jpegdec: be less picky on padding
[ffmpeg.git] / 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/avassert.h"
34 #include "libavutil/avstring.h"
35 #include "libavutil/channel_layout.h"
36 #include "libavutil/crc.h"
37 #include "libavutil/internal.h"
38 #include "libavutil/opt.h"
39 #include "avcodec.h"
40 #include "put_bits.h"
41 #include "ac3dsp.h"
42 #include "ac3.h"
43 #include "fft.h"
44 #include "ac3enc.h"
45 #include "eac3enc.h"
46
47 typedef struct AC3Mant {
48     int16_t *qmant1_ptr, *qmant2_ptr, *qmant4_ptr; ///< mantissa pointers for bap=1,2,4
49     int mant1_cnt, mant2_cnt, mant4_cnt;    ///< mantissa counts for bap=1,2,4
50 } AC3Mant;
51
52 #define CMIXLEV_NUM_OPTIONS 3
53 static const float cmixlev_options[CMIXLEV_NUM_OPTIONS] = {
54     LEVEL_MINUS_3DB, LEVEL_MINUS_4POINT5DB, LEVEL_MINUS_6DB
55 };
56
57 #define SURMIXLEV_NUM_OPTIONS 3
58 static const float surmixlev_options[SURMIXLEV_NUM_OPTIONS] = {
59     LEVEL_MINUS_3DB, LEVEL_MINUS_6DB, LEVEL_ZERO
60 };
61
62 #define EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS 8
63 static const float extmixlev_options[EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS] = {
64     LEVEL_PLUS_3DB,  LEVEL_PLUS_1POINT5DB,  LEVEL_ONE,       LEVEL_MINUS_4POINT5DB,
65     LEVEL_MINUS_3DB, LEVEL_MINUS_4POINT5DB, LEVEL_MINUS_6DB, LEVEL_ZERO
66 };
67
68
69 /**
70  * LUT for number of exponent groups.
71  * exponent_group_tab[coupling][exponent strategy-1][number of coefficients]
72  */
73 static uint8_t exponent_group_tab[2][3][256];
74
75
76 /**
77  * List of supported channel layouts.
78  */
79 const uint64_t ff_ac3_channel_layouts[19] = {
80      AV_CH_LAYOUT_MONO,
81      AV_CH_LAYOUT_STEREO,
82      AV_CH_LAYOUT_2_1,
83      AV_CH_LAYOUT_SURROUND,
84      AV_CH_LAYOUT_2_2,
85      AV_CH_LAYOUT_QUAD,
86      AV_CH_LAYOUT_4POINT0,
87      AV_CH_LAYOUT_5POINT0,
88      AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK,
89     (AV_CH_LAYOUT_MONO     | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
90     (AV_CH_LAYOUT_STEREO   | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
91     (AV_CH_LAYOUT_2_1      | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
92     (AV_CH_LAYOUT_SURROUND | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
93     (AV_CH_LAYOUT_2_2      | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
94     (AV_CH_LAYOUT_QUAD     | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
95     (AV_CH_LAYOUT_4POINT0  | AV_CH_LOW_FREQUENCY),
96      AV_CH_LAYOUT_5POINT1,
97      AV_CH_LAYOUT_5POINT1_BACK,
98      0
99 };
100
101
102 /**
103  * LUT to select the bandwidth code based on the bit rate, sample rate, and
104  * number of full-bandwidth channels.
105  * bandwidth_tab[fbw_channels-1][sample rate code][bit rate code]
106  */
107 static const uint8_t ac3_bandwidth_tab[5][3][19] = {
108 //      32  40  48  56  64  80  96 112 128 160 192 224 256 320 384 448 512 576 640
109
110     { {  0,  0,  0, 12, 16, 32, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48 },
111       {  0,  0,  0, 16, 20, 36, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56 },
112       {  0,  0,  0, 32, 40, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } },
113
114     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 20, 24, 32, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48 },
115       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  4, 24, 28, 36, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56 },
116       {  0,  0,  0,  0,  0,  0, 20, 44, 52, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } },
117
118     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 16, 24, 32, 40, 48, 48, 48, 48, 48, 48 },
119       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  4, 20, 28, 36, 44, 56, 56, 56, 56, 56, 56 },
120       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 20, 40, 48, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } },
121
122     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 12, 24, 32, 48, 48, 48, 48, 48, 48 },
123       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 16, 28, 36, 56, 56, 56, 56, 56, 56 },
124       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 32, 48, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } },
125
126     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  8, 20, 32, 40, 48, 48, 48, 48 },
127       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 12, 24, 36, 44, 56, 56, 56, 56 },
128       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 28, 44, 60, 60, 60, 60, 60, 60 } }
129 };
130
131
132 /**
133  * LUT to select the coupling start band based on the bit rate, sample rate, and
134  * number of full-bandwidth channels. -1 = coupling off
135  * ac3_coupling_start_tab[channel_mode-2][sample rate code][bit rate code]
136  *
137  * TODO: more testing for optimal parameters.
138  *       multi-channel tests at 44.1kHz and 32kHz.
139  */
140 static const int8_t ac3_coupling_start_tab[6][3][19] = {
141 //      32  40  48  56  64  80  96 112 128 160 192 224 256 320 384 448 512 576 640
142
143     // 2/0
144     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  1,  1,  7,  8, 11, 12, -1, -1, -1, -1, -1, -1 },
145       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  1,  3,  5,  7, 10, 12, 13, -1, -1, -1, -1, -1, -1 },
146       {  0,  0,  0,  0,  1,  2,  2,  9, 13, 15, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1 } },
147
148     // 3/0
149     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  2,  2,  6,  9, 11, 12, 13, -1, -1, -1, -1 },
150       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  2,  2,  6,  9, 11, 12, 13, -1, -1, -1, -1 },
151       { -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1 } },
152
153     // 2/1 - untested
154     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  2,  2,  6,  9, 11, 12, 13, -1, -1, -1, -1 },
155       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  2,  2,  6,  9, 11, 12, 13, -1, -1, -1, -1 },
156       { -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1 } },
157
158     // 3/1
159     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  3,  2, 10, 11, 11, 12, 12, 14, -1 },
160       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  3,  2, 10, 11, 11, 12, 12, 14, -1 },
161       { -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1 } },
162
163     // 2/2 - untested
164     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  3,  2, 10, 11, 11, 12, 12, 14, -1 },
165       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  3,  2, 10, 11, 11, 12, 12, 14, -1 },
166       { -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1 } },
167
168     // 3/2
169     { {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  1,  6,  8, 11, 12, 12, -1, -1 },
170       {  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  1,  6,  8, 11, 12, 12, -1, -1 },
171       { -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1 } },
172 };
173
174
175 /**
176  * Adjust the frame size to make the average bit rate match the target bit rate.
177  * This is only needed for 11025, 22050, and 44100 sample rates or any E-AC-3.
178  *
179  * @param s  AC-3 encoder private context
180  */
181 void ff_ac3_adjust_frame_size(AC3EncodeContext *s)
182 {
183     while (s->bits_written >= s->bit_rate && s->samples_written >= s->sample_rate) {
184         s->bits_written    -= s->bit_rate;
185         s->samples_written -= s->sample_rate;
186     }
187     s->frame_size = s->frame_size_min +
188                     2 * (s->bits_written * s->sample_rate < s->samples_written * s->bit_rate);
189     s->bits_written    += s->frame_size * 8;
190     s->samples_written += AC3_BLOCK_SIZE * s->num_blocks;
191 }
192
193
194 /**
195  * Set the initial coupling strategy parameters prior to coupling analysis.
196  *
197  * @param s  AC-3 encoder private context
198  */
199 void ff_ac3_compute_coupling_strategy(AC3EncodeContext *s)
200 {
201     int blk, ch;
202     int got_cpl_snr;
203     int num_cpl_blocks;
204
205     /* set coupling use flags for each block/channel */
206     /* TODO: turn coupling on/off and adjust start band based on bit usage */
207     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
208         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
209         for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++)
210             block->channel_in_cpl[ch] = s->cpl_on;
211     }
212
213     /* enable coupling for each block if at least 2 channels have coupling
214        enabled for that block */
215     got_cpl_snr = 0;
216     num_cpl_blocks = 0;
217     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
218         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
219         block->num_cpl_channels = 0;
220         for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++)
221             block->num_cpl_channels += block->channel_in_cpl[ch];
222         block->cpl_in_use = block->num_cpl_channels > 1;
223         num_cpl_blocks += block->cpl_in_use;
224         if (!block->cpl_in_use) {
225             block->num_cpl_channels = 0;
226             for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++)
227                 block->channel_in_cpl[ch] = 0;
228         }
229
230         block->new_cpl_strategy = !blk;
231         if (blk) {
232             for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
233                 if (block->channel_in_cpl[ch] != s->blocks[blk-1].channel_in_cpl[ch]) {
234                     block->new_cpl_strategy = 1;
235                     break;
236                 }
237             }
238         }
239         block->new_cpl_leak = block->new_cpl_strategy;
240
241         if (!blk || (block->cpl_in_use && !got_cpl_snr)) {
242             block->new_snr_offsets = 1;
243             if (block->cpl_in_use)
244                 got_cpl_snr = 1;
245         } else {
246             block->new_snr_offsets = 0;
247         }
248     }
249     if (!num_cpl_blocks)
250         s->cpl_on = 0;
251
252     /* set bandwidth for each channel */
253     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
254         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
255         for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
256             if (block->channel_in_cpl[ch])
257                 block->end_freq[ch] = s->start_freq[CPL_CH];
258             else
259                 block->end_freq[ch] = s->bandwidth_code * 3 + 73;
260         }
261     }
262 }
263
264
265 /**
266  * Apply stereo rematrixing to coefficients based on rematrixing flags.
267  *
268  * @param s  AC-3 encoder private context
269  */
270 void ff_ac3_apply_rematrixing(AC3EncodeContext *s)
271 {
272     int nb_coefs;
273     int blk, bnd, i;
274     int start, end;
275     uint8_t *flags = NULL;
276
277     if (!s->rematrixing_enabled)
278         return;
279
280     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
281         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
282         if (block->new_rematrixing_strategy)
283             flags = block->rematrixing_flags;
284         nb_coefs = FFMIN(block->end_freq[1], block->end_freq[2]);
285         for (bnd = 0; bnd < block->num_rematrixing_bands; bnd++) {
286             if (flags[bnd]) {
287                 start = ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd];
288                 end   = FFMIN(nb_coefs, ff_ac3_rematrix_band_tab[bnd+1]);
289                 for (i = start; i < end; i++) {
290                     int32_t lt = block->fixed_coef[1][i];
291                     int32_t rt = block->fixed_coef[2][i];
292                     block->fixed_coef[1][i] = (lt + rt) >> 1;
293                     block->fixed_coef[2][i] = (lt - rt) >> 1;
294                 }
295             }
296         }
297     }
298 }
299
300
301 /*
302  * Initialize exponent tables.
303  */
304 static av_cold void exponent_init(AC3EncodeContext *s)
305 {
306     int expstr, i, grpsize;
307
308     for (expstr = EXP_D15-1; expstr <= EXP_D45-1; expstr++) {
309         grpsize = 3 << expstr;
310         for (i = 12; i < 256; i++) {
311             exponent_group_tab[0][expstr][i] = (i + grpsize - 4) / grpsize;
312             exponent_group_tab[1][expstr][i] = (i              ) / grpsize;
313         }
314     }
315     /* LFE */
316     exponent_group_tab[0][0][7] = 2;
317
318     if (CONFIG_EAC3_ENCODER && s->eac3)
319         ff_eac3_exponent_init();
320 }
321
322
323 /*
324  * Extract exponents from the MDCT coefficients.
325  */
326 static void extract_exponents(AC3EncodeContext *s)
327 {
328     int ch        = !s->cpl_on;
329     int chan_size = AC3_MAX_COEFS * s->num_blocks * (s->channels - ch + 1);
330     AC3Block *block = &s->blocks[0];
331
332     s->ac3dsp.extract_exponents(block->exp[ch], block->fixed_coef[ch], chan_size);
333 }
334
335
336 /**
337  * Exponent Difference Threshold.
338  * New exponents are sent if their SAD exceed this number.
339  */
340 #define EXP_DIFF_THRESHOLD 500
341
342 /**
343  * Table used to select exponent strategy based on exponent reuse block interval.
344  */
345 static const uint8_t exp_strategy_reuse_tab[4][6] = {
346     { EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15 },
347     { EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15 },
348     { EXP_D25, EXP_D25, EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15 },
349     { EXP_D45, EXP_D25, EXP_D25, EXP_D15, EXP_D15, EXP_D15 }
350 };
351
352 /*
353  * Calculate exponent strategies for all channels.
354  * Array arrangement is reversed to simplify the per-channel calculation.
355  */
356 static void compute_exp_strategy(AC3EncodeContext *s)
357 {
358     int ch, blk, blk1;
359
360     for (ch = !s->cpl_on; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
361         uint8_t *exp_strategy = s->exp_strategy[ch];
362         uint8_t *exp          = s->blocks[0].exp[ch];
363         int exp_diff;
364
365         /* estimate if the exponent variation & decide if they should be
366            reused in the next frame */
367         exp_strategy[0] = EXP_NEW;
368         exp += AC3_MAX_COEFS;
369         for (blk = 1; blk < s->num_blocks; blk++, exp += AC3_MAX_COEFS) {
370             if (ch == CPL_CH) {
371                 if (!s->blocks[blk-1].cpl_in_use) {
372                     exp_strategy[blk] = EXP_NEW;
373                     continue;
374                 } else if (!s->blocks[blk].cpl_in_use) {
375                     exp_strategy[blk] = EXP_REUSE;
376                     continue;
377                 }
378             } else if (s->blocks[blk].channel_in_cpl[ch] != s->blocks[blk-1].channel_in_cpl[ch]) {
379                 exp_strategy[blk] = EXP_NEW;
380                 continue;
381             }
382             exp_diff = s->dsp.sad[0](NULL, exp, exp - AC3_MAX_COEFS, 16, 16);
383             exp_strategy[blk] = EXP_REUSE;
384             if (ch == CPL_CH && exp_diff > (EXP_DIFF_THRESHOLD * (s->blocks[blk].end_freq[ch] - s->start_freq[ch]) / AC3_MAX_COEFS))
385                 exp_strategy[blk] = EXP_NEW;
386             else if (ch > CPL_CH && exp_diff > EXP_DIFF_THRESHOLD)
387                 exp_strategy[blk] = EXP_NEW;
388         }
389
390         /* now select the encoding strategy type : if exponents are often
391            recoded, we use a coarse encoding */
392         blk = 0;
393         while (blk < s->num_blocks) {
394             blk1 = blk + 1;
395             while (blk1 < s->num_blocks && exp_strategy[blk1] == EXP_REUSE)
396                 blk1++;
397             exp_strategy[blk] = exp_strategy_reuse_tab[s->num_blks_code][blk1-blk-1];
398             blk = blk1;
399         }
400     }
401     if (s->lfe_on) {
402         ch = s->lfe_channel;
403         s->exp_strategy[ch][0] = EXP_D15;
404         for (blk = 1; blk < s->num_blocks; blk++)
405             s->exp_strategy[ch][blk] = EXP_REUSE;
406     }
407
408     /* for E-AC-3, determine frame exponent strategy */
409     if (CONFIG_EAC3_ENCODER && s->eac3)
410         ff_eac3_get_frame_exp_strategy(s);
411 }
412
413
414 /**
415  * Update the exponents so that they are the ones the decoder will decode.
416  *
417  * @param[in,out] exp   array of exponents for 1 block in 1 channel
418  * @param nb_exps       number of exponents in active bandwidth
419  * @param exp_strategy  exponent strategy for the block
420  * @param cpl           indicates if the block is in the coupling channel
421  */
422 static void encode_exponents_blk_ch(uint8_t *exp, int nb_exps, int exp_strategy,
423                                     int cpl)
424 {
425     int nb_groups, i, k;
426
427     nb_groups = exponent_group_tab[cpl][exp_strategy-1][nb_exps] * 3;
428
429     /* for each group, compute the minimum exponent */
430     switch(exp_strategy) {
431     case EXP_D25:
432         for (i = 1, k = 1-cpl; i <= nb_groups; i++) {
433             uint8_t exp_min = exp[k];
434             if (exp[k+1] < exp_min)
435                 exp_min = exp[k+1];
436             exp[i-cpl] = exp_min;
437             k += 2;
438         }
439         break;
440     case EXP_D45:
441         for (i = 1, k = 1-cpl; i <= nb_groups; i++) {
442             uint8_t exp_min = exp[k];
443             if (exp[k+1] < exp_min)
444                 exp_min = exp[k+1];
445             if (exp[k+2] < exp_min)
446                 exp_min = exp[k+2];
447             if (exp[k+3] < exp_min)
448                 exp_min = exp[k+3];
449             exp[i-cpl] = exp_min;
450             k += 4;
451         }
452         break;
453     }
454
455     /* constraint for DC exponent */
456     if (!cpl && exp[0] > 15)
457         exp[0] = 15;
458
459     /* decrease the delta between each groups to within 2 so that they can be
460        differentially encoded */
461     for (i = 1; i <= nb_groups; i++)
462         exp[i] = FFMIN(exp[i], exp[i-1] + 2);
463     i--;
464     while (--i >= 0)
465         exp[i] = FFMIN(exp[i], exp[i+1] + 2);
466
467     if (cpl)
468         exp[-1] = exp[0] & ~1;
469
470     /* now we have the exponent values the decoder will see */
471     switch (exp_strategy) {
472     case EXP_D25:
473         for (i = nb_groups, k = (nb_groups * 2)-cpl; i > 0; i--) {
474             uint8_t exp1 = exp[i-cpl];
475             exp[k--] = exp1;
476             exp[k--] = exp1;
477         }
478         break;
479     case EXP_D45:
480         for (i = nb_groups, k = (nb_groups * 4)-cpl; i > 0; i--) {
481             exp[k] = exp[k-1] = exp[k-2] = exp[k-3] = exp[i-cpl];
482             k -= 4;
483         }
484         break;
485     }
486 }
487
488
489 /*
490  * Encode exponents from original extracted form to what the decoder will see.
491  * This copies and groups exponents based on exponent strategy and reduces
492  * deltas between adjacent exponent groups so that they can be differentially
493  * encoded.
494  */
495 static void encode_exponents(AC3EncodeContext *s)
496 {
497     int blk, blk1, ch, cpl;
498     uint8_t *exp, *exp_strategy;
499     int nb_coefs, num_reuse_blocks;
500
501     for (ch = !s->cpl_on; ch <= s->channels; ch++) {
502         exp          = s->blocks[0].exp[ch] + s->start_freq[ch];
503         exp_strategy = s->exp_strategy[ch];
504
505         cpl = (ch == CPL_CH);
506         blk = 0;
507         while (blk < s->num_blocks) {
508             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
509             if (cpl && !block->cpl_in_use) {
510                 exp += AC3_MAX_COEFS;
511                 blk++;
512                 continue;
513             }
514             nb_coefs = block->end_freq[ch] - s->start_freq[ch];
515             blk1 = blk + 1;
516
517             /* count the number of EXP_REUSE blocks after the current block
518                and set exponent reference block numbers */
519             s->exp_ref_block[ch][blk] = blk;
520             while (blk1 < s->num_blocks && exp_strategy[blk1] == EXP_REUSE) {
521                 s->exp_ref_block[ch][blk1] = blk;
522                 blk1++;
523             }
524             num_reuse_blocks = blk1 - blk - 1;
525
526             /* for the EXP_REUSE case we select the min of the exponents */
527             s->ac3dsp.ac3_exponent_min(exp-s->start_freq[ch], num_reuse_blocks,
528                                        AC3_MAX_COEFS);
529
530             encode_exponents_blk_ch(exp, nb_coefs, exp_strategy[blk], cpl);
531
532             exp += AC3_MAX_COEFS * (num_reuse_blocks + 1);
533             blk = blk1;
534         }
535     }
536
537     /* reference block numbers have been changed, so reset ref_bap_set */
538     s->ref_bap_set = 0;
539 }
540
541
542 /*
543  * Count exponent bits based on bandwidth, coupling, and exponent strategies.
544  */
545 static int count_exponent_bits(AC3EncodeContext *s)
546 {
547     int blk, ch;
548     int nb_groups, bit_count;
549
550     bit_count = 0;
551     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
552         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
553         for (ch = !block->cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
554             int exp_strategy = s->exp_strategy[ch][blk];
555             int cpl          = (ch == CPL_CH);
556             int nb_coefs     = block->end_freq[ch] - s->start_freq[ch];
557
558             if (exp_strategy == EXP_REUSE)
559                 continue;
560
561             nb_groups = exponent_group_tab[cpl][exp_strategy-1][nb_coefs];
562             bit_count += 4 + (nb_groups * 7);
563         }
564     }
565
566     return bit_count;
567 }
568
569
570 /**
571  * Group exponents.
572  * 3 delta-encoded exponents are in each 7-bit group. The number of groups
573  * varies depending on exponent strategy and bandwidth.
574  *
575  * @param s  AC-3 encoder private context
576  */
577 void ff_ac3_group_exponents(AC3EncodeContext *s)
578 {
579     int blk, ch, i, cpl;
580     int group_size, nb_groups;
581     uint8_t *p;
582     int delta0, delta1, delta2;
583     int exp0, exp1;
584
585     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
586         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
587         for (ch = !block->cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
588             int exp_strategy = s->exp_strategy[ch][blk];
589             if (exp_strategy == EXP_REUSE)
590                 continue;
591             cpl = (ch == CPL_CH);
592             group_size = exp_strategy + (exp_strategy == EXP_D45);
593             nb_groups = exponent_group_tab[cpl][exp_strategy-1][block->end_freq[ch]-s->start_freq[ch]];
594             p = block->exp[ch] + s->start_freq[ch] - cpl;
595
596             /* DC exponent */
597             exp1 = *p++;
598             block->grouped_exp[ch][0] = exp1;
599
600             /* remaining exponents are delta encoded */
601             for (i = 1; i <= nb_groups; i++) {
602                 /* merge three delta in one code */
603                 exp0   = exp1;
604                 exp1   = p[0];
605                 p     += group_size;
606                 delta0 = exp1 - exp0 + 2;
607                 av_assert2(delta0 >= 0 && delta0 <= 4);
608
609                 exp0   = exp1;
610                 exp1   = p[0];
611                 p     += group_size;
612                 delta1 = exp1 - exp0 + 2;
613                 av_assert2(delta1 >= 0 && delta1 <= 4);
614
615                 exp0   = exp1;
616                 exp1   = p[0];
617                 p     += group_size;
618                 delta2 = exp1 - exp0 + 2;
619                 av_assert2(delta2 >= 0 && delta2 <= 4);
620
621                 block->grouped_exp[ch][i] = ((delta0 * 5 + delta1) * 5) + delta2;
622             }
623         }
624     }
625 }
626
627
628 /**
629  * Calculate final exponents from the supplied MDCT coefficients and exponent shift.
630  * Extract exponents from MDCT coefficients, calculate exponent strategies,
631  * and encode final exponents.
632  *
633  * @param s  AC-3 encoder private context
634  */
635 void ff_ac3_process_exponents(AC3EncodeContext *s)
636 {
637     extract_exponents(s);
638
639     compute_exp_strategy(s);
640
641     encode_exponents(s);
642
643     emms_c();
644 }
645
646
647 /*
648  * Count frame bits that are based solely on fixed parameters.
649  * This only has to be run once when the encoder is initialized.
650  */
651 static void count_frame_bits_fixed(AC3EncodeContext *s)
652 {
653     static const int frame_bits_inc[8] = { 0, 0, 2, 2, 2, 4, 2, 4 };
654     int blk;
655     int frame_bits;
656
657     /* assumptions:
658      *   no dynamic range codes
659      *   bit allocation parameters do not change between blocks
660      *   no delta bit allocation
661      *   no skipped data
662      *   no auxiliary data
663      *   no E-AC-3 metadata
664      */
665
666     /* header */
667     frame_bits = 16; /* sync info */
668     if (s->eac3) {
669         /* bitstream info header */
670         frame_bits += 35;
671         frame_bits += 1 + 1;
672         if (s->num_blocks != 0x6)
673             frame_bits++;
674         frame_bits++;
675         /* audio frame header */
676         if (s->num_blocks == 6)
677             frame_bits += 2;
678         frame_bits += 10;
679         /* exponent strategy */
680         if (s->use_frame_exp_strategy)
681             frame_bits += 5 * s->fbw_channels;
682         else
683             frame_bits += s->num_blocks * 2 * s->fbw_channels;
684         if (s->lfe_on)
685             frame_bits += s->num_blocks;
686         /* converter exponent strategy */
687         if (s->num_blks_code != 0x3)
688             frame_bits++;
689         else
690             frame_bits += s->fbw_channels * 5;
691         /* snr offsets */
692         frame_bits += 10;
693         /* block start info */
694         if (s->num_blocks != 1)
695             frame_bits++;
696     } else {
697         frame_bits += 49;
698         frame_bits += frame_bits_inc[s->channel_mode];
699     }
700
701     /* audio blocks */
702     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
703         if (!s->eac3) {
704             /* block switch flags */
705             frame_bits += s->fbw_channels;
706
707             /* dither flags */
708             frame_bits += s->fbw_channels;
709         }
710
711         /* dynamic range */
712         frame_bits++;
713
714         /* spectral extension */
715         if (s->eac3)
716             frame_bits++;
717
718         if (!s->eac3) {
719             /* exponent strategy */
720             frame_bits += 2 * s->fbw_channels;
721             if (s->lfe_on)
722                 frame_bits++;
723
724             /* bit allocation params */
725             frame_bits++;
726             if (!blk)
727                 frame_bits += 2 + 2 + 2 + 2 + 3;
728         }
729
730         /* converter snr offset */
731         if (s->eac3)
732             frame_bits++;
733
734         if (!s->eac3) {
735             /* delta bit allocation */
736             frame_bits++;
737
738             /* skipped data */
739             frame_bits++;
740         }
741     }
742
743     /* auxiliary data */
744     frame_bits++;
745
746     /* CRC */
747     frame_bits += 1 + 16;
748
749     s->frame_bits_fixed = frame_bits;
750 }
751
752
753 /*
754  * Initialize bit allocation.
755  * Set default parameter codes and calculate parameter values.
756  */
757 static void bit_alloc_init(AC3EncodeContext *s)
758 {
759     int ch;
760
761     /* init default parameters */
762     s->slow_decay_code = 2;
763     s->fast_decay_code = 1;
764     s->slow_gain_code  = 1;
765     s->db_per_bit_code = s->eac3 ? 2 : 3;
766     s->floor_code      = 7;
767     for (ch = 0; ch <= s->channels; ch++)
768         s->fast_gain_code[ch] = 4;
769
770     /* initial snr offset */
771     s->coarse_snr_offset = 40;
772
773     /* compute real values */
774     /* currently none of these values change during encoding, so we can just
775        set them once at initialization */
776     s->bit_alloc.slow_decay = ff_ac3_slow_decay_tab[s->slow_decay_code] >> s->bit_alloc.sr_shift;
777     s->bit_alloc.fast_decay = ff_ac3_fast_decay_tab[s->fast_decay_code] >> s->bit_alloc.sr_shift;
778     s->bit_alloc.slow_gain  = ff_ac3_slow_gain_tab[s->slow_gain_code];
779     s->bit_alloc.db_per_bit = ff_ac3_db_per_bit_tab[s->db_per_bit_code];
780     s->bit_alloc.floor      = ff_ac3_floor_tab[s->floor_code];
781     s->bit_alloc.cpl_fast_leak = 0;
782     s->bit_alloc.cpl_slow_leak = 0;
783
784     count_frame_bits_fixed(s);
785 }
786
787
788 /*
789  * Count the bits used to encode the frame, minus exponents and mantissas.
790  * Bits based on fixed parameters have already been counted, so now we just
791  * have to add the bits based on parameters that change during encoding.
792  */
793 static void count_frame_bits(AC3EncodeContext *s)
794 {
795     AC3EncOptions *opt = &s->options;
796     int blk, ch;
797     int frame_bits = 0;
798
799     /* header */
800     if (s->eac3) {
801         if (opt->eac3_mixing_metadata) {
802             if (s->channel_mode > AC3_CHMODE_STEREO)
803                 frame_bits += 2;
804             if (s->has_center)
805                 frame_bits += 6;
806             if (s->has_surround)
807                 frame_bits += 6;
808             frame_bits += s->lfe_on;
809             frame_bits += 1 + 1 + 2;
810             if (s->channel_mode < AC3_CHMODE_STEREO)
811                 frame_bits++;
812             frame_bits++;
813         }
814         if (opt->eac3_info_metadata) {
815             frame_bits += 3 + 1 + 1;
816             if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
817                 frame_bits += 2 + 2;
818             if (s->channel_mode >= AC3_CHMODE_2F2R)
819                 frame_bits += 2;
820             frame_bits++;
821             if (opt->audio_production_info)
822                 frame_bits += 5 + 2 + 1;
823             frame_bits++;
824         }
825         /* coupling */
826         if (s->channel_mode > AC3_CHMODE_MONO) {
827             frame_bits++;
828             for (blk = 1; blk < s->num_blocks; blk++) {
829                 AC3Block *block = &s->blocks[blk];
830                 frame_bits++;
831                 if (block->new_cpl_strategy)
832                     frame_bits++;
833             }
834         }
835         /* coupling exponent strategy */
836         if (s->cpl_on) {
837             if (s->use_frame_exp_strategy) {
838                 frame_bits += 5 * s->cpl_on;
839             } else {
840                 for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++)
841                     frame_bits += 2 * s->blocks[blk].cpl_in_use;
842             }
843         }
844     } else {
845         if (opt->audio_production_info)
846             frame_bits += 7;
847         if (s->bitstream_id == 6) {
848             if (opt->extended_bsi_1)
849                 frame_bits += 14;
850             if (opt->extended_bsi_2)
851                 frame_bits += 14;
852         }
853     }
854
855     /* audio blocks */
856     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
857         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
858
859         /* coupling strategy */
860         if (!s->eac3)
861             frame_bits++;
862         if (block->new_cpl_strategy) {
863             if (!s->eac3)
864                 frame_bits++;
865             if (block->cpl_in_use) {
866                 if (s->eac3)
867                     frame_bits++;
868                 if (!s->eac3 || s->channel_mode != AC3_CHMODE_STEREO)
869                     frame_bits += s->fbw_channels;
870                 if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
871                     frame_bits++;
872                 frame_bits += 4 + 4;
873                 if (s->eac3)
874                     frame_bits++;
875                 else
876                     frame_bits += s->num_cpl_subbands - 1;
877             }
878         }
879
880         /* coupling coordinates */
881         if (block->cpl_in_use) {
882             for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
883                 if (block->channel_in_cpl[ch]) {
884                     if (!s->eac3 || block->new_cpl_coords[ch] != 2)
885                         frame_bits++;
886                     if (block->new_cpl_coords[ch]) {
887                         frame_bits += 2;
888                         frame_bits += (4 + 4) * s->num_cpl_bands;
889                     }
890                 }
891             }
892         }
893
894         /* stereo rematrixing */
895         if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
896             if (!s->eac3 || blk > 0)
897                 frame_bits++;
898             if (s->blocks[blk].new_rematrixing_strategy)
899                 frame_bits += block->num_rematrixing_bands;
900         }
901
902         /* bandwidth codes & gain range */
903         for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
904             if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE) {
905                 if (!block->channel_in_cpl[ch])
906                     frame_bits += 6;
907                 frame_bits += 2;
908             }
909         }
910
911         /* coupling exponent strategy */
912         if (!s->eac3 && block->cpl_in_use)
913             frame_bits += 2;
914
915         /* snr offsets and fast gain codes */
916         if (!s->eac3) {
917             frame_bits++;
918             if (block->new_snr_offsets)
919                 frame_bits += 6 + (s->channels + block->cpl_in_use) * (4 + 3);
920         }
921
922         /* coupling leak info */
923         if (block->cpl_in_use) {
924             if (!s->eac3 || block->new_cpl_leak != 2)
925                 frame_bits++;
926             if (block->new_cpl_leak)
927                 frame_bits += 3 + 3;
928         }
929     }
930
931     s->frame_bits = s->frame_bits_fixed + frame_bits;
932 }
933
934
935 /*
936  * Calculate masking curve based on the final exponents.
937  * Also calculate the power spectral densities to use in future calculations.
938  */
939 static void bit_alloc_masking(AC3EncodeContext *s)
940 {
941     int blk, ch;
942
943     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
944         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
945         for (ch = !block->cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
946             /* We only need psd and mask for calculating bap.
947                Since we currently do not calculate bap when exponent
948                strategy is EXP_REUSE we do not need to calculate psd or mask. */
949             if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE) {
950                 ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(block->exp[ch], s->start_freq[ch],
951                                           block->end_freq[ch], block->psd[ch],
952                                           block->band_psd[ch]);
953                 ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(&s->bit_alloc, block->band_psd[ch],
954                                            s->start_freq[ch], block->end_freq[ch],
955                                            ff_ac3_fast_gain_tab[s->fast_gain_code[ch]],
956                                            ch == s->lfe_channel,
957                                            DBA_NONE, 0, NULL, NULL, NULL,
958                                            block->mask[ch]);
959             }
960         }
961     }
962 }
963
964
965 /*
966  * Ensure that bap for each block and channel point to the current bap_buffer.
967  * They may have been switched during the bit allocation search.
968  */
969 static void reset_block_bap(AC3EncodeContext *s)
970 {
971     int blk, ch;
972     uint8_t *ref_bap;
973
974     if (s->ref_bap[0][0] == s->bap_buffer && s->ref_bap_set)
975         return;
976
977     ref_bap = s->bap_buffer;
978     for (ch = 0; ch <= s->channels; ch++) {
979         for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++)
980             s->ref_bap[ch][blk] = ref_bap + AC3_MAX_COEFS * s->exp_ref_block[ch][blk];
981         ref_bap += AC3_MAX_COEFS * s->num_blocks;
982     }
983     s->ref_bap_set = 1;
984 }
985
986
987 /**
988  * Initialize mantissa counts.
989  * These are set so that they are padded to the next whole group size when bits
990  * are counted in compute_mantissa_size.
991  *
992  * @param[in,out] mant_cnt  running counts for each bap value for each block
993  */
994 static void count_mantissa_bits_init(uint16_t mant_cnt[AC3_MAX_BLOCKS][16])
995 {
996     int blk;
997
998     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
999         memset(mant_cnt[blk], 0, sizeof(mant_cnt[blk]));
1000         mant_cnt[blk][1] = mant_cnt[blk][2] = 2;
1001         mant_cnt[blk][4] = 1;
1002     }
1003 }
1004
1005
1006 /**
1007  * Update mantissa bit counts for all blocks in 1 channel in a given bandwidth
1008  * range.
1009  *
1010  * @param s                 AC-3 encoder private context
1011  * @param ch                channel index
1012  * @param[in,out] mant_cnt  running counts for each bap value for each block
1013  * @param start             starting coefficient bin
1014  * @param end               ending coefficient bin
1015  */
1016 static void count_mantissa_bits_update_ch(AC3EncodeContext *s, int ch,
1017                                           uint16_t mant_cnt[AC3_MAX_BLOCKS][16],
1018                                           int start, int end)
1019 {
1020     int blk;
1021
1022     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
1023         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1024         if (ch == CPL_CH && !block->cpl_in_use)
1025             continue;
1026         s->ac3dsp.update_bap_counts(mant_cnt[blk],
1027                                     s->ref_bap[ch][blk] + start,
1028                                     FFMIN(end, block->end_freq[ch]) - start);
1029     }
1030 }
1031
1032
1033 /*
1034  * Count the number of mantissa bits in the frame based on the bap values.
1035  */
1036 static int count_mantissa_bits(AC3EncodeContext *s)
1037 {
1038     int ch, max_end_freq;
1039     LOCAL_ALIGNED_16(uint16_t, mant_cnt, [AC3_MAX_BLOCKS], [16]);
1040
1041     count_mantissa_bits_init(mant_cnt);
1042
1043     max_end_freq = s->bandwidth_code * 3 + 73;
1044     for (ch = !s->cpl_enabled; ch <= s->channels; ch++)
1045         count_mantissa_bits_update_ch(s, ch, mant_cnt, s->start_freq[ch],
1046                                       max_end_freq);
1047
1048     return s->ac3dsp.compute_mantissa_size(mant_cnt);
1049 }
1050
1051
1052 /**
1053  * Run the bit allocation with a given SNR offset.
1054  * This calculates the bit allocation pointers that will be used to determine
1055  * the quantization of each mantissa.
1056  *
1057  * @param s           AC-3 encoder private context
1058  * @param snr_offset  SNR offset, 0 to 1023
1059  * @return the number of bits needed for mantissas if the given SNR offset is
1060  *         is used.
1061  */
1062 static int bit_alloc(AC3EncodeContext *s, int snr_offset)
1063 {
1064     int blk, ch;
1065
1066     snr_offset = (snr_offset - 240) << 2;
1067
1068     reset_block_bap(s);
1069     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
1070         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1071
1072         for (ch = !block->cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1073             /* Currently the only bit allocation parameters which vary across
1074                blocks within a frame are the exponent values.  We can take
1075                advantage of that by reusing the bit allocation pointers
1076                whenever we reuse exponents. */
1077             if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE) {
1078                 s->ac3dsp.bit_alloc_calc_bap(block->mask[ch], block->psd[ch],
1079                                              s->start_freq[ch], block->end_freq[ch],
1080                                              snr_offset, s->bit_alloc.floor,
1081                                              ff_ac3_bap_tab, s->ref_bap[ch][blk]);
1082             }
1083         }
1084     }
1085     return count_mantissa_bits(s);
1086 }
1087
1088
1089 /*
1090  * Constant bitrate bit allocation search.
1091  * Find the largest SNR offset that will allow data to fit in the frame.
1092  */
1093 static int cbr_bit_allocation(AC3EncodeContext *s)
1094 {
1095     int ch;
1096     int bits_left;
1097     int snr_offset, snr_incr;
1098
1099     bits_left = 8 * s->frame_size - (s->frame_bits + s->exponent_bits);
1100     if (bits_left < 0)
1101         return AVERROR(EINVAL);
1102
1103     snr_offset = s->coarse_snr_offset << 4;
1104
1105     /* if previous frame SNR offset was 1023, check if current frame can also
1106        use SNR offset of 1023. if so, skip the search. */
1107     if ((snr_offset | s->fine_snr_offset[1]) == 1023) {
1108         if (bit_alloc(s, 1023) <= bits_left)
1109             return 0;
1110     }
1111
1112     while (snr_offset >= 0 &&
1113            bit_alloc(s, snr_offset) > bits_left) {
1114         snr_offset -= 64;
1115     }
1116     if (snr_offset < 0)
1117         return AVERROR(EINVAL);
1118
1119     FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
1120     for (snr_incr = 64; snr_incr > 0; snr_incr >>= 2) {
1121         while (snr_offset + snr_incr <= 1023 &&
1122                bit_alloc(s, snr_offset + snr_incr) <= bits_left) {
1123             snr_offset += snr_incr;
1124             FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
1125         }
1126     }
1127     FFSWAP(uint8_t *, s->bap_buffer, s->bap1_buffer);
1128     reset_block_bap(s);
1129
1130     s->coarse_snr_offset = snr_offset >> 4;
1131     for (ch = !s->cpl_on; ch <= s->channels; ch++)
1132         s->fine_snr_offset[ch] = snr_offset & 0xF;
1133
1134     return 0;
1135 }
1136
1137
1138 /*
1139  * Perform bit allocation search.
1140  * Finds the SNR offset value that maximizes quality and fits in the specified
1141  * frame size.  Output is the SNR offset and a set of bit allocation pointers
1142  * used to quantize the mantissas.
1143  */
1144 int ff_ac3_compute_bit_allocation(AC3EncodeContext *s)
1145 {
1146     count_frame_bits(s);
1147
1148     s->exponent_bits = count_exponent_bits(s);
1149
1150     bit_alloc_masking(s);
1151
1152     return cbr_bit_allocation(s);
1153 }
1154
1155
1156 /**
1157  * Symmetric quantization on 'levels' levels.
1158  *
1159  * @param c       unquantized coefficient
1160  * @param e       exponent
1161  * @param levels  number of quantization levels
1162  * @return        quantized coefficient
1163  */
1164 static inline int sym_quant(int c, int e, int levels)
1165 {
1166     int v = (((levels * c) >> (24 - e)) + levels) >> 1;
1167     av_assert2(v >= 0 && v < levels);
1168     return v;
1169 }
1170
1171
1172 /**
1173  * Asymmetric quantization on 2^qbits levels.
1174  *
1175  * @param c      unquantized coefficient
1176  * @param e      exponent
1177  * @param qbits  number of quantization bits
1178  * @return       quantized coefficient
1179  */
1180 static inline int asym_quant(int c, int e, int qbits)
1181 {
1182     int m;
1183
1184     c = (((c << e) >> (24 - qbits)) + 1) >> 1;
1185     m = (1 << (qbits-1));
1186     if (c >= m)
1187         c = m - 1;
1188     av_assert2(c >= -m);
1189     return c;
1190 }
1191
1192
1193 /**
1194  * Quantize a set of mantissas for a single channel in a single block.
1195  *
1196  * @param s           Mantissa count context
1197  * @param fixed_coef  unquantized fixed-point coefficients
1198  * @param exp         exponents
1199  * @param bap         bit allocation pointer indices
1200  * @param[out] qmant  quantized coefficients
1201  * @param start_freq  starting coefficient bin
1202  * @param end_freq    ending coefficient bin
1203  */
1204 static void quantize_mantissas_blk_ch(AC3Mant *s, int32_t *fixed_coef,
1205                                       uint8_t *exp, uint8_t *bap,
1206                                       int16_t *qmant, int start_freq,
1207                                       int end_freq)
1208 {
1209     int i;
1210
1211     for (i = start_freq; i < end_freq; i++) {
1212         int c = fixed_coef[i];
1213         int e = exp[i];
1214         int v = bap[i];
1215         if (v)
1216         switch (v) {
1217         case 1:
1218             v = sym_quant(c, e, 3);
1219             switch (s->mant1_cnt) {
1220             case 0:
1221                 s->qmant1_ptr = &qmant[i];
1222                 v = 9 * v;
1223                 s->mant1_cnt = 1;
1224                 break;
1225             case 1:
1226                 *s->qmant1_ptr += 3 * v;
1227                 s->mant1_cnt = 2;
1228                 v = 128;
1229                 break;
1230             default:
1231                 *s->qmant1_ptr += v;
1232                 s->mant1_cnt = 0;
1233                 v = 128;
1234                 break;
1235             }
1236             break;
1237         case 2:
1238             v = sym_quant(c, e, 5);
1239             switch (s->mant2_cnt) {
1240             case 0:
1241                 s->qmant2_ptr = &qmant[i];
1242                 v = 25 * v;
1243                 s->mant2_cnt = 1;
1244                 break;
1245             case 1:
1246                 *s->qmant2_ptr += 5 * v;
1247                 s->mant2_cnt = 2;
1248                 v = 128;
1249                 break;
1250             default:
1251                 *s->qmant2_ptr += v;
1252                 s->mant2_cnt = 0;
1253                 v = 128;
1254                 break;
1255             }
1256             break;
1257         case 3:
1258             v = sym_quant(c, e, 7);
1259             break;
1260         case 4:
1261             v = sym_quant(c, e, 11);
1262             switch (s->mant4_cnt) {
1263             case 0:
1264                 s->qmant4_ptr = &qmant[i];
1265                 v = 11 * v;
1266                 s->mant4_cnt = 1;
1267                 break;
1268             default:
1269                 *s->qmant4_ptr += v;
1270                 s->mant4_cnt = 0;
1271                 v = 128;
1272                 break;
1273             }
1274             break;
1275         case 5:
1276             v = sym_quant(c, e, 15);
1277             break;
1278         case 14:
1279             v = asym_quant(c, e, 14);
1280             break;
1281         case 15:
1282             v = asym_quant(c, e, 16);
1283             break;
1284         default:
1285             v = asym_quant(c, e, v - 1);
1286             break;
1287         }
1288         qmant[i] = v;
1289     }
1290 }
1291
1292
1293 /**
1294  * Quantize mantissas using coefficients, exponents, and bit allocation pointers.
1295  *
1296  * @param s  AC-3 encoder private context
1297  */
1298 void ff_ac3_quantize_mantissas(AC3EncodeContext *s)
1299 {
1300     int blk, ch, ch0=0, got_cpl;
1301
1302     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
1303         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1304         AC3Mant m = { 0 };
1305
1306         got_cpl = !block->cpl_in_use;
1307         for (ch = 1; ch <= s->channels; ch++) {
1308             if (!got_cpl && ch > 1 && block->channel_in_cpl[ch-1]) {
1309                 ch0     = ch - 1;
1310                 ch      = CPL_CH;
1311                 got_cpl = 1;
1312             }
1313             quantize_mantissas_blk_ch(&m, block->fixed_coef[ch],
1314                                       s->blocks[s->exp_ref_block[ch][blk]].exp[ch],
1315                                       s->ref_bap[ch][blk], block->qmant[ch],
1316                                       s->start_freq[ch], block->end_freq[ch]);
1317             if (ch == CPL_CH)
1318                 ch = ch0;
1319         }
1320     }
1321 }
1322
1323
1324 /*
1325  * Write the AC-3 frame header to the output bitstream.
1326  */
1327 static void ac3_output_frame_header(AC3EncodeContext *s)
1328 {
1329     AC3EncOptions *opt = &s->options;
1330
1331     put_bits(&s->pb, 16, 0x0b77);   /* frame header */
1332     put_bits(&s->pb, 16, 0);        /* crc1: will be filled later */
1333     put_bits(&s->pb, 2,  s->bit_alloc.sr_code);
1334     put_bits(&s->pb, 6,  s->frame_size_code + (s->frame_size - s->frame_size_min) / 2);
1335     put_bits(&s->pb, 5,  s->bitstream_id);
1336     put_bits(&s->pb, 3,  s->bitstream_mode);
1337     put_bits(&s->pb, 3,  s->channel_mode);
1338     if ((s->channel_mode & 0x01) && s->channel_mode != AC3_CHMODE_MONO)
1339         put_bits(&s->pb, 2, s->center_mix_level);
1340     if (s->channel_mode & 0x04)
1341         put_bits(&s->pb, 2, s->surround_mix_level);
1342     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
1343         put_bits(&s->pb, 2, opt->dolby_surround_mode);
1344     put_bits(&s->pb, 1, s->lfe_on); /* LFE */
1345     put_bits(&s->pb, 5, -opt->dialogue_level);
1346     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no compression control word */
1347     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no lang code */
1348     put_bits(&s->pb, 1, opt->audio_production_info);
1349     if (opt->audio_production_info) {
1350         put_bits(&s->pb, 5, opt->mixing_level - 80);
1351         put_bits(&s->pb, 2, opt->room_type);
1352     }
1353     put_bits(&s->pb, 1, opt->copyright);
1354     put_bits(&s->pb, 1, opt->original);
1355     if (s->bitstream_id == 6) {
1356         /* alternate bit stream syntax */
1357         put_bits(&s->pb, 1, opt->extended_bsi_1);
1358         if (opt->extended_bsi_1) {
1359             put_bits(&s->pb, 2, opt->preferred_stereo_downmix);
1360             put_bits(&s->pb, 3, s->ltrt_center_mix_level);
1361             put_bits(&s->pb, 3, s->ltrt_surround_mix_level);
1362             put_bits(&s->pb, 3, s->loro_center_mix_level);
1363             put_bits(&s->pb, 3, s->loro_surround_mix_level);
1364         }
1365         put_bits(&s->pb, 1, opt->extended_bsi_2);
1366         if (opt->extended_bsi_2) {
1367             put_bits(&s->pb, 2, opt->dolby_surround_ex_mode);
1368             put_bits(&s->pb, 2, opt->dolby_headphone_mode);
1369             put_bits(&s->pb, 1, opt->ad_converter_type);
1370             put_bits(&s->pb, 9, 0);     /* xbsi2 and encinfo : reserved */
1371         }
1372     } else {
1373     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no time code 1 */
1374     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no time code 2 */
1375     }
1376     put_bits(&s->pb, 1, 0);         /* no additional bit stream info */
1377 }
1378
1379
1380 /*
1381  * Write one audio block to the output bitstream.
1382  */
1383 static void output_audio_block(AC3EncodeContext *s, int blk)
1384 {
1385     int ch, i, baie, bnd, got_cpl, ch0;
1386     AC3Block *block = &s->blocks[blk];
1387
1388     /* block switching */
1389     if (!s->eac3) {
1390         for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
1391             put_bits(&s->pb, 1, 0);
1392     }
1393
1394     /* dither flags */
1395     if (!s->eac3) {
1396         for (ch = 0; ch < s->fbw_channels; ch++)
1397             put_bits(&s->pb, 1, 1);
1398     }
1399
1400     /* dynamic range codes */
1401     put_bits(&s->pb, 1, 0);
1402
1403     /* spectral extension */
1404     if (s->eac3)
1405         put_bits(&s->pb, 1, 0);
1406
1407     /* channel coupling */
1408     if (!s->eac3)
1409         put_bits(&s->pb, 1, block->new_cpl_strategy);
1410     if (block->new_cpl_strategy) {
1411         if (!s->eac3)
1412             put_bits(&s->pb, 1, block->cpl_in_use);
1413         if (block->cpl_in_use) {
1414             int start_sub, end_sub;
1415             if (s->eac3)
1416                 put_bits(&s->pb, 1, 0); /* enhanced coupling */
1417             if (!s->eac3 || s->channel_mode != AC3_CHMODE_STEREO) {
1418                 for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++)
1419                     put_bits(&s->pb, 1, block->channel_in_cpl[ch]);
1420             }
1421             if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO)
1422                 put_bits(&s->pb, 1, 0); /* phase flags in use */
1423             start_sub = (s->start_freq[CPL_CH] - 37) / 12;
1424             end_sub   = (s->cpl_end_freq       - 37) / 12;
1425             put_bits(&s->pb, 4, start_sub);
1426             put_bits(&s->pb, 4, end_sub - 3);
1427             /* coupling band structure */
1428             if (s->eac3) {
1429                 put_bits(&s->pb, 1, 0); /* use default */
1430             } else {
1431                 for (bnd = start_sub+1; bnd < end_sub; bnd++)
1432                     put_bits(&s->pb, 1, ff_eac3_default_cpl_band_struct[bnd]);
1433             }
1434         }
1435     }
1436
1437     /* coupling coordinates */
1438     if (block->cpl_in_use) {
1439         for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
1440             if (block->channel_in_cpl[ch]) {
1441                 if (!s->eac3 || block->new_cpl_coords[ch] != 2)
1442                     put_bits(&s->pb, 1, block->new_cpl_coords[ch]);
1443                 if (block->new_cpl_coords[ch]) {
1444                     put_bits(&s->pb, 2, block->cpl_master_exp[ch]);
1445                     for (bnd = 0; bnd < s->num_cpl_bands; bnd++) {
1446                         put_bits(&s->pb, 4, block->cpl_coord_exp [ch][bnd]);
1447                         put_bits(&s->pb, 4, block->cpl_coord_mant[ch][bnd]);
1448                     }
1449                 }
1450             }
1451         }
1452     }
1453
1454     /* stereo rematrixing */
1455     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
1456         if (!s->eac3 || blk > 0)
1457             put_bits(&s->pb, 1, block->new_rematrixing_strategy);
1458         if (block->new_rematrixing_strategy) {
1459             /* rematrixing flags */
1460             for (bnd = 0; bnd < block->num_rematrixing_bands; bnd++)
1461                 put_bits(&s->pb, 1, block->rematrixing_flags[bnd]);
1462         }
1463     }
1464
1465     /* exponent strategy */
1466     if (!s->eac3) {
1467         for (ch = !block->cpl_in_use; ch <= s->fbw_channels; ch++)
1468             put_bits(&s->pb, 2, s->exp_strategy[ch][blk]);
1469         if (s->lfe_on)
1470             put_bits(&s->pb, 1, s->exp_strategy[s->lfe_channel][blk]);
1471     }
1472
1473     /* bandwidth */
1474     for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
1475         if (s->exp_strategy[ch][blk] != EXP_REUSE && !block->channel_in_cpl[ch])
1476             put_bits(&s->pb, 6, s->bandwidth_code);
1477     }
1478
1479     /* exponents */
1480     for (ch = !block->cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1481         int nb_groups;
1482         int cpl = (ch == CPL_CH);
1483
1484         if (s->exp_strategy[ch][blk] == EXP_REUSE)
1485             continue;
1486
1487         /* DC exponent */
1488         put_bits(&s->pb, 4, block->grouped_exp[ch][0] >> cpl);
1489
1490         /* exponent groups */
1491         nb_groups = exponent_group_tab[cpl][s->exp_strategy[ch][blk]-1][block->end_freq[ch]-s->start_freq[ch]];
1492         for (i = 1; i <= nb_groups; i++)
1493             put_bits(&s->pb, 7, block->grouped_exp[ch][i]);
1494
1495         /* gain range info */
1496         if (ch != s->lfe_channel && !cpl)
1497             put_bits(&s->pb, 2, 0);
1498     }
1499
1500     /* bit allocation info */
1501     if (!s->eac3) {
1502         baie = (blk == 0);
1503         put_bits(&s->pb, 1, baie);
1504         if (baie) {
1505             put_bits(&s->pb, 2, s->slow_decay_code);
1506             put_bits(&s->pb, 2, s->fast_decay_code);
1507             put_bits(&s->pb, 2, s->slow_gain_code);
1508             put_bits(&s->pb, 2, s->db_per_bit_code);
1509             put_bits(&s->pb, 3, s->floor_code);
1510         }
1511     }
1512
1513     /* snr offset */
1514     if (!s->eac3) {
1515         put_bits(&s->pb, 1, block->new_snr_offsets);
1516         if (block->new_snr_offsets) {
1517             put_bits(&s->pb, 6, s->coarse_snr_offset);
1518             for (ch = !block->cpl_in_use; ch <= s->channels; ch++) {
1519                 put_bits(&s->pb, 4, s->fine_snr_offset[ch]);
1520                 put_bits(&s->pb, 3, s->fast_gain_code[ch]);
1521             }
1522         }
1523     } else {
1524         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no converter snr offset */
1525     }
1526
1527     /* coupling leak */
1528     if (block->cpl_in_use) {
1529         if (!s->eac3 || block->new_cpl_leak != 2)
1530             put_bits(&s->pb, 1, block->new_cpl_leak);
1531         if (block->new_cpl_leak) {
1532             put_bits(&s->pb, 3, s->bit_alloc.cpl_fast_leak);
1533             put_bits(&s->pb, 3, s->bit_alloc.cpl_slow_leak);
1534         }
1535     }
1536
1537     if (!s->eac3) {
1538         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no delta bit allocation */
1539         put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no data to skip */
1540     }
1541
1542     /* mantissas */
1543     got_cpl = !block->cpl_in_use;
1544     for (ch = 1; ch <= s->channels; ch++) {
1545         int b, q;
1546
1547         if (!got_cpl && ch > 1 && block->channel_in_cpl[ch-1]) {
1548             ch0     = ch - 1;
1549             ch      = CPL_CH;
1550             got_cpl = 1;
1551         }
1552         for (i = s->start_freq[ch]; i < block->end_freq[ch]; i++) {
1553             q = block->qmant[ch][i];
1554             b = s->ref_bap[ch][blk][i];
1555             switch (b) {
1556             case 0:                                          break;
1557             case 1: if (q != 128) put_bits (&s->pb,   5, q); break;
1558             case 2: if (q != 128) put_bits (&s->pb,   7, q); break;
1559             case 3:               put_sbits(&s->pb,   3, q); break;
1560             case 4: if (q != 128) put_bits (&s->pb,   7, q); break;
1561             case 14:              put_sbits(&s->pb,  14, q); break;
1562             case 15:              put_sbits(&s->pb,  16, q); break;
1563             default:              put_sbits(&s->pb, b-1, q); break;
1564             }
1565         }
1566         if (ch == CPL_CH)
1567             ch = ch0;
1568     }
1569 }
1570
1571
1572 /** CRC-16 Polynomial */
1573 #define CRC16_POLY ((1 << 0) | (1 << 2) | (1 << 15) | (1 << 16))
1574
1575
1576 static unsigned int mul_poly(unsigned int a, unsigned int b, unsigned int poly)
1577 {
1578     unsigned int c;
1579
1580     c = 0;
1581     while (a) {
1582         if (a & 1)
1583             c ^= b;
1584         a = a >> 1;
1585         b = b << 1;
1586         if (b & (1 << 16))
1587             b ^= poly;
1588     }
1589     return c;
1590 }
1591
1592
1593 static unsigned int pow_poly(unsigned int a, unsigned int n, unsigned int poly)
1594 {
1595     unsigned int r;
1596     r = 1;
1597     while (n) {
1598         if (n & 1)
1599             r = mul_poly(r, a, poly);
1600         a = mul_poly(a, a, poly);
1601         n >>= 1;
1602     }
1603     return r;
1604 }
1605
1606
1607 /*
1608  * Fill the end of the frame with 0's and compute the two CRCs.
1609  */
1610 static void output_frame_end(AC3EncodeContext *s)
1611 {
1612     const AVCRC *crc_ctx = av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI);
1613     int frame_size_58, pad_bytes, crc1, crc2_partial, crc2, crc_inv;
1614     uint8_t *frame;
1615
1616     frame_size_58 = ((s->frame_size >> 2) + (s->frame_size >> 4)) << 1;
1617
1618     /* pad the remainder of the frame with zeros */
1619     av_assert2(s->frame_size * 8 - put_bits_count(&s->pb) >= 18);
1620     flush_put_bits(&s->pb);
1621     frame = s->pb.buf;
1622     pad_bytes = s->frame_size - (put_bits_ptr(&s->pb) - frame) - 2;
1623     av_assert2(pad_bytes >= 0);
1624     if (pad_bytes > 0)
1625         memset(put_bits_ptr(&s->pb), 0, pad_bytes);
1626
1627     if (s->eac3) {
1628         /* compute crc2 */
1629         crc2_partial = av_crc(crc_ctx, 0, frame + 2, s->frame_size - 5);
1630     } else {
1631     /* compute crc1 */
1632     /* this is not so easy because it is at the beginning of the data... */
1633     crc1    = av_bswap16(av_crc(crc_ctx, 0, frame + 4, frame_size_58 - 4));
1634     crc_inv = s->crc_inv[s->frame_size > s->frame_size_min];
1635     crc1    = mul_poly(crc_inv, crc1, CRC16_POLY);
1636     AV_WB16(frame + 2, crc1);
1637
1638     /* compute crc2 */
1639     crc2_partial = av_crc(crc_ctx, 0, frame + frame_size_58,
1640                           s->frame_size - frame_size_58 - 3);
1641     }
1642     crc2 = av_crc(crc_ctx, crc2_partial, frame + s->frame_size - 3, 1);
1643     /* ensure crc2 does not match sync word by flipping crcrsv bit if needed */
1644     if (crc2 == 0x770B) {
1645         frame[s->frame_size - 3] ^= 0x1;
1646         crc2 = av_crc(crc_ctx, crc2_partial, frame + s->frame_size - 3, 1);
1647     }
1648     crc2 = av_bswap16(crc2);
1649     AV_WB16(frame + s->frame_size - 2, crc2);
1650 }
1651
1652
1653 /**
1654  * Write the frame to the output bitstream.
1655  *
1656  * @param s      AC-3 encoder private context
1657  * @param frame  output data buffer
1658  */
1659 void ff_ac3_output_frame(AC3EncodeContext *s, unsigned char *frame)
1660 {
1661     int blk;
1662
1663     init_put_bits(&s->pb, frame, AC3_MAX_CODED_FRAME_SIZE);
1664
1665     s->output_frame_header(s);
1666
1667     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++)
1668         output_audio_block(s, blk);
1669
1670     output_frame_end(s);
1671 }
1672
1673
1674 static void dprint_options(AC3EncodeContext *s)
1675 {
1676 #ifdef DEBUG
1677     AVCodecContext *avctx = s->avctx;
1678     AC3EncOptions *opt = &s->options;
1679     char strbuf[32];
1680
1681     switch (s->bitstream_id) {
1682     case  6:  av_strlcpy(strbuf, "AC-3 (alt syntax)",       32); break;
1683     case  8:  av_strlcpy(strbuf, "AC-3 (standard)",         32); break;
1684     case  9:  av_strlcpy(strbuf, "AC-3 (dnet half-rate)",   32); break;
1685     case 10:  av_strlcpy(strbuf, "AC-3 (dnet quater-rate)", 32); break;
1686     case 16:  av_strlcpy(strbuf, "E-AC-3 (enhanced)",       32); break;
1687     default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR");
1688     }
1689     av_dlog(avctx, "bitstream_id: %s (%d)\n", strbuf, s->bitstream_id);
1690     av_dlog(avctx, "sample_fmt: %s\n", av_get_sample_fmt_name(avctx->sample_fmt));
1691     av_get_channel_layout_string(strbuf, 32, s->channels, avctx->channel_layout);
1692     av_dlog(avctx, "channel_layout: %s\n", strbuf);
1693     av_dlog(avctx, "sample_rate: %d\n", s->sample_rate);
1694     av_dlog(avctx, "bit_rate: %d\n", s->bit_rate);
1695     av_dlog(avctx, "blocks/frame: %d (code=%d)\n", s->num_blocks, s->num_blks_code);
1696     if (s->cutoff)
1697         av_dlog(avctx, "cutoff: %d\n", s->cutoff);
1698
1699     av_dlog(avctx, "per_frame_metadata: %s\n",
1700             opt->allow_per_frame_metadata?"on":"off");
1701     if (s->has_center)
1702         av_dlog(avctx, "center_mixlev: %0.3f (%d)\n", opt->center_mix_level,
1703                 s->center_mix_level);
1704     else
1705         av_dlog(avctx, "center_mixlev: {not written}\n");
1706     if (s->has_surround)
1707         av_dlog(avctx, "surround_mixlev: %0.3f (%d)\n", opt->surround_mix_level,
1708                 s->surround_mix_level);
1709     else
1710         av_dlog(avctx, "surround_mixlev: {not written}\n");
1711     if (opt->audio_production_info) {
1712         av_dlog(avctx, "mixing_level: %ddB\n", opt->mixing_level);
1713         switch (opt->room_type) {
1714         case AC3ENC_OPT_NOT_INDICATED: av_strlcpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1715         case AC3ENC_OPT_LARGE_ROOM:    av_strlcpy(strbuf, "large", 32);        break;
1716         case AC3ENC_OPT_SMALL_ROOM:    av_strlcpy(strbuf, "small", 32);        break;
1717         default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->room_type);
1718         }
1719         av_dlog(avctx, "room_type: %s\n", strbuf);
1720     } else {
1721         av_dlog(avctx, "mixing_level: {not written}\n");
1722         av_dlog(avctx, "room_type: {not written}\n");
1723     }
1724     av_dlog(avctx, "copyright: %s\n", opt->copyright?"on":"off");
1725     av_dlog(avctx, "dialnorm: %ddB\n", opt->dialogue_level);
1726     if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO) {
1727         switch (opt->dolby_surround_mode) {
1728         case AC3ENC_OPT_NOT_INDICATED: av_strlcpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1729         case AC3ENC_OPT_MODE_ON:       av_strlcpy(strbuf, "on", 32);           break;
1730         case AC3ENC_OPT_MODE_OFF:      av_strlcpy(strbuf, "off", 32);          break;
1731         default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->dolby_surround_mode);
1732         }
1733         av_dlog(avctx, "dsur_mode: %s\n", strbuf);
1734     } else {
1735         av_dlog(avctx, "dsur_mode: {not written}\n");
1736     }
1737     av_dlog(avctx, "original: %s\n", opt->original?"on":"off");
1738
1739     if (s->bitstream_id == 6) {
1740         if (opt->extended_bsi_1) {
1741             switch (opt->preferred_stereo_downmix) {
1742             case AC3ENC_OPT_NOT_INDICATED: av_strlcpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1743             case AC3ENC_OPT_DOWNMIX_LTRT:  av_strlcpy(strbuf, "ltrt", 32);         break;
1744             case AC3ENC_OPT_DOWNMIX_LORO:  av_strlcpy(strbuf, "loro", 32);         break;
1745             default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->preferred_stereo_downmix);
1746             }
1747             av_dlog(avctx, "dmix_mode: %s\n", strbuf);
1748             av_dlog(avctx, "ltrt_cmixlev: %0.3f (%d)\n",
1749                     opt->ltrt_center_mix_level, s->ltrt_center_mix_level);
1750             av_dlog(avctx, "ltrt_surmixlev: %0.3f (%d)\n",
1751                     opt->ltrt_surround_mix_level, s->ltrt_surround_mix_level);
1752             av_dlog(avctx, "loro_cmixlev: %0.3f (%d)\n",
1753                     opt->loro_center_mix_level, s->loro_center_mix_level);
1754             av_dlog(avctx, "loro_surmixlev: %0.3f (%d)\n",
1755                     opt->loro_surround_mix_level, s->loro_surround_mix_level);
1756         } else {
1757             av_dlog(avctx, "extended bitstream info 1: {not written}\n");
1758         }
1759         if (opt->extended_bsi_2) {
1760             switch (opt->dolby_surround_ex_mode) {
1761             case AC3ENC_OPT_NOT_INDICATED: av_strlcpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1762             case AC3ENC_OPT_MODE_ON:       av_strlcpy(strbuf, "on", 32);           break;
1763             case AC3ENC_OPT_MODE_OFF:      av_strlcpy(strbuf, "off", 32);          break;
1764             default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->dolby_surround_ex_mode);
1765             }
1766             av_dlog(avctx, "dsurex_mode: %s\n", strbuf);
1767             switch (opt->dolby_headphone_mode) {
1768             case AC3ENC_OPT_NOT_INDICATED: av_strlcpy(strbuf, "notindicated", 32); break;
1769             case AC3ENC_OPT_MODE_ON:       av_strlcpy(strbuf, "on", 32);           break;
1770             case AC3ENC_OPT_MODE_OFF:      av_strlcpy(strbuf, "off", 32);          break;
1771             default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->dolby_headphone_mode);
1772             }
1773             av_dlog(avctx, "dheadphone_mode: %s\n", strbuf);
1774
1775             switch (opt->ad_converter_type) {
1776             case AC3ENC_OPT_ADCONV_STANDARD: av_strlcpy(strbuf, "standard", 32); break;
1777             case AC3ENC_OPT_ADCONV_HDCD:     av_strlcpy(strbuf, "hdcd", 32);     break;
1778             default: snprintf(strbuf, 32, "ERROR (%d)", opt->ad_converter_type);
1779             }
1780             av_dlog(avctx, "ad_conv_type: %s\n", strbuf);
1781         } else {
1782             av_dlog(avctx, "extended bitstream info 2: {not written}\n");
1783         }
1784     }
1785 #endif
1786 }
1787
1788
1789 #define FLT_OPTION_THRESHOLD 0.01
1790
1791 static int validate_float_option(float v, const float *v_list, int v_list_size)
1792 {
1793     int i;
1794
1795     for (i = 0; i < v_list_size; i++) {
1796         if (v < (v_list[i] + FLT_OPTION_THRESHOLD) &&
1797             v > (v_list[i] - FLT_OPTION_THRESHOLD))
1798             break;
1799     }
1800     if (i == v_list_size)
1801         return -1;
1802
1803     return i;
1804 }
1805
1806
1807 static void validate_mix_level(void *log_ctx, const char *opt_name,
1808                                float *opt_param, const float *list,
1809                                int list_size, int default_value, int min_value,
1810                                int *ctx_param)
1811 {
1812     int mixlev = validate_float_option(*opt_param, list, list_size);
1813     if (mixlev < min_value) {
1814         mixlev = default_value;
1815         if (*opt_param >= 0.0) {
1816             av_log(log_ctx, AV_LOG_WARNING, "requested %s is not valid. using "
1817                    "default value: %0.3f\n", opt_name, list[mixlev]);
1818         }
1819     }
1820     *opt_param = list[mixlev];
1821     *ctx_param = mixlev;
1822 }
1823
1824
1825 /**
1826  * Validate metadata options as set by AVOption system.
1827  * These values can optionally be changed per-frame.
1828  *
1829  * @param s  AC-3 encoder private context
1830  */
1831 int ff_ac3_validate_metadata(AC3EncodeContext *s)
1832 {
1833     AVCodecContext *avctx = s->avctx;
1834     AC3EncOptions *opt = &s->options;
1835
1836     opt->audio_production_info = 0;
1837     opt->extended_bsi_1        = 0;
1838     opt->extended_bsi_2        = 0;
1839     opt->eac3_mixing_metadata  = 0;
1840     opt->eac3_info_metadata    = 0;
1841
1842     /* determine mixing metadata / xbsi1 use */
1843     if (s->channel_mode > AC3_CHMODE_STEREO && opt->preferred_stereo_downmix != AC3ENC_OPT_NONE) {
1844         opt->extended_bsi_1       = 1;
1845         opt->eac3_mixing_metadata = 1;
1846     }
1847     if (s->has_center &&
1848         (opt->ltrt_center_mix_level >= 0 || opt->loro_center_mix_level >= 0)) {
1849         opt->extended_bsi_1       = 1;
1850         opt->eac3_mixing_metadata = 1;
1851     }
1852     if (s->has_surround &&
1853         (opt->ltrt_surround_mix_level >= 0 || opt->loro_surround_mix_level >= 0)) {
1854         opt->extended_bsi_1       = 1;
1855         opt->eac3_mixing_metadata = 1;
1856     }
1857
1858     if (s->eac3) {
1859         /* determine info metadata use */
1860         if (avctx->audio_service_type != AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_MAIN)
1861             opt->eac3_info_metadata = 1;
1862         if (opt->copyright != AC3ENC_OPT_NONE || opt->original != AC3ENC_OPT_NONE)
1863             opt->eac3_info_metadata = 1;
1864         if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO &&
1865             (opt->dolby_headphone_mode != AC3ENC_OPT_NONE || opt->dolby_surround_mode != AC3ENC_OPT_NONE))
1866             opt->eac3_info_metadata = 1;
1867         if (s->channel_mode >= AC3_CHMODE_2F2R && opt->dolby_surround_ex_mode != AC3ENC_OPT_NONE)
1868             opt->eac3_info_metadata = 1;
1869         if (opt->mixing_level != AC3ENC_OPT_NONE || opt->room_type != AC3ENC_OPT_NONE ||
1870             opt->ad_converter_type != AC3ENC_OPT_NONE) {
1871             opt->audio_production_info = 1;
1872             opt->eac3_info_metadata    = 1;
1873         }
1874     } else {
1875         /* determine audio production info use */
1876         if (opt->mixing_level != AC3ENC_OPT_NONE || opt->room_type != AC3ENC_OPT_NONE)
1877             opt->audio_production_info = 1;
1878
1879         /* determine xbsi2 use */
1880         if (s->channel_mode >= AC3_CHMODE_2F2R && opt->dolby_surround_ex_mode != AC3ENC_OPT_NONE)
1881             opt->extended_bsi_2 = 1;
1882         if (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO && opt->dolby_headphone_mode != AC3ENC_OPT_NONE)
1883             opt->extended_bsi_2 = 1;
1884         if (opt->ad_converter_type != AC3ENC_OPT_NONE)
1885             opt->extended_bsi_2 = 1;
1886     }
1887
1888     /* validate AC-3 mixing levels */
1889     if (!s->eac3) {
1890         if (s->has_center) {
1891             validate_mix_level(avctx, "center_mix_level", &opt->center_mix_level,
1892                             cmixlev_options, CMIXLEV_NUM_OPTIONS, 1, 0,
1893                             &s->center_mix_level);
1894         }
1895         if (s->has_surround) {
1896             validate_mix_level(avctx, "surround_mix_level", &opt->surround_mix_level,
1897                             surmixlev_options, SURMIXLEV_NUM_OPTIONS, 1, 0,
1898                             &s->surround_mix_level);
1899         }
1900     }
1901
1902     /* validate extended bsi 1 / mixing metadata */
1903     if (opt->extended_bsi_1 || opt->eac3_mixing_metadata) {
1904         /* default preferred stereo downmix */
1905         if (opt->preferred_stereo_downmix == AC3ENC_OPT_NONE)
1906             opt->preferred_stereo_downmix = AC3ENC_OPT_NOT_INDICATED;
1907         if (!s->eac3 || s->has_center) {
1908             /* validate Lt/Rt center mix level */
1909             validate_mix_level(avctx, "ltrt_center_mix_level",
1910                                &opt->ltrt_center_mix_level, extmixlev_options,
1911                                EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS, 5, 0,
1912                                &s->ltrt_center_mix_level);
1913             /* validate Lo/Ro center mix level */
1914             validate_mix_level(avctx, "loro_center_mix_level",
1915                                &opt->loro_center_mix_level, extmixlev_options,
1916                                EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS, 5, 0,
1917                                &s->loro_center_mix_level);
1918         }
1919         if (!s->eac3 || s->has_surround) {
1920             /* validate Lt/Rt surround mix level */
1921             validate_mix_level(avctx, "ltrt_surround_mix_level",
1922                                &opt->ltrt_surround_mix_level, extmixlev_options,
1923                                EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS, 6, 3,
1924                                &s->ltrt_surround_mix_level);
1925             /* validate Lo/Ro surround mix level */
1926             validate_mix_level(avctx, "loro_surround_mix_level",
1927                                &opt->loro_surround_mix_level, extmixlev_options,
1928                                EXTMIXLEV_NUM_OPTIONS, 6, 3,
1929                                &s->loro_surround_mix_level);
1930         }
1931     }
1932
1933     /* validate audio service type / channels combination */
1934     if ((avctx->audio_service_type == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_KARAOKE &&
1935          avctx->channels == 1) ||
1936         ((avctx->audio_service_type == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_COMMENTARY ||
1937           avctx->audio_service_type == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_EMERGENCY  ||
1938           avctx->audio_service_type == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_VOICE_OVER)
1939          && avctx->channels > 1)) {
1940         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid audio service type for the "
1941                                     "specified number of channels\n");
1942         return AVERROR(EINVAL);
1943     }
1944
1945     /* validate extended bsi 2 / info metadata */
1946     if (opt->extended_bsi_2 || opt->eac3_info_metadata) {
1947         /* default dolby headphone mode */
1948         if (opt->dolby_headphone_mode == AC3ENC_OPT_NONE)
1949             opt->dolby_headphone_mode = AC3ENC_OPT_NOT_INDICATED;
1950         /* default dolby surround ex mode */
1951         if (opt->dolby_surround_ex_mode == AC3ENC_OPT_NONE)
1952             opt->dolby_surround_ex_mode = AC3ENC_OPT_NOT_INDICATED;
1953         /* default A/D converter type */
1954         if (opt->ad_converter_type == AC3ENC_OPT_NONE)
1955             opt->ad_converter_type = AC3ENC_OPT_ADCONV_STANDARD;
1956     }
1957
1958     /* copyright & original defaults */
1959     if (!s->eac3 || opt->eac3_info_metadata) {
1960         /* default copyright */
1961         if (opt->copyright == AC3ENC_OPT_NONE)
1962             opt->copyright = AC3ENC_OPT_OFF;
1963         /* default original */
1964         if (opt->original == AC3ENC_OPT_NONE)
1965             opt->original = AC3ENC_OPT_ON;
1966     }
1967
1968     /* dolby surround mode default */
1969     if (!s->eac3 || opt->eac3_info_metadata) {
1970         if (opt->dolby_surround_mode == AC3ENC_OPT_NONE)
1971             opt->dolby_surround_mode = AC3ENC_OPT_NOT_INDICATED;
1972     }
1973
1974     /* validate audio production info */
1975     if (opt->audio_production_info) {
1976         if (opt->mixing_level == AC3ENC_OPT_NONE) {
1977             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "mixing_level must be set if "
1978                    "room_type is set\n");
1979             return AVERROR(EINVAL);
1980         }
1981         if (opt->mixing_level < 80) {
1982             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid mixing level. must be between "
1983                    "80dB and 111dB\n");
1984             return AVERROR(EINVAL);
1985         }
1986         /* default room type */
1987         if (opt->room_type == AC3ENC_OPT_NONE)
1988             opt->room_type = AC3ENC_OPT_NOT_INDICATED;
1989     }
1990
1991     /* set bitstream id for alternate bitstream syntax */
1992     if (!s->eac3 && (opt->extended_bsi_1 || opt->extended_bsi_2)) {
1993         if (s->bitstream_id > 8 && s->bitstream_id < 11) {
1994             static int warn_once = 1;
1995             if (warn_once) {
1996                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "alternate bitstream syntax is "
1997                        "not compatible with reduced samplerates. writing of "
1998                        "extended bitstream information will be disabled.\n");
1999                 warn_once = 0;
2000             }
2001         } else {
2002             s->bitstream_id = 6;
2003         }
2004     }
2005
2006     return 0;
2007 }
2008
2009
2010 /**
2011  * Finalize encoding and free any memory allocated by the encoder.
2012  *
2013  * @param avctx  Codec context
2014  */
2015 av_cold int ff_ac3_encode_close(AVCodecContext *avctx)
2016 {
2017     int blk, ch;
2018     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
2019
2020     av_freep(&s->windowed_samples);
2021     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
2022         av_freep(&s->planar_samples[ch]);
2023     av_freep(&s->planar_samples);
2024     av_freep(&s->bap_buffer);
2025     av_freep(&s->bap1_buffer);
2026     av_freep(&s->mdct_coef_buffer);
2027     av_freep(&s->fixed_coef_buffer);
2028     av_freep(&s->exp_buffer);
2029     av_freep(&s->grouped_exp_buffer);
2030     av_freep(&s->psd_buffer);
2031     av_freep(&s->band_psd_buffer);
2032     av_freep(&s->mask_buffer);
2033     av_freep(&s->qmant_buffer);
2034     av_freep(&s->cpl_coord_exp_buffer);
2035     av_freep(&s->cpl_coord_mant_buffer);
2036     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
2037         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
2038         av_freep(&block->mdct_coef);
2039         av_freep(&block->fixed_coef);
2040         av_freep(&block->exp);
2041         av_freep(&block->grouped_exp);
2042         av_freep(&block->psd);
2043         av_freep(&block->band_psd);
2044         av_freep(&block->mask);
2045         av_freep(&block->qmant);
2046         av_freep(&block->cpl_coord_exp);
2047         av_freep(&block->cpl_coord_mant);
2048     }
2049
2050     s->mdct_end(s);
2051
2052     return 0;
2053 }
2054
2055
2056 /*
2057  * Set channel information during initialization.
2058  */
2059 static av_cold int set_channel_info(AC3EncodeContext *s, int channels,
2060                                     uint64_t *channel_layout)
2061 {
2062     int ch_layout;
2063
2064     if (channels < 1 || channels > AC3_MAX_CHANNELS)
2065         return AVERROR(EINVAL);
2066     if (*channel_layout > 0x7FF)
2067         return AVERROR(EINVAL);
2068     ch_layout = *channel_layout;
2069     if (!ch_layout)
2070         ch_layout = av_get_default_channel_layout(channels);
2071
2072     s->lfe_on       = !!(ch_layout & AV_CH_LOW_FREQUENCY);
2073     s->channels     = channels;
2074     s->fbw_channels = channels - s->lfe_on;
2075     s->lfe_channel  = s->lfe_on ? s->fbw_channels + 1 : -1;
2076     if (s->lfe_on)
2077         ch_layout -= AV_CH_LOW_FREQUENCY;
2078
2079     switch (ch_layout) {
2080     case AV_CH_LAYOUT_MONO:           s->channel_mode = AC3_CHMODE_MONO;   break;
2081     case AV_CH_LAYOUT_STEREO:         s->channel_mode = AC3_CHMODE_STEREO; break;
2082     case AV_CH_LAYOUT_SURROUND:       s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F;     break;
2083     case AV_CH_LAYOUT_2_1:            s->channel_mode = AC3_CHMODE_2F1R;   break;
2084     case AV_CH_LAYOUT_4POINT0:        s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F1R;   break;
2085     case AV_CH_LAYOUT_QUAD:
2086     case AV_CH_LAYOUT_2_2:            s->channel_mode = AC3_CHMODE_2F2R;   break;
2087     case AV_CH_LAYOUT_5POINT0:
2088     case AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK:   s->channel_mode = AC3_CHMODE_3F2R;   break;
2089     default:
2090         return AVERROR(EINVAL);
2091     }
2092     s->has_center   = (s->channel_mode & 0x01) && s->channel_mode != AC3_CHMODE_MONO;
2093     s->has_surround =  s->channel_mode & 0x04;
2094
2095     s->channel_map  = ff_ac3_enc_channel_map[s->channel_mode][s->lfe_on];
2096     *channel_layout = ch_layout;
2097     if (s->lfe_on)
2098         *channel_layout |= AV_CH_LOW_FREQUENCY;
2099
2100     return 0;
2101 }
2102
2103
2104 static av_cold int validate_options(AC3EncodeContext *s)
2105 {
2106     AVCodecContext *avctx = s->avctx;
2107     int i, ret, max_sr;
2108
2109     /* validate channel layout */
2110     if (!avctx->channel_layout) {
2111         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "No channel layout specified. The "
2112                                       "encoder will guess the layout, but it "
2113                                       "might be incorrect.\n");
2114     }
2115     ret = set_channel_info(s, avctx->channels, &avctx->channel_layout);
2116     if (ret) {
2117         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid channel layout\n");
2118         return ret;
2119     }
2120
2121     /* validate sample rate */
2122     /* note: max_sr could be changed from 2 to 5 for E-AC-3 once we find a
2123              decoder that supports half sample rate so we can validate that
2124              the generated files are correct. */
2125     max_sr = s->eac3 ? 2 : 8;
2126     for (i = 0; i <= max_sr; i++) {
2127         if ((ff_ac3_sample_rate_tab[i % 3] >> (i / 3)) == avctx->sample_rate)
2128             break;
2129     }
2130     if (i > max_sr) {
2131         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid sample rate\n");
2132         return AVERROR(EINVAL);
2133     }
2134     s->sample_rate        = avctx->sample_rate;
2135     s->bit_alloc.sr_shift = i / 3;
2136     s->bit_alloc.sr_code  = i % 3;
2137     s->bitstream_id       = s->eac3 ? 16 : 8 + s->bit_alloc.sr_shift;
2138
2139     /* select a default bit rate if not set by the user */
2140     if (!avctx->bit_rate) {
2141         switch (s->fbw_channels) {
2142         case 1: avctx->bit_rate =  96000; break;
2143         case 2: avctx->bit_rate = 192000; break;
2144         case 3: avctx->bit_rate = 320000; break;
2145         case 4: avctx->bit_rate = 384000; break;
2146         case 5: avctx->bit_rate = 448000; break;
2147         }
2148     }
2149
2150     /* validate bit rate */
2151     if (s->eac3) {
2152         int max_br, min_br, wpf, min_br_dist, min_br_code;
2153         int num_blks_code, num_blocks, frame_samples;
2154
2155         /* calculate min/max bitrate */
2156         /* TODO: More testing with 3 and 2 blocks. All E-AC-3 samples I've
2157                  found use either 6 blocks or 1 block, even though 2 or 3 blocks
2158                  would work as far as the bit rate is concerned. */
2159         for (num_blks_code = 3; num_blks_code >= 0; num_blks_code--) {
2160             num_blocks = ((int[]){ 1, 2, 3, 6 })[num_blks_code];
2161             frame_samples  = AC3_BLOCK_SIZE * num_blocks;
2162             max_br = 2048 * s->sample_rate / frame_samples * 16;
2163             min_br = ((s->sample_rate + (frame_samples-1)) / frame_samples) * 16;
2164             if (avctx->bit_rate <= max_br)
2165                 break;
2166         }
2167         if (avctx->bit_rate < min_br || avctx->bit_rate > max_br) {
2168             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid bit rate. must be %d to %d "
2169                    "for this sample rate\n", min_br, max_br);
2170             return AVERROR(EINVAL);
2171         }
2172         s->num_blks_code = num_blks_code;
2173         s->num_blocks    = num_blocks;
2174
2175         /* calculate words-per-frame for the selected bitrate */
2176         wpf = (avctx->bit_rate / 16) * frame_samples / s->sample_rate;
2177         av_assert1(wpf > 0 && wpf <= 2048);
2178
2179         /* find the closest AC-3 bitrate code to the selected bitrate.
2180            this is needed for lookup tables for bandwidth and coupling
2181            parameter selection */
2182         min_br_code = -1;
2183         min_br_dist = INT_MAX;
2184         for (i = 0; i < 19; i++) {
2185             int br_dist = abs(ff_ac3_bitrate_tab[i] * 1000 - avctx->bit_rate);
2186             if (br_dist < min_br_dist) {
2187                 min_br_dist = br_dist;
2188                 min_br_code = i;
2189             }
2190         }
2191
2192         /* make sure the minimum frame size is below the average frame size */
2193         s->frame_size_code = min_br_code << 1;
2194         while (wpf > 1 && wpf * s->sample_rate / AC3_FRAME_SIZE * 16 > avctx->bit_rate)
2195             wpf--;
2196         s->frame_size_min = 2 * wpf;
2197     } else {
2198         int best_br = 0, best_code = 0, best_diff = INT_MAX;
2199         for (i = 0; i < 19; i++) {
2200             int br   = (ff_ac3_bitrate_tab[i] >> s->bit_alloc.sr_shift) * 1000;
2201             int diff = abs(br - avctx->bit_rate);
2202             if (diff < best_diff) {
2203                 best_br   = br;
2204                 best_code = i;
2205                 best_diff = diff;
2206             }
2207             if (!best_diff)
2208                 break;
2209         }
2210         avctx->bit_rate    = best_br;
2211         s->frame_size_code = best_code << 1;
2212         s->frame_size_min  = 2 * ff_ac3_frame_size_tab[s->frame_size_code][s->bit_alloc.sr_code];
2213         s->num_blks_code   = 0x3;
2214         s->num_blocks      = 6;
2215     }
2216     s->bit_rate   = avctx->bit_rate;
2217     s->frame_size = s->frame_size_min;
2218
2219     /* validate cutoff */
2220     if (avctx->cutoff < 0) {
2221         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid cutoff frequency\n");
2222         return AVERROR(EINVAL);
2223     }
2224     s->cutoff = avctx->cutoff;
2225     if (s->cutoff > (s->sample_rate >> 1))
2226         s->cutoff = s->sample_rate >> 1;
2227
2228     ret = ff_ac3_validate_metadata(s);
2229     if (ret)
2230         return ret;
2231
2232     s->rematrixing_enabled = s->options.stereo_rematrixing &&
2233                              (s->channel_mode == AC3_CHMODE_STEREO);
2234
2235     s->cpl_enabled = s->options.channel_coupling &&
2236                      s->channel_mode >= AC3_CHMODE_STEREO;
2237
2238     return 0;
2239 }
2240
2241
2242 /*
2243  * Set bandwidth for all channels.
2244  * The user can optionally supply a cutoff frequency. Otherwise an appropriate
2245  * default value will be used.
2246  */
2247 static av_cold void set_bandwidth(AC3EncodeContext *s)
2248 {
2249     int blk, ch, cpl_start;
2250
2251     if (s->cutoff) {
2252         /* calculate bandwidth based on user-specified cutoff frequency */
2253         int fbw_coeffs;
2254         fbw_coeffs     = s->cutoff * 2 * AC3_MAX_COEFS / s->sample_rate;
2255         s->bandwidth_code = av_clip((fbw_coeffs - 73) / 3, 0, 60);
2256     } else {
2257         /* use default bandwidth setting */
2258         s->bandwidth_code = ac3_bandwidth_tab[s->fbw_channels-1][s->bit_alloc.sr_code][s->frame_size_code/2];
2259     }
2260
2261     /* set number of coefficients for each channel */
2262     for (ch = 1; ch <= s->fbw_channels; ch++) {
2263         s->start_freq[ch] = 0;
2264         for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++)
2265             s->blocks[blk].end_freq[ch] = s->bandwidth_code * 3 + 73;
2266     }
2267     /* LFE channel always has 7 coefs */
2268     if (s->lfe_on) {
2269         s->start_freq[s->lfe_channel] = 0;
2270         for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++)
2271             s->blocks[blk].end_freq[ch] = 7;
2272     }
2273
2274     /* initialize coupling strategy */
2275     if (s->cpl_enabled) {
2276         if (s->options.cpl_start != AC3ENC_OPT_AUTO) {
2277             cpl_start = s->options.cpl_start;
2278         } else {
2279             cpl_start = ac3_coupling_start_tab[s->channel_mode-2][s->bit_alloc.sr_code][s->frame_size_code/2];
2280             if (cpl_start < 0) {
2281                 if (s->options.channel_coupling == AC3ENC_OPT_AUTO)
2282                     s->cpl_enabled = 0;
2283                 else
2284                     cpl_start = 15;
2285             }
2286         }
2287     }
2288     if (s->cpl_enabled) {
2289         int i, cpl_start_band, cpl_end_band;
2290         uint8_t *cpl_band_sizes = s->cpl_band_sizes;
2291
2292         cpl_end_band   = s->bandwidth_code / 4 + 3;
2293         cpl_start_band = av_clip(cpl_start, 0, FFMIN(cpl_end_band-1, 15));
2294
2295         s->num_cpl_subbands = cpl_end_band - cpl_start_band;
2296
2297         s->num_cpl_bands = 1;
2298         *cpl_band_sizes  = 12;
2299         for (i = cpl_start_band + 1; i < cpl_end_band; i++) {
2300             if (ff_eac3_default_cpl_band_struct[i]) {
2301                 *cpl_band_sizes += 12;
2302             } else {
2303                 s->num_cpl_bands++;
2304                 cpl_band_sizes++;
2305                 *cpl_band_sizes = 12;
2306             }
2307         }
2308
2309         s->start_freq[CPL_CH] = cpl_start_band * 12 + 37;
2310         s->cpl_end_freq       = cpl_end_band   * 12 + 37;
2311         for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++)
2312             s->blocks[blk].end_freq[CPL_CH] = s->cpl_end_freq;
2313     }
2314 }
2315
2316
2317 static av_cold int allocate_buffers(AC3EncodeContext *s)
2318 {
2319     AVCodecContext *avctx = s->avctx;
2320     int blk, ch;
2321     int channels = s->channels + 1; /* includes coupling channel */
2322     int channel_blocks = channels * s->num_blocks;
2323     int total_coefs    = AC3_MAX_COEFS * channel_blocks;
2324
2325     if (s->allocate_sample_buffers(s))
2326         goto alloc_fail;
2327
2328     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->bap_buffer, total_coefs *
2329                      sizeof(*s->bap_buffer), alloc_fail);
2330     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->bap1_buffer, total_coefs *
2331                      sizeof(*s->bap1_buffer), alloc_fail);
2332     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, s->mdct_coef_buffer, total_coefs *
2333                       sizeof(*s->mdct_coef_buffer), alloc_fail);
2334     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->exp_buffer, total_coefs *
2335                      sizeof(*s->exp_buffer), alloc_fail);
2336     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->grouped_exp_buffer, channel_blocks * 128 *
2337                      sizeof(*s->grouped_exp_buffer), alloc_fail);
2338     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->psd_buffer, total_coefs *
2339                      sizeof(*s->psd_buffer), alloc_fail);
2340     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->band_psd_buffer, channel_blocks * 64 *
2341                      sizeof(*s->band_psd_buffer), alloc_fail);
2342     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->mask_buffer, channel_blocks * 64 *
2343                      sizeof(*s->mask_buffer), alloc_fail);
2344     FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->qmant_buffer, total_coefs *
2345                      sizeof(*s->qmant_buffer), alloc_fail);
2346     if (s->cpl_enabled) {
2347         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->cpl_coord_exp_buffer, channel_blocks * 16 *
2348                          sizeof(*s->cpl_coord_exp_buffer), alloc_fail);
2349         FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, s->cpl_coord_mant_buffer, channel_blocks * 16 *
2350                          sizeof(*s->cpl_coord_mant_buffer), alloc_fail);
2351     }
2352     for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
2353         AC3Block *block = &s->blocks[blk];
2354         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->mdct_coef, channels * sizeof(*block->mdct_coef),
2355                           alloc_fail);
2356         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->exp, channels * sizeof(*block->exp),
2357                           alloc_fail);
2358         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->grouped_exp, channels * sizeof(*block->grouped_exp),
2359                           alloc_fail);
2360         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->psd, channels * sizeof(*block->psd),
2361                           alloc_fail);
2362         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->band_psd, channels * sizeof(*block->band_psd),
2363                           alloc_fail);
2364         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->mask, channels * sizeof(*block->mask),
2365                           alloc_fail);
2366         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->qmant, channels * sizeof(*block->qmant),
2367                           alloc_fail);
2368         if (s->cpl_enabled) {
2369             FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->cpl_coord_exp, channels * sizeof(*block->cpl_coord_exp),
2370                               alloc_fail);
2371             FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->cpl_coord_mant, channels * sizeof(*block->cpl_coord_mant),
2372                               alloc_fail);
2373         }
2374
2375         for (ch = 0; ch < channels; ch++) {
2376             /* arrangement: block, channel, coeff */
2377             block->grouped_exp[ch] = &s->grouped_exp_buffer[128           * (blk * channels + ch)];
2378             block->psd[ch]         = &s->psd_buffer        [AC3_MAX_COEFS * (blk * channels + ch)];
2379             block->band_psd[ch]    = &s->band_psd_buffer   [64            * (blk * channels + ch)];
2380             block->mask[ch]        = &s->mask_buffer       [64            * (blk * channels + ch)];
2381             block->qmant[ch]       = &s->qmant_buffer      [AC3_MAX_COEFS * (blk * channels + ch)];
2382             if (s->cpl_enabled) {
2383                 block->cpl_coord_exp[ch]  = &s->cpl_coord_exp_buffer [16  * (blk * channels + ch)];
2384                 block->cpl_coord_mant[ch] = &s->cpl_coord_mant_buffer[16  * (blk * channels + ch)];
2385             }
2386
2387             /* arrangement: channel, block, coeff */
2388             block->exp[ch]         = &s->exp_buffer        [AC3_MAX_COEFS * (s->num_blocks * ch + blk)];
2389             block->mdct_coef[ch]   = &s->mdct_coef_buffer  [AC3_MAX_COEFS * (s->num_blocks * ch + blk)];
2390         }
2391     }
2392
2393     if (!s->fixed_point) {
2394         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, s->fixed_coef_buffer, total_coefs *
2395                           sizeof(*s->fixed_coef_buffer), alloc_fail);
2396         for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
2397             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
2398             FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->fixed_coef, channels *
2399                               sizeof(*block->fixed_coef), alloc_fail);
2400             for (ch = 0; ch < channels; ch++)
2401                 block->fixed_coef[ch] = &s->fixed_coef_buffer[AC3_MAX_COEFS * (s->num_blocks * ch + blk)];
2402         }
2403     } else {
2404         for (blk = 0; blk < s->num_blocks; blk++) {
2405             AC3Block *block = &s->blocks[blk];
2406             FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, block->fixed_coef, channels *
2407                               sizeof(*block->fixed_coef), alloc_fail);
2408             for (ch = 0; ch < channels; ch++)
2409                 block->fixed_coef[ch] = (int32_t *)block->mdct_coef[ch];
2410         }
2411     }
2412
2413     return 0;
2414 alloc_fail:
2415     return AVERROR(ENOMEM);
2416 }
2417
2418
2419 av_cold int ff_ac3_encode_init(AVCodecContext *avctx)
2420 {
2421     AC3EncodeContext *s = avctx->priv_data;
2422     int ret, frame_size_58;
2423
2424     s->avctx = avctx;
2425
2426     s->eac3 = avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_EAC3;
2427
2428     ff_ac3_common_init();
2429
2430     ret = validate_options(s);
2431     if (ret)
2432         return ret;
2433
2434     avctx->frame_size = AC3_BLOCK_SIZE * s->num_blocks;
2435     avctx->delay      = AC3_BLOCK_SIZE;
2436
2437     s->bitstream_mode = avctx->audio_service_type;
2438     if (s->bitstream_mode == AV_AUDIO_SERVICE_TYPE_KARAOKE)
2439         s->bitstream_mode = 0x7;
2440
2441     s->bits_written    = 0;
2442     s->samples_written = 0;
2443
2444     /* calculate crc_inv for both possible frame sizes */
2445     frame_size_58 = (( s->frame_size    >> 2) + ( s->frame_size    >> 4)) << 1;
2446     s->crc_inv[0] = pow_poly((CRC16_POLY >> 1), (8 * frame_size_58) - 16, CRC16_POLY);
2447     if (s->bit_alloc.sr_code == 1) {
2448         frame_size_58 = (((s->frame_size+2) >> 2) + ((s->frame_size+2) >> 4)) << 1;
2449         s->crc_inv[1] = pow_poly((CRC16_POLY >> 1), (8 * frame_size_58) - 16, CRC16_POLY);
2450     }
2451
2452     /* set function pointers */
2453     if (CONFIG_AC3_FIXED_ENCODER && s->fixed_point) {
2454         s->mdct_end                     = ff_ac3_fixed_mdct_end;
2455         s->mdct_init                    = ff_ac3_fixed_mdct_init;
2456         s->allocate_sample_buffers      = ff_ac3_fixed_allocate_sample_buffers;
2457     } else if (CONFIG_AC3_ENCODER || CONFIG_EAC3_ENCODER) {
2458         s->mdct_end                     = ff_ac3_float_mdct_end;
2459         s->mdct_init                    = ff_ac3_float_mdct_init;
2460         s->allocate_sample_buffers      = ff_ac3_float_allocate_sample_buffers;
2461     }
2462     if (CONFIG_EAC3_ENCODER && s->eac3)
2463         s->output_frame_header = ff_eac3_output_frame_header;
2464     else
2465         s->output_frame_header = ac3_output_frame_header;
2466
2467     set_bandwidth(s);
2468
2469     exponent_init(s);
2470
2471     bit_alloc_init(s);
2472
2473     ret = s->mdct_init(s);
2474     if (ret)
2475         goto init_fail;
2476
2477     ret = allocate_buffers(s);
2478     if (ret)
2479         goto init_fail;
2480
2481     ff_dsputil_init(&s->dsp, avctx);
2482     avpriv_float_dsp_init(&s->fdsp, avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT);
2483     ff_ac3dsp_init(&s->ac3dsp, avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT);
2484
2485     dprint_options(s);
2486
2487     return 0;
2488 init_fail:
2489     ff_ac3_encode_close(avctx);
2490     return ret;
2491 }