for (ch = 0; ch < chans; ch++) {
566                 s->cur_channel = start_ch + ch;
567                 encode_individual_channel(avctx, s, &cpe->ch[ch], cpe->common_window);
568             }
569             start_ch += chans;
570         }
571
572         frame_bits = put_bits_count(&s->pb);
573         if (frame_bits <= 6144 * avctx->channels - 3) {
574             s->psy.bitres.bits = frame_bits / avctx->channels;
575             break;
576         }
577
578         s->lambda *= avctx->bit_rate * 1024.0f / avctx->sample_rate / frame_bits;
579
580     } while (1);
581
582     put_bits(&s->pb, 3, TYPE_END);
583     flush_put_bits(&s->pb);
584     avctx->frame_bits = put_bits_count(&s->pb);
585
586     // rate control stuff
587     if (!(avctx->flags & CODEC_FLAG_QSCALE)) {
588         float ratio = avctx->bit_rate * 1024.0f / avctx->sample_rate / avctx->frame_bits;
589         s->lambda *= ratio;
590         s->lambda = FFMIN(s->lambda, 65536.f);
591     }
592
593     if (!data)
594         s->last_frame = 1;
595     memcpy(s->samples, s->samples + 1024 * avctx->channels,
596            1024 * avctx->channels * sizeof(s->samples[0]));
597     return put_bits_count(&s->pb)>>3;
598 }
599
600 static av_cold int aac_encode_end(AVCodecContext *avctx)
601 {
602     AACEncContext *s = avctx->priv_data;
603
604     ff_mdct_end(&s->mdct1024);
605     ff_mdct_end(&s->mdct128);
606     ff_psy_end(&s->psy);
607     if (s->psypp)
608         ff_psy_preprocess_end(s->psypp);
609     av_freep(&s->samples);
610     av_freep(&s->cpe);
611     return 0;
612 }
613
614 static av_cold int dsp_init(AVCodecContext *avctx, AACEncContext *s)
615 {
616     int ret = 0;
617
618     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
619
620     // window init
621     ff_kbd_window_init(ff_aac_kbd_long_1024, 4.0, 1024);
622     ff_kbd_window_init(ff_aac_kbd_short_128, 6.0, 128);
623     ff_init_ff_sine_windows(10);
624     ff_init_ff_sine_windows(7);
625
626     if (ret = ff_mdct_init(&s->mdct1024, 11, 0, 32768.0))
627         return ret;
628     if (ret = ff_mdct_init(&s->mdct128,   8, 0, 32768.0))
629         return ret;
630
631     return 0;
632 }
633
634 static av_cold int alloc_buffers(AVCodecContext *avctx, AACEncContext *s)
635 {
636     FF_ALLOC_OR_GOTO (avctx, s->samples, 2 * 1024 * avctx->channels * sizeof(s->samples[0]), alloc_fail);
637     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, s->cpe, sizeof(ChannelElement) * s->chan_map[0], alloc_fail);
638     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, avctx->extradata, 5 + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE, alloc_fail);
639
640     return 0;
641 alloc_fail:
642     return AVERROR(ENOMEM);
643 }
644
645 static av_cold int aac_encode_init(AVCodecContext *avctx)
646 {
647     AACEncContext *s = avctx->priv_data;
648     int i, ret = 0;
649     const uint8_t *sizes[2];
650     uint8_t grouping[AAC_MAX_CHANNELS];
651     int lengths[2];
652
653     avctx->frame_size = 1024;
654
655     for (i = 0; i < 16; i++)
656         if (avctx->sample_rate == avpriv_mpeg4audio_sample_rates[i])
657             break;
658
659     ERROR_IF(i == 16,
660              "Unsupported sample rate %d\n", avctx->sample_rate);
661     ERROR_IF(avctx->channels > AAC_MAX_CHANNELS,
662              "Unsupported number of channels: %d\n", avctx->channels);
663     ERROR_IF(avctx->profile != FF_PROFILE_UNKNOWN && avctx->profile != FF_PROFILE_AAC_LOW,
664              "Unsupported profile %d\n", avctx->profile);
665     ERROR_IF(1024.0 * avctx->bit_rate / avctx->sample_rate > 6144 * avctx->channels,
666              "Too many bits per frame requested\n");
667
668     s->samplerate_index = i;
669
670     s->chan_map = aac_chan_configs[avctx->channels-1];
671
672     if (ret = dsp_init(avctx, s))
673         goto fail;
674
675     if (ret = alloc_buffers(avctx, s))
676         goto fail;
677
678     avctx->extradata_size = 5;
679     put_audio_specific_config(avctx);
680
681     sizes[0]   = swb_size_1024[i];
682     sizes[1]   = swb_size_128[i];
683     lengths[0] = ff_aac_num_swb_1024[i];
684     lengths[1] = ff_aac_num_swb_128[i];
685     for (i = 0; i < s->chan_map[0]; i++)
686         grouping[i] = s->chan_map[i + 1] == TYPE_CPE;
687     if (ret = ff_psy_init(&s->psy, avctx, 2, sizes, lengths, s->chan_map[0], grouping))
688         goto fail;
689     s->psypp = ff_psy_preprocess_init(avctx);
690     s->coder = &ff_aac_coders[2];
691
692     s->lambda = avctx->global_quality ? avctx->global_quality : 120;
693
694     ff_aac_tableinit();
695
696     for (i = 0; i < 428; i++)
697         ff_aac_pow34sf_tab[i] = sqrt(ff_aac_pow2sf_tab[i] * sqrt(ff_aac_pow2sf_tab[i]));
698
699     return 0;
700 fail:
701     aac_encode_end(avctx);
702     return ret;
703 }
704
705 #define AACENC_FLAGS AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM
706 static const AVOption aacenc_options[] = {
707     {"stereo_mode", "Stereo coding method", offsetof(AACEncContext, options.stereo_mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0}, -1, 1, AACENC_FLAGS, "stereo_mode"},
708         {"auto",     "Selected by the Encoder", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = -1 }, INT_MIN, INT_MAX, AACENC_FLAGS, "stereo_mode"},
709         {"ms_off",   "Disable Mid/Side coding", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl =  0 }, INT_MIN, INT_MAX, AACENC_FLAGS, "stereo_mode"},
710         {"ms_force", "Force Mid/Side for the whole frame if possible", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl =  1 }, INT_MIN, INT_MAX, AACENC_FLAGS, "stereo_mode"},
711     {NULL}
712 };
713
714 static const AVClass aacenc_class = {
715     "AAC encoder",
716     av_default_item_name,
717     aacenc_options,
718     LIBAVUTIL_VERSION_INT,
719 };
720
721 AVCodec ff_aac_encoder = {
722     .name           = "aac",
723     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
724     .id             = CODEC_ID_AAC,
725     .priv_data_size = sizeof(AACEncContext),
726     .init           = aac_encode_init,
727     .encode         = aac_encode_frame,
728     .close          = aac_encode_end,
729     .capabilities = CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME | CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_EXPERIMENTAL,
730     .sample_fmts = (const enum AVSampleFormat[]){AV_SAMPLE_FMT_FLT,AV_SAMPLE_FMT_NONE},
731     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Advanced Audio Coding"),
732     .priv_class = &aacenc_class,
733 };